AEROGENERADOR CON UN TRANSFORMADOR PROXIMO AL GENERADOR.

Aerogenerador con un transformador próximo al generador, comprendiendo un buje de rotor (11) al que están unidas palas de rotor (13),

una góndola (15) montada en una torre (17) albergando un generador accionado por el buje del rotor (11) y un transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido, en el que el transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido comprende un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador (21) incluyendo una bandeja colectora (23) situada bajo el transformador (21), un contenedor (25) situado fuera de la góndola (15) y un tubo (27) conectando la bandeja colectora (23) y el contenedor (25)

Aerogenerador con un transformador próximo al generador.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un aerogenerador y en particular a un aerogenerador con un transformador próximo al generador.

Antecedentes

Los aerogeneradores son dispositivos que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Un aerogenerador típico incluye una góndola montada sobre una torre albergando un tren de potencia para transmitir la rotación de un rotor a un generador eléctrico.

Las palas del rotor tienen una forma aerodinámica de manera que cuando el viento pasa a través de la superficie de la pala se crea una fuerza ascensional que causa la rotación de un eje al que está conectado -directamente o a través de un dispositivo de multiplicación- un generador eléctrico situado dentro de la góndola y posicionado detrás del rotor.

Adicionalmente al dispositivo de multiplicación si existe- y al generador, la góndola alberga otros componentes tal como los motores de orientación mediante los que se gira el aerogenerador, varios controladores y un freno.

En muchos de los aerogeneradores conocidos, la potencia eléctrica se produce por un generador a medios o bajos voltajes y se conduce a un transformador situado en el suelo por medio de cables. Un inconveniente de este diseño es que se requieren cables masivos -particularmente a voltajes por debajo de 1000 V- para evitar pérdidas. Incluso con generadores produciendo potencia eléctrica a 3-5000 V estas pérdidas son importantes.

También se conocen propuestas de aerogeneradores con un transformador cercano al generador, dentro o fuera de la góndola. Son más eficientes desde un punto de vista eléctrico porque el transformador puede convertir la potencia a mayores voltajes disminuyendo con ello la intensidad en los cables por el peso de los transformadores multi MW requeridos por los aerogeneradores modernos plantea diversos problemas. En este sentido, son preferibles los transformadores líquidos a los transformadores secos porque son más compactos y menos pesados aunque no han sido usados en aerogeneradores comerciales porque no han sido resueltos varios problemas involucrados en su instalación en aerogeneradores.

La presente invención está dirigida a la solución de esos problemas.

Sumario de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un aerogenerador con un transformador relleno/refrigerado con un líquido no inflamable próximo al generador.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un aerogenerador medioambientalmente limpio con un transformador relleno/refrigerado con un líquido próximo al generador.

Estos y otros objetos se consiguen proporcionado un aerogenerador comprendiendo un buje de rotor al que están unidas las palas de rotor, una góndola montada en una torre albergando un generador accionado por el buje del rotor y un transformador relleno/refrigerado con un líquido situado cerca de dicho generador que comprende un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador incluyendo una bandeja colectora situada bajo el transformador, un contenedor situado fuera de la góndola y un tubo conectando la bandeja colectora y el contenedor.

En una realización el transformador relleno/refrigerado con un líquido y la bandeja colectora están situados dentro de la góndola y el contenedor está situado en la parte superior de la torre. Se consigue con ello un aerogenerador eléctricamente eficiente y medioambientalmente limpio con sus componentes principales dentro de la góndola.

En otra realización el transformador relleno/refrigerado con un líquido y la bandeja colectora están situados fuera de la góndola. Se consigue con ello un aerogenerador eléctricamente eficiente y medioambientalmente limpio con los componentes principales del transformador fuera de la góndola.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con la figura que se acompaña.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática de un aerogenerador con un transformador relleno/refrigerado dentro de la góndola y con un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador según la presente invención.

La Figura 2 es una vista esquemática de una bandeja colectora usada en un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador según la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Un aerogenerador típico comprende una torre 17 soportando una estructura de góndola 15 que contiene medios para convertir la energía rotacional del rotor 11 en energía eléctrica.

Los componentes estructurales del tren de potencia de un aerogenerador son, típicamente, un buje del rotor 11 al que están unidas una o más palas 13, un eje principal, una multiplicadora -si existe- y un generador. En los aerogeneradores accionados directamente el eje principal está conectado directamente al generador. El propósito primario de estos componentes estructurales es la transferencia del par motor generado por el rotor al generador y el aumento de la velocidad de eje para alcanzar una velocidad rotatoria apropiada en el rotor del generador.

En una realización preferente de esta invención, la góndola 15 también alberga un transformador 21 relleno/refrigerado con un líquido para transferir la potencia eléctrica desde la góndola 15 a la red a un alto voltaje para reducir el tamaño de los cables necesarios.

En otra realización el transformador 21 relleno/refrigerado con un líquido puede estar situado fuera de la góndola 15 pero cerca del generador, por ejemplo, puede estar suspendido de la estructura de soporte de la góndola dentro de la torre 17.

Los transformadores rellenos/refrigerados con líquido están formados principalmente por un núcleo y unos devanados inmersos en un líquido aislante y refrigerante contenidos dentro de un tanque que puede estar sellado a abierto hacia la atmósfera. Pueden estar rellenos total o parcialmente de líquido.

Los transformadores rellenos/refrigerados con líquido apropiados para su instalación dentro o bajo la góndola de un aerogenerador deben ser lo más compactos posible y, por otra parte, deben ser capaces de soportar los efectos de cortocircuitos. El primer requerimiento puede implicar un riesgo de que el transformador pierda líquido. El segundo requerimiento impide el uso de transformadores refrigerados con aceite mineral.

El líquido perdido contamina el suelo situado bajo el transformador y sus alrededores ó el mar en el caso de aerogeneradores situados a distancia de la costa. En este caso, el líquido perdido puede verse incrementado ya que los componentes montados en el mar sufren un aumento del riesgo de corrosión.

De acuerdo con la invención, el líquido usado por el transformador 21 instalado dentro de la góndola 15 es un aceite no inflamable, tal como un aceite siliconado, y el aerogenerador está provisto de un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador.

Este dispositivo comprende una bandeja colectora 23 que recoge el líquido del transformador 21 y un contenedor 25 a donde se lleva el líquido desde la bandeja colectora 23 mediante un tubo 27. La bandeja colectora 23 está situada bajo el transformador 21, o incorporada a él, mediante cualquier medio apropiado y el contenedor 25 está colocado fuera de la góndola en cualquier lugar apropiado para su instalación y mantenimiento.

En la realización preferente mostrada en la Figura 1, el contenedor 25 está situado en la parte superior de la torre 17 bajo la góndola 15.

En otra realización preferente, el contenedor 25 está situado en la parte inferior de la torre 17.

En una realización preferente la bandeja colectora 23 puede estar configurada como una caja abierta con una base rectangular 31 y caras laterales 23 formando ángulos obtusos con la base 31 para ser capaz de recoger cualquier líquido perdido por el transformador 21. Puede tener un orificio de drenaje (no mostrado) para permitir el drenaje del líquido a través del tubo 27.

La bandeja colectora 23...

1. Un aerogenerador comprendiendo un buje de rotor (11) al que están unidas palas de rotor (13), una góndola (15) montada en una torre (17) albergando un generador accionado por el buje del rotor (11) y un transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido situado cerca de dicho generador, caracterizado porque el transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido comprende un dispositivo para recibir y almacenar el líquido perdido por el transformador (21) incluyendo una bandeja colectora (23) situada bajo el transformador (21), un contenedor (25) situado fuera de la góndola (15) y un tubo (27) conectando la bandeja colectora (23) y el contenedor (25).

2. Un aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque el transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido está situado dentro de la góndola (15).

3. Un aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque el transformador (21) relleno/refrigerado con un líquido está situado dentro de la torre (17) bajo la góndola (15).

4. Un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la bandeja colectora (23) tiene una base (31) y caras laterales (33) formando ángulos obtusos con la base (31) proporcionado una unidad receptora de cualquier líquido perdido por el transformador (21).

5. Un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el contenedor (25) está situado dentro de la torre (17).

6. Un aerogenerador según la reivindicación 5, caracterizado porque el contenedor (25) está situado en la parte alta de la torre (17).

7. Un aerogenerador según la reivindicación 5, caracterizado porque el contenedor (25) está situado en la parte baja de la torre (17).