CONTROL DE EMISIÓN TONAL PARA TURBINAS EÓLICAS.

La presente invención se refiere en general a un sistema para el control de las emisiones de ruido tonal en turbinas eólicas. La presente invención se refiere además en general a un sistema de energía eólica que incluye al mismo. Los sistemas de energía eólica han ganado más y más importancia como fuente de energía en los últimos años. Debido a que las áreas adecuadas para su económico funcionamiento son relativamente poco comunes en un número de países, un número en crecimiento de sistemas de energía eólica se ubica cerca de áreas pobladas. Debido a que el funcionamiento de las turbinas eólicas en sistemas de energía eólica da lugar a ruido, esto conduce a diversos problemas, tales como la reticencia por parte de los vecindarios y similares. Una diversidad de factores contribuye a la emisión global de ruido de tales sistemas, uno de los cuales es la emisión tonal producida por partes mecánicas en movimiento. Estas partes pueden ser, por ejemplo, el generador u otras partes del tren de transmisión que tienden a resonar a frecuencias de resonancia. Una fuente bien conocida de emisiones tonales son las cajas de cambios, lo que se debe principalmente a la aparición de frecuencias de engrane de los engranajes. El comportamiento de emisión tonal de las partes mecánicas en el tren de transmisión depende de una diversidad de factores, sobre algunos de los cuales apenas tiene influencia el fabricante. A menudo, la única posibilidad para mejorar las características de emisión tonal de una turbina eólica es intercambiar las partes de generación de ruido, por ejemplo una caja de cambios o un generador: Sin embargo, esto da lugar a unos costes elevados para el propietario debido al período de interrupción del servicio, a los costes de intercambio y a los costes del nuevo equipo. Por lo tanto, lo que se necesita son medidas rentables para reducir las emisiones tonales producidas por un sistema de energía eólica. Los procedimientos para la reducción de las emisiones de ruido de los sistemas de energía eólica han sido objeto de discusión durante largo tiempo. Por ejemplo, se ha propuesto la reducción del ruido aerodinámico producido por los álabes a través de un control de velocidad/ par motor del sistema con el fin de mantener la velocidad de la turbina baja durante unos intervalos de tiempo determinados, por ejemplo durante la noche. Otros han propuesto la reducción de la velocidad/ par motor de las turbinas eólicas en un parque eólico de forma individual con el fin de obtener un rendimiento global máximo del sistema a la vez que se evita que una parte de las turbinas eólicas funcione a unas velocidades significativamente más altas que la velocidad promedio del conjunto de las turbinas. Otro ejemplo para la aplicación de un control de velocidad/ par motor, que no se refiere sin embargo a la reducción de ruido, es la propuesta de guiar rápidamente una turbina eólica a través de unos intervalos de velocidad del rotor que habitualmente dan lugar a unas resonancias de baja frecuencia de la torre de turbina eólica para evitar un daño estructural. En el documento DEA19926553 se describe un procedimiento de funcionamiento de un parque eólico que comprende un número de turbinas eólicas, en el que las turbinas eólicas se controlan para mantener el ruido emitido por el parque eólico por debajo de un nivel predeterminado en una posición en el exterior del parque eólico. En vista de lo anterior, según varios aspectos de la presente invención, se prevé un sistema para la reducción de la emisión de ruido tonal de turbinas eólicas. En un primer aspecto de la presente invención, se prevé un sistema para la reducción de ruido de una turbina eólica, que comprende: al menos un sensor acústico que proporciona una señal; una unidad de detección; y una unidad de control; caracterizado porque dicho sensor acústico está acoplado a la turbina eólica; dicha unidad de detección está adaptada para recibir una señal de sensor y para detectar una componente tonal en dicha señal; y dicha unidad de control está adaptada para recibir una entrada a partir de dicha unidad de detección, y para controlar al menos un parámetro de control de turbina eólica en función de una amplitud de dicha componente tonal con el fin de reducir dicha amplitud. A continuación en el presente documento, la expresión emisión tonal o componente tonal se usa para emisiones acústicas que pueden habitualmente caracterizarse por el hecho de que consisten sustancialmente en una o unas pocas frecuencias fundamentales. Además, a diferencia del ruido estático, las componentes tonales exhiben un comportamiento sustancialmente periódico. Pueden caracterizarse por su frecuencia fundamental. Las emisiones o componentes tonales se producen principalmente por unas oscilaciones o interacciones periódicas en sistemas mecánicos. Diversas realizaciones de la presente invención permiten evitar de forma efectiva las emisiones tonales producidas por una turbina eólica. Es particularmente útil reducir las emisiones tonales producidas por los efectos de engrane de los engranajes de las cajas de cambios. Por lo tanto, es posible minimizar las emisiones tonales producidas por un tren de transmisión, o particularmente por una caja de cambios, sin la necesidad de unas manipulaciones costosas y/o que conllevan mucho tiempo del sistema tal como un intercambio de una caja de cambios, un generador o similares. En un aspecto adicional de la presente invención, se prevé un procedimiento para reducir las emisiones de ruido 2   tonal de una turbina eólica, que comprende las etapas de: supervisar una emisión acústica de dicha turbina eólica; caracterizado por detectar una componente tonal en dicha emisión acústica, estando dicha emisión acústica supervisada mediante un sensor acústico acoplado a la turbina eólica; y si una amplitud de dicha componente tonal excede un nivel predefinido, controlar al menos un parámetro de control de dicha turbina eólica con el fin de reducir dicha amplitud de dicha componente tonal. Aspectos adicionales, ventajas y características de la presente invención son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos adjuntos. Es posible usar determinadas realizaciones de sistema de la presente invención en cualquier sistema de energía eólica. Varios aspectos y realizaciones de la presente invención se exponen más particularmente en el resto de la memoria descriptiva, incluyendo la referencia a las figuras que la acompañan en las que: la figura 1 es una vista esquemática de un tipo de una turbina eólica. La figura 2 es una vista esquemática de un sistema para la reducción de las emisiones tonales de una turbina eólica según una realización de la invención. La figura 3 es una vista esquemática de un sistema para la reducción de las emisiones tonales de una turbina eólica según otra realización de la invención. La figura 4 es un diagrama de un procedimiento para la reducción de las emisiones tonales de una turbina eólica según una realización de la invención. Ahora se hará referencia en detalle a las diversas realizaciones de la invención, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras. Cada ejemplo se prevé a modo de explicación de la invención, y no se pretende que se entienda como una limitación de la invención. Por ejemplo, las características que se ilustran o describen como parte de una realización pueden usarse en o junto con otras realizaciones para rendir una realización adicional más. Se pretende que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones. La figura 1 es una vista esquemática de una turbina eólica típica. La turbina 100 eólica incluye una torre 110 en la que se monta en su extremo superior una máquina 115 de góndola. La góndola alberga un tren de transmisión al que se conecta una caja 120 de cambios de velocidades. La salida de la caja de cambios se conecta a un generador 125 eléctrico de alimentación. Un buje 130 que soporta tres álabes del rotor 140 se monta en un extremo lateral de la góndola 115 de máquina. Los álabes del rotor 140 pueden ajustarse mediante un mecanismo 150 de control de paso que se ubica habitualmente en el interior del buje 130. La turbina 100 eólica incluye además un sensor 200. La figura 2 muestra una vista esquemática de una realización de la presente invención. Se prevé un sensor 200 para detectar vibraciones acústicas o sonido en la torre de turbina eólica o en las proximidades de o directamente en una caja 125 de cambios de velocidades o un generador 120 alojado en una góndola 115 de máquina de una turbina eólica. El sensor puede ser un vibrosensor acústico para medir la velocidad de vibración, un micrófono, o cualquier tipo de sensor conocido a partir de la técnica que sea adecuado para la detección de vibraciones... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para la reducción de ruido de una turbina (100) eólica, que comprende: al menos un sensor (200) acústico que proporciona una señal; una unidad (250) de detección; y una unidad (270) de control; caracterizado porque dicho sensor acústico está acoplado a la turbina eólica; dicha unidad (250) de detección está adaptada para recibir una señal de sensor y para detectar una componente tonal en dicha señal; y dicha unidad de control está adaptada para recibir una entrada a partir de dicha unidad (250) de detección, y para controlar al menos un parámetro de control de turbina eólica en función de una amplitud de dicha componente tonal con el fin de reducir dicha amplitud. 2. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho parámetro de funcionamiento de la turbina (100) eólica se elige a partir del grupo que consiste en el par motor, la velocidad de rotación del rotor y el ángulo de paso de los álabes (140) del rotor. 3. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que dicho sensor (200) se prevé en una góndola de dicha turbina (100) eólica. 4. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que dicho sensor (200) se elige a partir del grupo que consiste en un micrófono, y un sensor de vibración. 5. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que dicha unidad (250) de detección está adaptada para detectar una componente tonal en un intervalo de frecuencias de entre 30 Hercios y 2.000 Hercios. 6. El sistema de cualquier reivindicación anterior, que además comprende una unidad (260) de memoria de datos de referencia que almacena al menos un valor umbral para la amplitud de al menos una componente tonal de una frecuencia específica. 7. Un procedimiento para reducir las emisiones de ruido tonal de una turbina (100) eólica, que comprende las etapas de: supervisar una emisión acústica de dicha turbina eólica; caracterizado por detectar una componente tonal en dicha emisión acústica, estando dicha emisión acústica supervisada mediante un sensor acústico acoplado a la turbina eólica; y si una amplitud de dicha componente tonal excede un nivel predefinido, controlar al menos un parámetro de control de dicha turbina (100) eólica con el fin de reducir dicha amplitud de dicha componente tonal. 8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el al menos un parámetro de funcionamiento se elige a partir del grupo que consiste en el par motor, la velocidad del rotor y el paso de los álabes (140) del rotor. 9. El procedimiento según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que dicho al menos un parámetro de control se controla hasta que una amplitud de dicha componente tonal se ha disminuido por debajo de un valor umbral predefinido. 10. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicho al menos un parámetro de control se controla con el fin de cambiar la velocidad del rotor alrededor de un porcentaje predefinido. 6   7   8   9