MÁSTIL METEOROLÓGICO MARINO PARA MEDIDA DE RECURSO EÓLICO.
Mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico.
El mástil comprende un fuste (F) formado por varios tramos (1 - 3) unidos con carácter desmontable,
recibiendo a diferentes alturas anemómetros convenciones, ultrasónicos y de cazoleta, así como elementos de medida para parámetros ambientales y del fondo marino. El fuste se une mediante otra brida a un soporte flotante (S) en el que participa un cilindro central (6), un tanque flotador (5) y un lastre (7), realizándose la fijación de todo el sistema al fondo marino mediante cadenas (8) que unen el soporte (S) con pesos muertos (9). El carácter modular y desmontable de los elementos citados facilitan tanto el montaje como el desmontaje del mismo, así como su transporte, a la vez que dicha modularidad permite también obtener un producto versátil, configurable y adaptable a diferentes necesidades de medida y a las características del fondo marino en el cual va a ser instalado.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030141.
Solicitante: INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE ENERGÍAS RENOVABLES MARINAS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: ECHEVARRIA CUENCA,JUAN, LASA MORAN,MIKEL, RAMOS GUTIERREZ,OSCAR RAMON, GUTIERREZ MARTINEZ,MIGUEL ANGEL, PANTALEON PRIETO,MARCOS JESUS, GONZÁLEZ MÉNDEZ,JUAN JOSÉ, PIEDRA SISNIEGA,ÁNGEL, DÍAZ GARCÍA,MANUEL ÁNGEL, LÓPEZ MESAS,MARIAN, SÁNCHEZ MARTÍNEZ,LUIS SANTIAGO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B63B22/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS. › B63B BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO PARA EMBARCACIONES (disposiciones relativas a la ventilación, calefacción, refrigeración o acondicionamiento de aire en los buques B63J 2/00; subestructuras flotantes como soportes de las dragas o máquinas par el movimiento de tierras E02F 9/06). › Boyas (medios para señalar el emplazamiento de objetos sumergidos B63C 7/26; boyas salvavidas, p. ej. en forma de corona B63C 9/08).
- G01W1/00 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01W METEOROLOGIA (radar, sonar, lidar o sistemas análogos, previstos para uso meteorológico G01S 13/95, G01S 15/88, G01S 17/95). › Meteorología.
Fragmento de la descripción:
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una mástil meteorológico, concretamente a un mástil destinado a soportar elementos de medida relativos a recurso eólico, "in situ" y otros parámetros ambientales, destinado a realizar dichas mediciones a nivel del mar, concretamente en aguas de media y elevada profundidad.
El objeto de la invención es conseguir un sustancial abaratamiento de costos, tanto en el mástil propiamente dicho como en sus accesorios, así como una mayor facilidad de transporte y montaje.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es sabido, el paso previo a la instalación de un parque eólico es la caracterización del recurso eólico presente en el emplazamiento. Para la caracterización del recurso eólico es necesario el empleo de mástiles de medida de viento que recojan, mediante diferentes aparatos situados a diferentes alturas, los parámetros necesarios para estimar la energía que generarían los aerogeneradores que se instalasen en ese emplazamiento.
Por otro lado existen parques eólicos instalados en la mayor parte
de las zonas terrestres con buenos recursos eólicos, lo que ha traído como consecuencia el poner la vista en el mar, a pesar de que en él los costos de instalación y mantenimiento son mayores a los de tierra. En este sentido cabe señalar la Patente de Invención con número de publicación ES 2 324 276 por una plataforma flotante para instalación de energía eólica, de la que es titular la propia entidad solicitante.
El citado problema inherente a las instalaciones marítimas, el mayor coste tanto de su instalación como de mantenimiento, hace que en este caso la caracterización del recurso eólico sea aún mas importante, si esto cabe.
En la actualidad y para esta caracterización del recurso eólico se utilizan mástiles con capacidad de medición a alturas de decenas de metros, mástiles que se montan sobre plataformas cimentadas al fondo marino, lo que limita su campo de aplicación a profundidades menores de 30 metros. Estos mástiles son del tipo monopilote, lo que requiere una gran cantidad de recursos para su instalación (equipos de hinca flotantes, estudios exhaustivos del lecho marino, etc.) . Sin embargo la utilización de mástiles flotantes la instalación es independiente de la profundidad y el tipo de fondo marino. Además no se requieren los equipos altamente especializados necesarios en los mástiles actuales.
En este sentido cabe señalar la Patente de Invención ES 32 301 443, en la que sobre el mástil flotante se montan sistemas de medición basados en el sistema LIDAR (Light-Imaging Detection and Ranging) , para medición de viento, que necesita la provisión de agua pura para limpiar la lente, agua que es difícil de proporcionar en el mar, de manera que este principio de funcionamiento condiciona las características del tipo de soporte, su funcionamiento y la corrección de los datos del viento obtenidos del movimiento de la propia torre. De forma mas concreta el sistema LIDAR se basa en laser y en el efecto Doppler, y además ese sistemas no permite concretar los movimientos del propio medidor, de manera que los parámetros obtenidos resultan falseados, no ajustándose a la realidad.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El mástil que la invención propone utiliza como elementos de medida anemómetros convencionales, ultrasónicos y de cazoleta, que permiten una estructuración diferente para el mástil en sí mismo, para el que se ha previsto un carácter modular que lo hace desmontable, lo que facilita su transporte y permite utilizar distintos emplazamientos durante su vida útil. El mástil ofrece una gran versatilidad y permite realizar mediciones a distintas alturas. Ofrece gran estabilidad frente a la escora, frente al giro sobre su propio eje y a la traslación horizontal. El movimiento vertical debido a las variaciones de altura del agua, es pequeño, por ser consistente su línea de flotación, como se verá mas adelante.
Para ello y de forma mas concreta, el mástil está formado por un fuste y un soporte flotante que, con un sistema de anclaje, queda fijado al fondo marino con pesos muertos, de manera que es capaz de funcionar con escoras menores de 10° en aguas con profundidades medias y altas, estando su rango de profundidades de utilización situado entre los 30 y 200 metros.
El fuste es modular, a base de tramos de acero preferiblemente tronco-cónicos, decrecientes en sentido ascendente, unidos mediante bridas atornilladas para facilitar el transporte, como se ha comentado con anterioridad.
El soporte está formado por un cilindro central, un tanque flotador
y el lastre, presentando el cilindro central uniones desmontables que permiten que actúe como enlace entre las distintas partes del soporte y del fuste.
El tanque flotador es coaxial al cilindro central y está formado por compartimentos independientes y estancos unidos al cilindro central, para dar al sistema el empuje necesario que asegure la flotabilidad y la estabilidad requeridas.
El lastre está compuesto por bloques de hormigón unidos entre sí mediante sistemas desmontables, todo ello con la finalidad de facilitar su transporte, estando igualmente dicho lastre unido al cilindro central mediante sistemas desmontables.
El amarre se realiza mediante tres cadenas poco tensas que unen el tanque flotador con los pesos muertos colocados en el fondo marino, pesos muertos de características similares a los del lastre.
Según las características del emplazamiento y los requisitos de medida, se pueden utilizar distintos tipos de cilindro central, de flotador y de lastre, como se también se verá mas adelante.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1. Muestra, según una representación esquemática en alzado lateral, un mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2. Muestra distintas configuraciones posibles y previstas para el flotador que participa en el mástil de la figura anterior.
La figura 3. Muestra aSImIsmo distintas posibilidades de configuración para el lastre.
La figura 4. Muestra un peso muerto de los que participan igualmente en el mástil de la figura l.
Las figuras 5 y 6. Muestran respectivas configuraciones del mástil meteorológico flotante, con características de medida diferentes y componentes distintos en función de también distintos emplazamientos y requerimientos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas, en particular de la figura 1, puede observarse como en el mástil que se preconiza participa un mástil (e) , formado por dos módulos tronco-cónicos (1 y 3) , unidos entre sí mediante una brida atornillada (2) , constituyendo dicho fuste el medio de implantación, a cualquier nivel en altura, de la instrumentación, concretamente los anemómetros ultrasónicos y de cazoleta, la instrumentación ambiental (temperatura, humedad y presión) y los dispositivos GPS, componentes que se sitúan en el exterior del fuste, mientras que la instrumentación de medida y corrección de movimientos (inclinómetros y acelerómetros) se sitúan en el interior del mismo.
El fuste (F) está unido a un soporte flotante (S) que a su vez está formado por tres partes distintas, un tanque flotador (5) , un cilindro central
(6) Y un lastre (7) . La unión entre el fuste (F) y el soporte (S) se hace mediante una brida atornillada (4) .
El mástil meteorológico flotante dispone además de un sistema de anclaje (A) que mantiene fija la estructura al fondo marino con el concurso de pesos muertos (9) . Asociada al sistema de anclaje (A) se instala la instrumentación necesaria para medir olas (dirección y altura) , y corrientes (intensidad y dirección) .
Tal como ya se ha apuntado con anterioridad, y tal como muestra la figura...
Reivindicaciones:
6a._ Mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque el tanque flotador (5) es coaxial al cilindro central (6) Y está formado por compartimentos independientes y estancos (10) de acero que se unen entre sí y al cilindro
central (6) para generar el empuje que asegura flotabilidad y estabilidad al sistema, teniendo los módulos o compartimentos independientes (10) dimensiones y pesos que permitan su transporte por carretera, ofreciendo el flotador (5) en su conjunto un geometría cubica, cilíndrica y/o tronco-cónica, formada por compartimentos (10) cuadrados, o cilíndricos, o en porciones.
7a._ Mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque el lastre (7) está compuesto por bloques de hormigón (11) unidos entre sí mediante sistema desmontable pero formando un conjunto monobloque, siendo cada uno de
15 dichos bloques (11) de dimensiones y peso adecuados para su transporte por carretera, realizándose la unión del lastre (7) al cilindro central (6) mediante sistemas desmontables y teniendo dicho lastre una geometría cúbica, cilíndrica, y/o tronco-cónica, formado por bloques de hormigón (11) cuadrados, cilíndricos o en porciones.
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