Instalación de energía eólica.

Instalación de energía eólica con un árbol de rotor (4) y con un dispositivo (15) para la descarga continua de energía electrostática así como con una distancia disruptiva (22) conectada paralelamente a este dispositivo (15) de un sistema de pararrayos,

en la que el dispositivo (15) comprende para la descarga continua de energía electrostática al menos una pieza de contacto deslizante (19), que se apoya de forma conductora de electricidad en un cuerpo deslizante (25) y está alojada en un soporte de fijación (14) apto para desviación de la corriente de rayo fijado aislado eléctricamente y en la que en un soporte de fijación (14) está prevista adicionalmente al menos una distancia disruptiva (22), en la que, además, está previsto que el cuerpo deslizante o bien gire con el árbol del rotor (4) mientras el soporte de sujeción (14) está fijado en el soporte de la máquina (3) alojado sobre una torre (2) de forma giratoria alrededor de un eje vertical o en la que el cuerpo deslizante está conectado fijo estacionario con el soporte de la máquina (3) mientras el soporte de fijación (14) se mueve con relación del cuerpo deslizante (25) y en la que el trayecto de aire de la distancia disruptiva (22) es regulable, en la que la distancia disruptiva (22) está acoplada eléctricamente con el soporte de fijación (14) para la regulación de la altura a través de una conexión roscada (23) .

Instalación de energía eólica

La invención se refiere a una instalación de energía eólica con un dispositivo para la descarga continuada de energía electrostática.

En el documento DE 44 36 197 C2 se describe una instalación de energía eólica con una instalación de pararrayos. Está prevista una transconexión del rayo desde las palas del rotor hacia un componente fijo, conductor de electricidad, del soporte de la máquina puesto a tierra. La transconexión del rayo es un órgano de desviación del rayo dispuesto en la zona de la raíz de la pala del rotor a una distancia de aislamiento del cubo del rotor y que está en conexión operativa eléctrica con la raíz de la pala del rotor, cuyo órgano de desviación del rayo presenta un saliente de transconexión, que está próximo al componente fijo conductor de electricidad del soporte de la máquina, salvo una distancia predeterminada. En esta instalación de pararrayos están previstas dos distancias disruptivas. La primera distancia disruptiva se encuentra entre un anillo de aluminio en la raíz de la pala del rotor y una barra colectora. En el otro extremo de la barra colectora se encuentra una segunda distancia disruptiva para la transconexión del rayo a un anillo de desviación, que está dispuesto coaxialmente al árbol del rotor. Tanto los impactos del rayo como también las cargas electrostáticas son desviadas a través de estas dos distancias disruptivas, de manera que hay que contar con saltos de chispas frecuentes. Esta instalación de pararrayos ha sido desarrollada adicionalmente en el documento DE 100 22 128 C1.

El documento DE 100 22 128 C1 publica una instalación de energía eólica, que está equipada con un dispositivo para la descarga electrostática continua de al menos una pala de rotor. La carga electrostática de una pala de rotor se puede generar a través de la fricción del aire de las palas giratorias del rotor. La carga estática se realiza hasta que se alcanza la tensión de salto de la chispa del trayecto de aire previsto. A través de la carga de las palas giratorias del rotor se producen regularmente saltos de la chispa en la distancia disruptiva con interferencias no deseables igualmente regulares de la electrónica. Por lo tanto, se propone un desviador estático, que está constituido por una impedancia eléctrica sencilla con un componente óhmico y un componente inductivo. Se propone disponer en la zona de la raíz de la pala del rotor a la altura de un anillo de aluminio que rodea la raíz de la pala del rotor una barra colectoras como órgano de desviación del rayo, que se aproxima a través de una proyección de transconexión a un anillo de desviación conductor de electricidad, salvo una distancia predeterminada, por ejemplo 3 mm. Entre el anillo de aluminio y el adaptador de la pala está dispuesto de forma conductora el desviador estático. Esta configuración de un dispositivo para la descarga continua de carga electrostática con una distancia disruptiva requiere relativamente mucho espacio de construcción en virtud de la barra colectora propuesta, puesto que el diámetro del anillo de desviación puede ser considerable de acuerdo con el tamaño de la instalación de energía eólica. La barra colectora debe estar realizada con suficiente resistencia a la flexión, para que se pueda mantener una distancia predeterminada con respecto al anillo de desviación. A medida que se incrementa la longitud de la barra colectora, es difícil mantener con exactitud las distancias, sin apoyar adicionalmente la barra colectora o configurarla más rígida. También en la instalación de pararrayos desarrollada adicionalmente, la desviación del rayo de las cargas electrostáticas se realiza, en principio, sobre una distancia disruptiva común entre la proyección de transconexión y el anillo de desviación conductor de electricidad. El dispositivo para la descarga continua de cargas electrostáticas solamente es efectivo entre la raíz de la pala del rotor y la barra colectora.

Se conocen a partir de la Norma DIN IEC88/1117/CD (VDE 0127, Parte 24) medidas para la protección de cojinetes y engranajes en instalaciones de energía eólica. Los arcos voltaicos entre las superficies de rodadura de los cojinetes y los cuerpos rodantes pueden conducir energía suficiente para provocar una picadura superficial fuerte. Especialmente en instalaciones de energía eólica alejadas de la costa, los daños de los cojinetes provocados por rayo pueden provocar costes de mantenimiento altos. En el caso de cojinetes de árboles principales, engranajes y cojinetes de generadores es difícil conseguir de una manera uniforme la lubricación necesaria para la reducción de la fricción y un buen contacto metálico, que es necesario para la conducción de corrientes de rayos. Se conoce reducir la porción de las corrientes de rayo que fluyen a través del cojinete de árboles principales a través de trayectorias alternativas de la corriente desde contactos deslizantes, escobillas o distancias disruptivas. Los cojinetes grandes poseen impedancias bajas, mientras que el contacto deslizante, las escobillas o las distancias disruptivas con sus conexiones a tierra presentan impedancias más elevadas. Por este motivo, tales medidas no pueden mantener las corrientes de rayo totalmente alejadas de cojinetes. Los cojinetes de desviación, como escobillas de carbono, están diseñados, en general, para corrientes más pequeñas. Esto puede conducir a formaciones de arco voltaico a través o en el propio componente, cuando se impulsa con una corriente de rayo.

Se conoce a partir del documento WO 2004/044419 A1 publicado posteriormente un rotor de turbina eólica, que presenta un cubo de rotor y una pluralidad de palas, estando conectada capa raíz de las palas con el cubo del rotor a través de un cojinete de ajuste, de tal manera que la pala es pivotable alrededor de su eje longitudinal con relación al cubo del rotor. La pala está provista con al menos un desviador del rayo conductor de electricidad, de manera que está prevista una distancia disruptiva entre el desviador del rayo y el cubo del rotor, siendo efectiva la distancia disruptiva para que conduzca una corriente de rayo que se extiende a través del desviador del rayo. Adicionalmente a la distancia disruptiva está previsto un dispositivo de contacto deslizante, que está conectado paralelamente a la distancia disruptiva. Tales combinaciones de distancias disruptivas e instalaciones de contacto deslizante pueden estar dispuestas en varias partes móviles entre sí de una instalación de energía eólica. El ajuste de una distancia disruptiva se realiza a través de elementos distanciadores, que se apoyan en una trayectoria deslizante.

Partiendo de aquí, la invención tiene el problema de preparar una instalación de energía eólica, en la que se puede conseguir de una manera especialmente compacta y economizadora de espacio un pararrayos mejorado de cojinetes y elementos de engranajes.

Este problema se soluciona en una instalación de energía eólica con las características de las reivindicaciones 1 y 2 de la patente, porque el dispositivo para la descarga continua de energía electrostática comprende al menos una pieza de contacto deslizante, que se apoya con efecto conductor de electricidad en un cuerpo deslizante y está alojada en un soporte de fijación apto para la desviación de la corriente de rayo fijado aislado eléctricamente, estando prevista en el soporte de fijación adicionalmente al menos una distancia disruptiva.

En principio, se lleva a cabo un movimiento relativo entre el cuerpo deslizante y la pieza de contacto deslizante, de manera que resultan diferentes posibilidades de la disposición y de la alineación mutua. Está previsto que el dispositivo de desviación de acuerdo con la invención esté conectado delante de los cojinetes principales del árbol del rotor, para impedir la entrada de corrientes de rayo en el cojinete principal. Este dispositivo de desviación conectado delante de los cojinetes principales del árbol del rotor combina dos funciones. Por una parte, las cargas electrostáticas de las palas del rotor se pueden desviar continuamente a través de la pieza de contacto deslizante; en segundo lugar, las corrientes de rayo esencialmente mayores son transmitidas a través de la distancia disruptiva conectada en paralelo, puesto que la corriente de rayo no debe transmitirse, a ser posible, por las piezas de contacto deslizante. El soporte de fijación está dimensionado de tal forma que se pueden mantener tolerancias estrechas en los componentes de desviación de la corriente. En particular, se puede regular la distancia del aire por debajo de la distancia disruptiva. Es... [Seguir leyendo]

1. Instalación de energía eólica con un árbol de rotor (4) y con un dispositivo (15) para la descarga continua de energía electrostática así como con una distancia disruptiva (22) conectada paralelamente a este dispositivo (15) de un sistema de pararrayos, en la que el dispositivo (15) comprende para la descarga continua de energía electrostática al menos una pieza de contacto deslizante (19) , que se apoya de forma conductora de electricidad en un cuerpo deslizante (25) y está alojada en un soporte de fijación (14) apto para desviación de la corriente de rayo fijado aislado eléctricamente y en la que en un soporte de fijación (14) está prevista adicionalmente al menos una distancia disruptiva (22) , en la que, además, está previsto que el cuerpo deslizante o bien gire con el árbol del rotor

(4) mientras el soporte de sujeción (14) está fijado en el soporte de la máquina (3) alojado sobre una torre (2) de forma giratoria alrededor de un eje vertical o en la que el cuerpo deslizante está conectado fijo estacionario con el soporte de la máquina (3) mientras el soporte de fijación (14) se mueve con relación del cuerpo deslizante (25) y en la que el trayecto de aire de la distancia disruptiva (22) es regulable, en la que la distancia disruptiva (22) está acoplada eléctricamente con el soporte de fijación (14) para la regulación de la altura a través de una conexión roscada (23) .

2. Instalación de energía eólica con un dispositivo (15) para la descarga continua de energía electrostática así como con una distancia disruptiva (22) conectada paralelamente a este dispositivo (15) de un sistema de pararrayos, en la que el dispositivo (15) para la descarga continua de energía electrostática comprende al menos una pieza de contacto deslizante (19) , que se apoya de forma conductora de electricidad en un cuerpo deslizante (26) y está alojada en un soporte de fijación (14) apto para desviación de la corriente de rayo fijado aislado eléctricamente, en la que, además, está previsto que en el soporte de fijación (14) esté prevista adicionalmente al menos una distancia disruptiva (22) , en la que el cuerpo deslizante (26) y el soporte de fijación (14) están dispuestos en la zona de transición entre una torre (2) y el soporte de la máquina (3) alojado frente a la torre (2) de forma giratoria alrededor de un eje vertical para la desviación eléctrica, y en la que el trayecto de aire de la distancia disruptiva (22) es regulable, en la que la distancia disruptiva (22) está acoplada eléctricamente con el soporte de fijación (14) para la regulación de la altura a través de una conexión roscada (23) .

3. Instalación de energía eólica de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque los soportes de fijación (14) asociados al árbol del rotor (4) y previstos en la zona de transición entre la torre (2) y el soporte de la máquina (3) están conectados entre sí aislados eléctricamente de forma apta para la desviación de la corriente de rayo frente al soporte de la máquina y a la sección de impulsión (7-11) de la instalación de energía eólica (1) .

4. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 3, caracterizada porque el soporte de fijación

(14) está dispuesto entre el cubo del rotor (5) y un primer soporte principal (11) del árbol del rotor (4) ,

5. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 1, 3 ó 4, caracterizada porque el cuerpo deslizante se forma por el propio árbol del rotor (4) o es un anillo deslizante (25) conectado de forma desprendible con el árbol del rotor (4) .

6. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 3 a 5, caracterizada porque el cuerpo deslizante (25) está dispuesto en el cubo del rotor (5) .

7. Instalación de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la distancia disruptiva (22) está dirigida sobre una trayectoria de contacto (27) y porque la pieza de contacto deslizante (19) se desliza sobre una trayectoria deslizante (24) , en la que la trayectoria deslizante (24) y la trayectoria de contacto (27) son superficies envolventes cilíndricas o anillos circulares que se extienden adyacente en la dirección axial del árbol del rotor (4) o del eje vertical de la torre (2) en función de la posición espacial del soporte de fijación (14) .

8. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la trayectoria de contacto

(27) y la trayectoria deslizante (24) están dispuestas sobre un cuerpo deslizante (25) común o sobre cuerpos deslizantes separados.

9. Instalación de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizada porque la distancia disruptiva (22) está dispuesta sobe el lado del cuerpo deslizante (24) que está dirigido hacia el cubo del rotor (5) .

10. Instalación de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque se alimentan cargas eléctricas desde la distancia disruptiva (22) y/o la pieza de contacto (19) a través del material del soporte de fijación (14) o a través de trayectorias de conducción de una línea de toma de tierra (18) previstas en el soporte de fijación (14) .