Procedimiento para construir un cimiento para un sistema de generación de energía eólica,

destinado asostener un sistema de generación de energía eólica marina sobre la superficie del mar y a soportar una torrede dicho sistema de generación de energía eólica que se extiende desde una posición por encima de lasuperficie del mar hacia abajo, hasta un nivel cercano al lecho marino, procedimiento que comprende el pasode instalar una pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco conteniendo objetos en bloquepredeterminados, entre dicho lecho marino y una base soportada por y fijada a un fondo predeterminado ofijada a un lecho marino excavado.

Procedimiento para construir un cimiento para un sistema de generación de energía eólica

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para construir los cimientos de un sistema de generación de energía eólica marina, destinado a producir energía eléctrica a partir de la energía eólica marina, donde los cimientos sostienen el sistema de generación de energía eólica por encima de la superficie del mar y soportan una torre que se extiende hacia abajo hasta un nivel cercano al lecho marino. Más en particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para construir la cimentación de un sistema de generación de energía eólica con pilotes o un cajón como base.

Descripción del estado actual de la técnica

En general, los sistemas de generación de energía eólica marina producen energía eléctrica mediante generadores utilizando la rotación de turbinas eólicas debida a vientos terrales. Los sistemas de generación de energía eólica de este tipo están soportados, en su extremo superior, por una torre que se extiende desde un cimiento previsto en el lecho marino hasta una posición aérea atravesando la superficie marina. Es decir, el sistema de generación de energía eólica está soportado por cimientos previstos en el lecho marino. Un cimiento de este tipo, para soportar un sistema de generación de energía eólica y una torre, se describe, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa nº 2005194792 de solicitud no examinada. Según esta publicación de patente japonesa nº 2005-194792, el sistema de generación de energía eólica y la torre están soportados por un cimiento que incluye una pluralidad de pilotes tubulares de acero, un armazón receptor de la base compuesto por una chapa de acero y un bloque base compuesto de hormigón armado. Los diversos pilotes tubulares de acero están dispuestos en vértices de un polígono regular respectivamente, visto en planta, y se introducen en el lecho marino. El armazón receptor de la base está fijado a la pluralidad de pilotes tubulares de acero y presenta orificios en las posiciones correspondientes a los pilotes tubulares de acero, para introducir en cada caso a su través la cabeza del pilote tubular de acero. El bloque base está fijado al armazón receptor de la base y presenta orificios para insertar a su través en cada caso las cabezas de los pilotes tubulares de acero que sobresalen del armazón receptor de la base. El extremo inferior de la torre está fijado al bloque base de modo que el centro de la torre queda dispuesto en el centro del polígono regular.

Como se ha descrito, el sistema de generación de energía eólica y la torre están soportados por el cimiento. Sin embargo, cimientos con una fuerza de sustentación insuficiente pueden causar, por ejemplo, daños en el sistema de generación de energía eólica, debido a que no se evita la vibración generada en el sistema de generación de energía eólica, y el derrumbe de la torre, debido a la propagación por la torre de la vibración generada.

Los cimientos convencionales para soportar los sistemas de generación de energía eólica y torres tienen los siguientes problemas.

Dado que los pilotes tubulares de acero introducidos en el lecho marino sirven para proporcionar resistencia a las corrientes de marea, se genera un exceso de corriente alrededor de los mismos cerca del lecho marino. Este exceso de corriente causa un fenómeno denominado "socavación", que consiste en que el lecho marino se erosiona y se desprende en las proximidades de los pilotes tubulares de acero introducidos en el mismo. Esto va excavando gradualmente la tierra y la arena acumuladas y deja expuestos los pilotes tubulares de acero, con lo que puede disminuir su capacidad de sustentación como cimiento.

En la parte submarina de la torre situada por debajo la superficie del mar, los pilotes tubulares de acero submarinos están sometidos a las olas de marea, donde se genera un momento en el cimiento cerca del lecho marino. Esto puede producir huecos entre los pilotes tubulares y el fondo circundante, con lo que puede reducirse su capacidad de sustentación como cimiento.

Además, el sistema de generación de energía eólica y la parte aérea de la torre situada sobre la superficie del mar están sometidos a vientos terrales, con lo que se genera un momento en el cimiento cerca del lecho marino, esto puede reducir la capacidad de sustentación como cimiento al igual que en el fenómeno arriba descrito.

La solicitud de patente europea EP 2 036 814 A2 describe un esqueleto metálico que conforma un elemento de anclaje submarino adecuado para sistemas de generación de energía eólica. El esqueleto está rodeado de un tejido y éste conforma además un fondo de camisa para alojar hormigón como material de relleno. El elemento de anclaje puede estar provisto de una parte aguda para determinar la posición del esqueleto sobre el lecho marino.

La solicitud de patente WO 2007/014670 A1 muestra elementos de anclaje para dispositivos flotantes tales como sistemas de generación de energía eólica. Los elementos de anclaje situados en el lecho marino están formados por cuerpos de lastre dotados de una red con forma de saco o de bolsa cargada de grava o arena. Los dispositivos flotantes están fijados a los elementos de anclaje mediante cables de anclaje.

El artículo "Offshore siting of large wind energy converter systems in the German North Sea and Baltic regions" en "Modern Power Systems, Wilmington Publishing, Wilmington, GB, Vol 4, No. 6, June 1, 1984" describe diversas estructuras soporte para sistemas de generación de energía eólica. Dependiendo de la profundidad del agua, se forma una isla artificial o se fijan los cimientos al fondo del mar.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para construir un cimiento para un sistema de generación de energía eólica, destinado a sostener un sistema de generación de energía eólica marina sobre la superficie del mar y a soportar una torre que se extiende desde una posición por encima de la superficie del mar hacia abajo, hasta un nivel cercano al lecho marino, siendo el procedimiento capaz de aumentar la fuerza de sustentación del cimiento aumentando también su durabilidad.

Según un aspecto de la presente invención, un procedimiento para construir un cimiento destinado a un sistema de generación de energía eólica, que sostiene el sistema de generación de energía eólica marina sobre la superficie del mar y soporta una torre del sistema de generación de energía eólica que se extiende desde una posición por encima de la superficie del mar hacia abajo, hasta un nivel cercano al lecho marino, comprende el paso de instalar una pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco que contienen objetos tipo bloque predeterminados entre el lecho marino y la base.

Según otro aspecto de la presente invención, dado que la pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco que contienen objetos tipo bloque predeterminados está instalada entre el lecho marino y la base, aumenta la presión lateral aplicada a la base por parte del área circundante. Así, es menos probable que se forme un hueco entre la base y el lecho marino que la rodea, siendo posible suprimir durante largo tiempo la socavación cerca del lecho marino. Esto puede aumentar tanto la fuerza de sustentación como la durabilidad del cimiento. Además, dado que las unidades filtrantes instaladas se utilizan como parte del cimiento, el tamaño de éste puede hacerse compacto.

Según otro aspecto de la presente invención, un procedimiento para construir un cimiento para un sistema de generación de energía eólica, destinado a sostener el sistema de generación de energía eólica marina sobre la superficie del mar y a soportar la torre del sistema de generación de energía eólica que se extiende desde una posición por encima de la superficie del mar hacia abajo, hasta un nivel cercano al lecho marino, comprende los pasos de: prever una base sobre un fondo predeterminado de manera que la base esté soportada por dicho fondo predeterminado; instalar una pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco que contienen objetos en bloque predeterminados, entre el lecho marino y la base; prever una parte de placa base en un extremo superior de la base; y prever la torre en un extremo superior de la parte de placa base.

Según otro aspecto... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para construir un cimiento para un sistema de generación de energía eólica, destinado a sostener un sistema de generación de energía eólica marina sobre la superficie del mar y a soportar una torre de dicho sistema de generación de energía eólica que se extiende desde una posición por encima de la superficie del mar hacia abajo, hasta un nivel cercano al lecho marino, procedimiento que comprende el paso de instalar una pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco conteniendo objetos en bloque predeterminados, entre dicho lecho marino y una base soportada por y fijada a un fondo predeterminado o fijada a un lecho marino excavado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además los pasos de:

prever dicha base en un fondo predeterminado de manera que dicha base esté soportada por y fijada a dicho fondo predeterminado o fijada a un lecho marino excavado antes de instalar dicha pluralidad de unidades filtrantes en forma de saco conteniendo objetos en bloque predeterminados, entre dicho lecho marino y dicha base:

prever una parte de placa base sobre un extremo superior de dicha base; y

prever dicha torre sobre un extremo superior de dicha parte de placa base.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paso de instalar dicha pluralidad de unidades filtrantes incluye el paso de, utilizando un GPS, localizar un emplazamiento en el que haya de instalarse dicha pluralidad de unidades filtrantes.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha base está soportada por un pilote y el paso de instalar dicha pluralidad de unidades filtrantes incluye el paso de rodear una parte alrededor de dicho pilote con dicha pluralidad de unidades filtrantes.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el paso de instalar una pluralidad de unidades filtrantes incluye el paso de cubrir dicho fondo predeterminado con dicha pluralidad de unidades filtrantes hasta la parte inferior de dicha base.

6. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la placa base es una placa circular, una pluralidad de dichos pilotes están dispuestos en círculo para soportar dicha placa base y el paso de instalar dicha pluralidad de unidades filtrantes incluye el paso de colocar dichas unidades filtrantes de manera que las distancias entre dicha pluralidad de pilotes y la circunferencia exterior de dicha pluralidad de unidades filtrantes sean esencialmente iguales.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque las distancias esencialmente iguales comprenden entre 4 m y 15 m.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el paso de instalar una pluralidad de unidades filtrantes incluye el paso de apilar dicha pluralidad de unidades filtrantes en dirección vertical.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dichas unidades filtrantes incluyen una unidad filtrante que tiene un primer tamaño exterior y una unidad filtrante que tiene un tamaño exterior más pequeño que dicho primer tamaño exterior, incluyendo el paso de instalar dicha pluralidad de unidades filtrantes los pasos de colocar dicha unidad filtrante que tiene el tamaño exterior más pequeño en el fondo en primer lugar y a continuación colocar dicho filtro que tiene el tamaño exterior más grande sobre dicha unidad filtrante que tiene el tamaño exterior más pequeño.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las unidades filtrantes tienen el mismo tamaño exterior e incluyen una primera unidad filtrante con unos primeros objetos en bloque y una segunda unidad filtrante con unos segundos objetos cuyo tamaño es mayor que el de dichos primeros objetos en bloque.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dicha unidad filtrante incluye un cuerpo de saco y objetos en bloque y, cuando dicha unidad filtrante está colgada, suponiendo que la altura de dicho cuerpo de saco desde la parte cerrada hasta el fondo es H1 y la altura de un espacio sin dichos objetos en bloque es H2, la cantidad de objetos en bloque obtenida mediante (H2/H1) x100 es de u.

2. 80%.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la porosidad del tejido de dicho cuerpo de saco está entre un 45% y un 90%.

SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA

SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA

SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA