PROCEDIMIENTO DE DESHIELO DE UNA PALA DE UNA TURBINA EÓLICA, UNA TURBINA EÓLICA Y USO DE LA MISMA.

Procedimiento para el deshielo de una pala (5) de una turbina eólica (1),

después de que dicha turbina eólica (1) haya estado inactiva durante un período de tiempo, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de

- crear una condición de aceleración controlada de dicha pala (5), y

- crear posteriormente una condición de desaceleración controlada de dicha pala (5) en el que el hielo se sacude de dicha pala (5), en el que dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada de dicha pala (5) se crean mediante el accionamiento de un mecanismo de paso (12) de dicha pala (5) y/o mediante el accionamiento de un mecanismo de orientación (13) y/o medios de accionamiento del rotor (14) de dicha turbina eólica (1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DK2008/000343.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 44 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: HARAGUCHI,Yoshiki.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Octubre de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D11/00
  • F03D7/04D2B
  • F03D7/04F

Clasificación PCT:

  • F03D11/00
  • F03D7/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.F03D 7/00 Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p. ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p. ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00). › teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2371988_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de deshielo de una pala de una turbina eólica, una turbina eólica y uso de la misma Antecedentes de la invención La invención se refiere a un procedimiento para el deshielo de una pala de una turbina eólica, después de que la turbina eólica haya estado inactiva durante un período de tiempo, una turbina eólica según el preámbulo de la reivindicación 12 y el uso de la misma. Descripción de la técnica relacionada Una turbina eólica conocida en la técnica comprende una torre de turbina eólica cónica y una góndola de turbina eólica situada en la parte superior de la torre. Un rotor de la turbina eólica con una serie de palas de la turbina eólica está conectado a la góndola a través de un eje de baja velocidad, que se extiende fuera de la parte frontal de la góndola, como se ilustra en la figura 1. A medida que las grandes turbinas eólicas modernas se hacen más y más grandes en producción de energía y en coste, la cuestión del tiempo de inactividad es cada vez más importante y las turbinas eólicas modernas están siempre mejorando para asegurarse de que son capaces de producir energía de manera eficiente siempre que las condiciones del viento utilizables estén presentes. Sin embargo, a este respecto la formación de hielo en las palas de las turbinas eólicas puede ser un gran problema, ya que puede evitar que la turbina eólica produzca energía a pesar de que las condiciones ideales de viento estén presentes y a partir de la patente US Nº 6.890.152, por lo tanto se sabe cómo proporcionar a las palas de una turbina eólica con una serie de bocinas sónicas, lo que hará que la pala vibre cuando se activa y por este medio hará que el hielo se rompa. Sin embargo, las desventajas de este sistema son muchas - incluyendo los problemas de ruido, el coste, la dificultad de aplicarlo en las palas, etc. En el documento WO 2007/012195 se sugiere un dispositivo adicional de generación de micro-vibraciones para el deshielo. Un objeto de la invención es por lo tanto, proporcionar una técnica ventajosa para el deshielo de palas de turbina eólica. La invención La invención proporciona un procedimiento para el deshielo de una pala de una turbina eólica, después de que la turbina eólica haya estado inactiva durante un período de tiempo. El procedimiento comprende las etapas de - crear una condición de aceleración controlada de la pala, y - crear posteriormente una condición de desaceleración controlada de la pala, en el que el hielo se sacude de la pala. La creación de una condición de aceleración y, posteriormente, una condición de la desaceleración en la pala tiene la ventaja de que esta es una manera sencilla y eficaz de deshielo de una pala de turbina eólica tirando o sacudiendo el hielo o la nieve de la pala. Es importante que la condición de aceleración y la condición de desaceleración se controlen porque, si la aceleración se vuelve demasiado grande, podría dañar la pala o el medio que crea la aceleración y si es demasiado pequeña, el procedimiento no será tan eficiente en el deshielo de la pala. Cabe destacar que con el término "deshielo" se debe entender que una mayor parte del hielo, nieve u otra se retira de la pala, es decir, todavía puede haber algunas porciones de hielo menores restantes en la pala después de que el procedimiento de deshielo se haya completado. También cabe destacar que los términos "condición de aceleración" y "condición de desaceleración" se deben entender como que la velocidad de un movimiento de la pala se incrementa y, posteriormente disminuye, es decir, la pala se mueve y se detiene, se mueve hacia atrás y adelante, se mueve en etapas o cualquier combinación de las mismas en las instrucciones dadas para crear una situación en la que la inercia del hielo o la nieve hará que se arranque de la superficie de la pala cuando la dirección del movimiento se cambia de repente o la velocidad del movimiento se desacelera repentinamente o porque la condición de aceleración y la posterior condición de desaceleración hace que la pala se flexione en un grado que el hielo se resquebraje de la superficie. También cabe destacar que a pesar de que la reivindicación indica que la condición de aceleración está seguida posteriormente por la condición de desaceleración esto no excluye que la condición de aceleración y la condición de desaceleración estén separadas por un período donde la velocidad del movimiento de la pala es prácticamente constante por ejemplo, si la rotación del rotor se inició - después de haber estado inactivo durante un período de tiempo - mediante la aceleración de la velocidad del rotor a unas RPM determinadas (rotaciones por minuto) y luego, cuando una pala específica llega a una posición de acimut específica, la rotación del rotor, se detuvo o se disminuyó de forma 2 E08801377 16-11-2011   abrupta pero controlada creando de este modo una condición de desaceleración controlada de la pala y por lo tanto sacudiendo el hielo de la pala. En un aspecto de la invención, dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala en un ángulo de acimut predefinido antes de que se cree dicha condición de aceleración controlada. Mediante el posicionamiento de la pala en una posición de acimut predefinida antes de que se cree la condición de aceleración controlada, es posible controlar sustancialmente dónde cae el hielo y la nieve (que se ha sacudido). Además, es posible ejecutar el procedimiento de deshielo, mientras la pala está en una posición que tensiona la pala o al menos el resto de la turbina eólica. En un aspecto de la invención, dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala en una dirección sustancialmente apuntando hacia abajo antes de que se cree dicha condición de aceleración controlada. Al poner la punta de la pala hacia abajo antes de que se cree la condición de aceleración controlada se asegura que el efecto de tensión de la atracción de la gravedad se reduce durante el procedimiento de deshielo permitiendo por este medio que la tensión de la pala se reduzca. Por otra parte, haciendo que la punta de la pala apunte hacia abajo durante el procedimiento de deshielo se asegura que el hielo sacudido se reúna en una pila frente a la base de la torre. Esto es ventajoso, ya que por este medio se evita que el hielo sacudido se distribuya en una amplia zona que rodea la turbina eólica y por lo tanto pudiendo dañar otros edificios vecinos, cultivos u otros. En un aspecto de la invención, dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala en una primera dirección sustancialmente apuntando hacia un lado antes de que se cree dicha condición de aceleración controlada. Es ventajoso hacer que la pala apunte hacia un lado durante el procedimiento de deshielo porque la atracción de la gravedad que tira de la pala podría inducir la flexión de la pala, lo que, en sí mismo, puede romper parte del hielo suelto y así ayudar aún más en el procedimiento de deshielo. En un aspecto de la invención dicha pala adicionalmente se coloca de modo que apunte en una dirección sustancialmente opuesta a dicha primera dirección apuntando hacia un lado y en la que una condición adicional de aceleración controlada y una condición adicional de desaceleración controlada se crean al mismo tiempo que dicha pala se posiciona en dicha dirección apuntando hacia el lado opuesto. Cuando la pala se posiciona en la primera dirección apuntando sustancialmente hacia un lado se desviará en una dirección y cuando se posicione en la dirección apuntando hacia el lado opuesto la pala se desviará en la dirección opuesta. Esto es ventajoso porque la desviación de la pala en dirección diferente ayudará aún más a soltar el hielo durante el procedimiento de deshielo. En un aspecto de la invención, dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada se crean repetidamente. Con la creación repetidamente de la condición de aceleración controlada el procedimiento de deshielo se vuelve más eficiente. En un aspecto de la invención, dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada se crean repetidamente en una frecuencia sustancialmente similar a una frecuencia natural de dicha pala o en fase con dicha frecuencia natural. Con la creación de la condición de aceleración controlada y la condición de desaceleración controlada de la manera correcta en el momento preciso se asegura que incluso los impactos relativamente pequeños sobre la pala (pequeños giros de paso, pequeños giros de dirección, pequeños giros del rotor, etc.) podrían provocar un aumento de la energía que se acumula en la pala y, por lo tanto, un aumento en la oscilación o un aumento en la desviación de la pala, haciendo que el procedimiento de deshielo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el deshielo de una pala (5) de una turbina eólica (1), después de que dicha turbina eólica (1) haya estado inactiva durante un período de tiempo, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de - crear una condición de aceleración controlada de dicha pala (5), y - crear posteriormente una condición de desaceleración controlada de dicha pala (5) en el que el hielo se sacude de dicha pala (5), en el que dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada de dicha pala (5) se crean mediante el accionamiento de un mecanismo de paso (12) de dicha pala (5) y/o mediante el accionamiento de un mecanismo de orientación (13) y/o medios de accionamiento del rotor (14) de dicha turbina eólica (1). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala (5) en un ángulo de acimut predefinido antes de crear dicha condición de aceleración controlada. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala (5) en una dirección que apunta sustancialmente hacia abajo antes de crear dicha condición de aceleración controlada. 4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho procedimiento comprende además la etapa de posicionamiento de dicha pala (5) en una primera dirección que apunta sustancialmente hacia un lado antes de crear dicha condición de aceleración controlada. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha pala (5) se posiciona además de modo que apunte en una dirección sustancialmente opuesta a dicha primera dirección que apunta hacia un lado y en el que una condición adicional de aceleración controlada y una condición adicional de desaceleración controlada se crean mientras dicha pala (5) se posiciona en dicha dirección apuntando hacia el lado opuesto. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada se crean repetidamente. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada se crean repetidamente en una frecuencia substancialmente similar a una frecuencia natural de dicha pala (5) o en fase con dicha frecuencia natural. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho procedimiento comprende además la etapa de detección de una condición de hielo en dicha pala (5) antes de crear dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha condición de aceleración controlada y dicha condición de desaceleración controlada de dicha pala (5) se crean mediante el accionamiento de uno o más medios de accionamiento (19) de dicha turbina eólica (1). 10. Turbina eólica (1) que comprende un rotor que incluye al menos una pala (5), y medio de deshielo para el deshielo de dicha pala (5) en la que dicho medio de deshielo comprende un medio de accionamiento (19) de dicha turbina eólica (1) y caracterizada porque dicho medio de deshielo incluye además un medio de control para realizar un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9. 11. Turbina eólica (1) según la reivindicación 10, en la que dicha turbina eólica (1) comprende además un medio de detección (18) para la detección de una condición de hielo en dicha pala (5). 12. Turbina eólica (1) según la reivindicación 10 u 11, en la que dicha turbina eólica (1) comprende además un medio de detección del ángulo de acimut (21) para detectar la posición de azimut real de dicha pala (5). 13. Turbina eólica (1) según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en la que dicha turbina eólica (1) comprende además un medio de accionamiento del rotor (14) para el posicionamiento de dicha pala (5) en una posición de acimut predefinida durante dicho deshielo de dicha pala (5). 14. Turbina eólica (1) según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en la que dicha pala de turbina eólica (5) comprende un material de superficie hidrófobo. 9 E08801377 16-11-2011   15. Uso de una turbina eólica (1) según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que dicha turbina eólica (1) es una turbina eólica de megavatios (1). E08801377 16-11-2011   11 E08801377 16-11-2011   12 E08801377 16-11-2011   13 E08801377 16-11-2011   14 E08801377 16-11-2011   E08801377 16-11-2011

 

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