Configuración de góndola de turbina eólica.

Una configuración de góndola (14) de turbina eólica para alojar un tren motriz (30),

comprendiendo el tren motriz un eje (32) de rotor de baja velocidad conectado a una caja (34) de engranajes, un eje (36) de alta velocidad conectado a dicha caja de engranajes, y un generador (35) conectado a dicho eje de alta velocidad, comprendiendo la configuración de la góndola:

una estructura (20) de bastidor configurada para su montaje en la parte superior de una torre (12) de turbina eólica, comprendiendo dicha estructura de bastidor una base (22), unos elementos (24) de soporte laterales, y unos elementos (25) de soporte superiores; caracterizada por el hecho de que:

dicha estructura de bastidor está configurada de manera que dicha caja de engranajes y dicho generador están suspendidos de dichos elementos de soporte superiores de dicha estructura de bastidor, estando dispuesto dicho generador (35) por delante de dicha caja (34) de engranajes y por encima de dicho eje (32) de rotor de baja velocidad de dicha estructura (20) de bastidor; y

dicha base (22) está configurada para su montaje en la torre (12) de turbina eólica, definiendo dicha estructura (20) de bastidor una sección trasera (48), situada por detrás de dicha base, que tiene una parte inferior (50) abierta, extendiéndose dichos elementos (25) de soporte superiores y dichos elementos (24) de soporte laterales al menos parcialmente dentro de dicha sección trasera, estando dicha caja (34) de engranajes suspendida de dichos elementos de soporte superiores de dicha sección trasera por encima de dicha parte inferior (50) abierta, y en la cual dicha parte inferior abierta tiene unas dimensiones tales que dicha caja (34) de engranajes puede ser desconectada de dichos elementos (25) de soporte superiores y descendida a través de dicha parte inferior (50) abierta.

Configuración de góndola de turbina eólica

La presente invención se refiere, en general, al campo de las turbinas eólicas y, más en particular, a una configuración de góndola de turbina eólica.

La energía eólica está considerada una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medio ambiente disponibles en la actualidad, y en este sentido las turbinas eólicas han merecido una atención creciente. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola, y una o más palas de rotor. Las palas de rotor capturan la energía cinética del viento utilizando principios aerodinámicos conocidos, y transmiten la energía cinética a través de energía de rotación para girar un eje que está acoplado a la caja de engranajes, o en caso de no utilizar una caja de engranajes, directamente al generador. Luego, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que puede ser suministrada a una red eléctrica.

Las turbinas eólicas modernas pueden ser bastante grandes, con muchos diseños cuya cabeza del rotor tiene una altura que excede los 100 metros. El mantenimiento de estas turbinas eólicas a menudo precisa del uso de una gran grúa de construcción para reparar o reemplazar los componentes contenidos en la góndola, particularmente la caja de engranajes y/o el generador. Adicionalmente, a menudo se da la situación de que, debido la localización de la caja de engranajes o el generador en el bastidor de la góndola, debe retirarse toda la góndola de la torre para reemplazar o reparar estos componentes. Este procedimiento también requiere una grúa. Los tremendos gastos y la logística asociados con estos procedimientos de mantenimiento/reparación que requieren una grúa tienen un impacto negativo significativo sobre los beneficios de la energía generada por el viento.

Por consiguiente, la industria se beneficiaría de un avance en un diseño de turbina eólica que redujera la necesidad de una grúa in situ para el trabajo de mantenimiento o reparación de las turbinas eólicas. El documento EP 1 291 521 A1 muestra algunas soluciones propuestas en la técnica anterior.

De acuerdo con la invención, se proporciona una configuración de góndola de turbina eólica para alojar un tren motriz, comprendiendo el tren motriz un eje de rotor de baja velocidad conectado a una caja de engranajes, un eje de alta velocidad conectado a dicha caja de engranajes, y un generador conectado a dicho eje de alta velocidad, comprendiendo la configuración de la góndola:

una estructura de bastidor configurada para su montaje en la parte superior de una torre de turbina eólica, comprendiendo dicha estructura de bastidor una base, unos elementos de soporte laterales, y unos elementos de soporte superiores;

en la cual dicha estructura de bastidor está configurada de manera que dicha caja de engranajes y dicho generador estén suspendidos de dichos elementos de soporte superiores de dicha estructura de bastidor, estando dispuesto dicho generador delante de dicha caja de engranajes y encima de dicho eje de rotor de baja velocidad dentro de dicha estructura de bastidor; y

en la cual dicha base está configurada para su montaje en la torre de turbina eólica, definiendo dicha estructura de bastidor una sección trasera, detrás de dicha base, que tiene una parte inferior abierta, extendiéndose dichos elementos de soporte superiores y elementos de soporte laterales al menos parcialmente dentro de dicha sección trasera, estando dicha caja de engranajes suspendida de dichos elementos de soporte superiores de dicha sección trasera encima de dicha parte inferior abierta, y en la cual dicha parte inferior abierta tiene unas dimensiones tales que dicha caja de engranajes puede ser desconectada de dichos elementos de soporte superiores y descendida a través de dicha parte inferior abierta.

Esta configuración particular de góndola, y la colocación del generador y la caja de engranajes dentro de la góndola proporciona claras ventajas, tal como se describe en mayor detalle en el presente documento.

Diversas realizaciones de la invención también abarcan una turbina eólica que incorpore una cualquiera de las diversas configuraciones exclusivas de góndola expuestas en el presente documento.

Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención serán mejor comprendidos con referencia a la siguiente descripción y a las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que están incorporados en, y constituyen parte de, esta memoria técnica, ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

En los dibujos:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una turbina eólica convencional, y en particular ilustra una góndola montada sobre una torre;

La Fig. 2 es una vista en perspectiva de una realización de una góndola de acuerdo con los aspectos de la invención; y,

La Fig. 3 es una vista en sección transversal lateral de la realización de la Fig. 2, tomada por las líneas indicadas en la Fig. 2.

A continuación se hará referencia en detalle a las realizaciones de la invención, de las cuales se ilustran uno o más ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no a modo de limitación de la invención. De hecho, para los expertos en la técnica será aparente que pueden efectuarse diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin alejarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden ser utilizadas como parte de otra realización para generar una realización adicional más. Por lo tanto, se pretende que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

La Fig. 1 ilustra una turbina eólica 10 de construcción convencional. La turbina eólica10 incluye una torre 12 con una góndola 14 montada sobre la misma. Una pluralidad de palas 16 de turbina están montadas en una cabeza 18 de rotor. Las palas 16 convierten la fuerza motriz del viento en energía mecánica de rotación para generar electricidad con un generador alojado en la góndola 14. La turbina eólica 10 individual puede incluir un controlador alojado en la góndola 14, y puede estar en comunicación con un controlador central con base en tierra a través de unas líneas de transmisión que se extienden a través de la torre 12. El controlador con base en tierra está típicamente configurado con un número de turbinas y situado, por ejemplo, en una granja eólica.

Las Figs. 2 y 3 presentan una vista más detallada de una realización de una configuración de góndola que incorpora aspectos de la invención. En el presente documento, el término “configuración de góndola” se utiliza para abarcar la disposición de la caja o estructura de góndola y del componente interno, tal como un tren motriz. En la realización ilustrada, la góndola 14 incluye una estructura 20 de bastidor con una base 22 que está configurada para su montaje sobre la torre 12. La base 22 puede ser cualquier montaje de elementos estructurales que sirvan para soportar diversos componentes dentro de la góndola, así como para configurar operativamente la góndola sobre la torre 12. La base 22 puede soportar cualquier número y configuración de componentes funcionales internos. Por ejemplo, la base 22 soporta unos mecanismos 56 de guiñada que están enganchados con un engranaje 57 montado en la parte superior de la torre 12 para controlar la guiñada de la cabeza 18 de rotor. Componentes adicionales soportados por la base 22 pueden incluir un mecanismo de cabeceo, un refrigerador de aceite, un freno hidráulico de rotor, un panel de control, etc. Se apreciará fácilmente que la estructura 20 de bastidor puede tener cualquier forma o tamaño para alojar cualquier configuración de control o elementos funcionales dentro de la sección de base de la góndola 14.

La estructura 20 de bastidor incluye unos elementos 24 de soporte laterales y unos elementos 25 de soporte superiores. En la realización ilustrada, los elementos 24 de soporte laterales y los elementos 25 de soporte superiores definen una estructura de bastidor de tipo caja esquelética. Los elementos 24, 25 de soporte pueden ser cualquier configuración de vigas, raíles, y otros elementos estructurales... [Seguir leyendo]

1. Una configuración de góndola (14) de turbina eólica para alojar un tren motriz (30) , comprendiendo el tren motriz un eje (32) de rotor de baja velocidad conectado a una caja (34) de engranajes, un eje (36) de alta velocidad conectado a dicha caja de engranajes, y un generador (35) conectado a dicho eje de alta velocidad, comprendiendo la configuración de la góndola:

una estructura (20) de bastidor configurada para su montaje en la parte superior de una torre (12) de turbina eólica, comprendiendo dicha estructura de bastidor una base (22) , unos elementos (24) de soporte laterales, y unos elementos (25) de soporte superiores; caracterizada por el hecho de que:

dicha estructura de bastidor está configurada de manera que dicha caja de engranajes y dicho generador están suspendidos de dichos elementos de soporte superiores de dicha estructura de bastidor, estando dispuesto dicho generador (35) por delante de dicha caja (34) de engranajes y por encima de dicho eje (32) de rotor de baja velocidad de dicha estructura (20) de bastidor; y

dicha base (22) está configurada para su montaje en la torre (12) de turbina eólica, definiendo dicha estructura (20) de bastidor una sección trasera (48) , situada por detrás de dicha base, que tiene una parte inferior (50) abierta, extendiéndose dichos elementos (25) de soporte superiores y dichos elementos (24) de soporte laterales al menos parcialmente dentro de dicha sección trasera, estando dicha caja (34) de engranajes suspendida de dichos elementos de soporte superiores de dicha sección trasera por encima de dicha parte inferior (50) abierta, y en la cual dicha parte inferior abierta tiene unas dimensiones tales que dicha caja (34) de engranajes puede ser desconectada de dichos elementos (25) de soporte superiores y descendida a través de dicha parte inferior (50) abierta.

2. La configuración de góndola (14) de turbina eólica según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una carcasa (26) sujeta a dicha estructura (20) de bastidor para encerrar dicha configuración de góndola.

3. La configuración de góndola (14) de turbina eólica según cualquier reivindicación precedente, en la cual dicha base (22) está configurada para su montaje en la torre (12) de turbina eólica, definiendo dicha estructura (20) de bastidor una sección trasera (48) situada por detrás de dicha base, que tiene una parte inferior (50) abierta, extendiéndose dichos elementos (25) de soporte superiores y dichos elementos (24) de soporte laterales al menos parcialmente dentro de dicha sección trasera, y en la cual dicha carcasa comprende un panel (28) abisagrado a dicha estructura (20) de bastidor para encerrar dicha parte inferior en una primera posición cerrada y para proporcionar acceso a dicha sección trasera en una segunda posición abierta.

4. La configuración de góndola (14) de turbina eólica según la reivindicación 3, que comprende adicionalmente un mecanismo (52) de elevación soportado por dicha estructura (20) de bastidor y configurado para mover componentes dentro y fuera, de dicha góndola a través de dicha parte inferior (50) abierta.

5. Una turbina eólica (10) , que comprende:

una torre (12) ; y

una configuración de góndola (14) montada encima de dicha torre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.