Procedimiento de medición para frenos en turbinas eólicas.

Un procedimiento de medición de la funcionalidad de un freno (220) de rotor de un sistema

(100) de energía eólica, estando instalado dicho freno (220) de rotor entre un cubo (130) del rotor y un generador (230), caracterizado dicho procedimiento porque determina el par del freno al aplicar el freno (220) del rotor y al medir el par (440) del generador o al medir la potencia real (445) del sistema (100) de energía eólica.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09250515.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: STAEDLER,MARTIN, HINKEN,FRANK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Control de los motores de viento (alimentación o... > F03D7/02 (teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor)

PDF original: ES-2469830_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de mediciïn para frenos en turbinas eïlicas La presente invenciïn versa, en general, acerca de un sistema de energïa eïlica y acerca de un procedimiento de mediciïn de la funcionalidad de un sistema de energïa eïlica. La presente invenciïn versa, en particular, acerca de una mediciïn de la funcionalidad del freno en una turbina eïlica. La presente invenciïn versa, ademïs, acerca de un sistema de energïa eïlica que incluye el mismo. Por ejemplo, el documento EP 1 650 431 da a conocer un sistema de freno en una turbina eïlica con un sensor de monitorizaciïn.

La energïa eïlica ha atraïdo mucha atenciïn durante los ïltimos aïos como una fuente alternativa de energïa. Las turbinas eïlicas son utilizadas para convertir energïa eïlica cinïtica en energïa elïctrica. Para este fin, las turbinas eïlicas de la clase empleada por las compaïïas elïctricas tienen rotores eïlicos que estïn dotados normalmente de tres palas de rotor para extraer energïa cinïtica del viento. No obstante, puede ser posible mantener el rotor de una turbina eïlica en posiciïn cuando se encuentra en parada. Detener el rotor es importante para un mantenimiento y una reparaciïn. Ademïs de la necesidad de bloquear el rotor, tambiïn es necesario reducir la velocidad del rotor al menos en un cierto intervalo por medio de un freno mecïnico. Esto se realiza comïnmente por medio de frenos de disco. Por razones de seguridad, el funcionamiento de los frenos tiene que ser comprobado a intervalos predeterminados de tiempo durante la operaciïn de la turbina eïlica.

Para comprobar los frenos como se conoce en la tïcnica, es necesario un apagado de la turbina eïlica. Esto significa un tiempo de inactividad para la turbina y una reducciïn del rendimiento energïtico.

En vista de lo anterior, segïn un primer aspecto de la presente invenciïn se proporciona un procedimiento de mediciïn de la funcionalidad de un freno de un sistema de energïa eïlica segïn la reivindicaciïn 1 adjunta.

Segïn realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona un procedimiento que incluye determinar el par del freno al medir el par del generador.

Segïn realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona un procedimiento que incluye determinar el par del freno al medir la potencia real.

Son evidentes diversos aspectos, ventajas y caracterïsticas de la presente invenciïn por las reivindicaciones dependientes, la descripciïn y los dibujos adjuntos, en los que:

Son evidentes diversos aspectos, ventajas y caracterïsticas de la presente invenciïn por las reivindicaciones dependientes, la descripciïn y los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista lateral esquemïtica de un sistema de energïa eïlica segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 2 muestra una vista lateral esquemïtica mïs detallada de la parte superior de un sistema de energïa eïlica segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 3 muestra un diagrama que ilustra condiciones para la comprobaciïn del freno segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 4a muestra un diagrama que ilustra el procedimiento de comprobaciïn del freno segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 4b muestra otro diagrama que ilustra el procedimiento de comprobaciïn del freno segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 5a muestra un diagrama de flujo del procedimiento de comprobaciïn del freno segïn realizaciones descritas en el presente documento.

La Figura 5b muestra un diagrama de flujo de otro procedimiento de comprobaciïn del freno segïn realizaciones descritas en el presente documento.

Se harï referencia ahora con detalle a las diversas realizaciones de la invenciïn, uno o mïs ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras. Se proporciona cada ejemplo a modo de explicaciïn de la invenciïn y no se pretende que limite a la invenciïn. Por ejemplo, se pueden utilizar caracterïsticas ilustradas o descritas como parte de una realizaciïn en otras realizaciones o junto con las mismas para producir una realizaciïn adicional mïs. Se concibe que la presente invenciïn incluya tales modificaciones y variaciones.

Segïn un primer aspecto de la invenciïn, un procedimiento indirecto de comprobaciïn del freno de disco incluye operar una turbina eïlica, aplicar un freno de rotor, y medir el par aplicado. El procedimiento puede incluir, ademïs, en un estado dado de la turbina eïlica en funcionamiento, la asignaciïn, normalmente, de dos parïmetros mientras que un parïmetro es normalmente un valor del par del generador y el otro parïmetro es normalmente un valor del tiempo. Normalmente, se da el estado de la turbina eïlica mediante informaciïn acerca del nivel de potencia, de la fluctuaciïn de la potencia media, de la fluctuaciïn de la velocidad del viento y del ïngulo de paso.

Segïn un aspecto adicional de la presente invenciïn, el procedimiento para comprobar los frenos incluye operar una turbina eïlica, aplicar un freno del rotor y medir la potencia real. El procedimiento puede incluir, ademïs, en un 2 10

estado dado de la turbina eïlica en funcionamiento, la asignaciïn, normalmente, de dos parïmetros, mientras que un parïmetro es un valor del par del generador y el otro parïmetro es normalmente un valor del tiempo. Normalmente, se proporciona el estado de la turbina eïlica mediante informaciïn acerca del nivel de potencia, de la fluctuaciïn de la potencia media, de la fluctuaciïn de la velocidad eïlica y del ïngulo de paso.

El procedimiento segïn realizaciones descritas en el presente documento proporciona informaciïn acerca del estado del freno midiendo el par. Cuando se aplica el freno de disco, se configurarï el punto de referencia del controlador de la velocidad a la velocidad real. Normalmente, se eliminan los lïmites del par. Esto puede ser necesario, por ejemplo, en aquellos sistemas de energïa eïlica en los que la implementaciïn del controlador comprende un lïmite de pares reducidos. La mediciïn de la reducciïn del par del generador permite una mediciïn indirecta del par aplicado por el freno de disco. Cuando se reduce el par del generador hasta por debajo de un valor umbral en un cierto tiempo, el freno estï bien. Segïn realizaciones tïpicas, el valor umbral del par es no nulo. De forma similar, en aquellas realizaciones en las que se mide la energïa generada por el generador, el valor umbral de energïa es normalmente no nulo.

La Figura 1 es una vista lateral esquemïtica en corte transversal de una turbina eïlica. La turbina eïlica 100 tiene una torre 110 en la que la gïndola 120 estï montada en su extremo superior. En la presente descripciïn, se utiliza la expresiïn “turbina eïlica” de forma sinïnima de la expresiïn “sistema de energïa eïlica”. La gïndola aloja una transmisiïn (mostrada en la Fig. 2) a la que se conecta un generador elïctrico (mostrado en la Fig. 2) . Un cubo 130 que tiene tres palas 140 de rotor estï montado en un extremo lateral de la gïndola 120 de la mïquina. Las palas 140 del rotor pueden ser ajustadas por medio de accionadores de paso que estïn colocados normalmente en el interior del cubo 130. Ademïs, en la Fig. 1 se muestra de forma ejemplar una unidad 260 de cïlculo. Normalmente, la unidad de cïlculo estï situada en la parte inferior del sistema de energïa eïlica, en realizaciones tïpicas junto con la unidad de control del sistema de energïa eïlica. La unidad de cïlculo realiza la comparaciïn entre valores medidos y valores umbral predeterminados segïn las realizaciones descritas en el presente documento y se explicarïn con mïs detalle a continuaciïn.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de mediciïn de la funcionalidad de un freno (220) de rotor de un sistema (100) de energïa eïlica, estando instalado dicho freno (220) de rotor entre un cubo (130) del rotor y un generador (230) , caracterizado dicho procedimiento porque determina el par del freno al aplicar el freno (220) del rotor y al

medir el par (440) del generador o al medir la potencia real (445) del sistema (100) de energïa eïlica.

2. El procedimiento segïn cualquier reivindicaciïn precedente, en el que el freno (220) del rotor es un freno de disco o un freno de cinta.

3. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, ademïs, la liberaciïn de un lïmite (430) del par del generador (230) .

4. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, ademïs, fijar un punto de referencia del controlador de la velocidad a la velocidad real (420) del sistema (100) de energïa eïlica.

5. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, ademïs, determinar uno o mïs del nivel de potencia, del valor de fluctuaciïn de la potencia, del valor de fluctuaciïn de la velocidad del viento, y de la fluctuaciïn del ïngulo de paso.

6. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que antes de determinar el par del freno se comprueban una o mïs de las siguientes condiciones:

el nivel de potencia se encuentra entre 0, 4 y 1, 2 veces la potencia nominal del sistema de energïa eïlica (310) ; la fluctuaciïn de la potencia durante un intervalo predeterminado de tiempo es inferior al 30% (320) ;

la fluctuaciïn de la velocidad del viento durante un intervalo predeterminado de tiempo es inferior al 30% (330) ; y el ïngulo de paso de las palas del rotor es constante (340) ; en el que el intervalo predeterminado de tiempo es, preferentemente, de entre 5 y 15 minutos.

7. El procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que bien se reduce, se mide y se compara el par del generador con un valor umbral de par, o bien se reduce, se mide y se compara la potencia con un valor umbral de potencia.

8. Un medio legible por un ordenador que proporciona instrucciones que, cuando son ejecutadas por una plataforma informïtica, provocan que dicha plataforma informïtica lleve a cabo operaciones, comprendiendo dichas operaciones el procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

9. Un sistema (100) de energïa eïlica que tiene un rotor con al menos una pala (140) de rotor; un freno (220) de rotor para frenar el rotor; un generador (230) , estando instalado dicho freno (220) del rotor entre un cubo (130) del rotor y el generador (230) ; y

una unidad (260) de cïlculo adaptada para medir la funcionalidad del freno (220) del rotor al implementar el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.