Pies para una instalación de energía eólica en alta mar.

Instalación de energía eólica para su uso en alta mar con un rotor (121),

que presenta un cubo de rotor, con una dirección longitudinal (L) que se extiende esencialmente en perpendicular a una superficie del mar (110) en el estado erigido y con una estructura de soporte (130) con varias patas (131), en cuyos extremos está dispuesto respectivamente un pie (140) destinado al contacto con el fondo del mar (100), estando predefinida una altura del cubo de rotor por encima de la superficie del mar (110) y presentando cada uno de los pies (140) una extensión en dirección longitudinal (L), caracterizada por que la extensión longitudinal diferente de los pies (140) compensa el perfil de fondo del mar diferente y la profundidad diferente del mar en el emplazamiento de cada pie (140) para alcanzar la altura del cubo de rotor predefinida por encima de la superficie del mar (110) .

Pies para una instalación de energía eólica en alta mar.

La invención se refiere a una instalación de energía eólica para el uso en alta mar (offshore) según el preámbulo de la reivindicación 1, a un parque eólico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 7 y a un proceso para erigir una instalación de energía eólica.

Las instalaciones de energía eólica se anclan convencionalmente en el uso en alta mar en forma de cimientos de pilotes en el fondo del mar. Además se conocen cimientos de trípode, presentando el pie de la instalación de energía eólica tres patas divergentes en forma tetraédrica, cada uno de los cuales se ancla al fondo del mar. Además se conocen en las plataformas petrolíferas cimientos mediante puentes (jackets) , una construcción de entramado expuesta de forma predominante a carga de tracción y de compresión.

Particularmente en parques de instalaciones de energía eólica en el área de alta mar se debe considerar que la altura del cubo de las instalaciones de energía eólica individuales debe estar sobre la superficie del mar, por razones ópticas, a aproximadamente la misma altura. Por otro lado pueden configurarse mediante la misma altura de penetración sobre el nivel de la superficie del mar, por ejemplo, los muelles en todas las instalaciones de energía eólica del parque a la misma altura de la construcción principal. El comportamiento de oscilaciones naturales de la instalación es menos dependiente de la altura sobre la superficie del mar que más bien de la altura sobre el fondo del mar. Por lo tanto, el comportamiento de oscilaciones naturales de las instalaciones de energía eólica, cuando se erige una pluralidad de instalaciones a diferentes profundidades del mar, debe calcularse de nuevo cada vez. La obtención de una altura de cubo aproximadamente igual por encima de la superficie del mar es costosa con los cimientos antes mencionados, puesto que la longitud del trípode o la del puente se debe adaptar al emplazamiento en su totalidad.

Por el documento WO 03/080939 A1 se conoce un cimiento para una instalación de energía eólica en alta mar que presenta una ventosa en la que está fijada la torre de la instalación de energía eólica con refuerzos laterales.

En el documento DE 201 00 588 U1 se desvela una instalación de energía eólica en alta mar que presenta pies inundables con agua. Al inundar los pies, el pie de la instalación de energía eólica se puede hacer descender de forma controlada.

En el documento US 4.590.718 se conoce el fundamento de una instalación de energía eólica en tierra. El peso de la instalación de energía eólica se deja a través de una torre sobre el suelo, estabilizando pies ajustables en altura laterales la construcción total.

En el documento JP 2003028046 A se describe un cimiento para una instalación de energía eólica en alta mar que presenta pies elevados de forma diferente, estando dispuestos algunos pies sobre la superficie del mar y algunos pies por debajo de la superficie del mar.

Por el documento WO 03/0957 48 A1 se conoce el cimiento de una central eólica en alta mar. Allí sobresalen perpendicularmente de los brazos pernos de anclaje, que están destinados a penetrar en el suelo.

Con esto, en un primer aspecto es objetivo de la invención poner a disposición una instalación de energía eólica para el uso en alta mar, en la que las partes esenciales están normalizadas y no requieren cálculos de diseño individuales de la estructura total, y en un segundo aspecto es objetivo de la invención poner a disposición un proceso para erigir tal instalación de energía eólica.

El objetivo se resuelve en su primer aspecto mediante una instalación de energía eólica para el uso en alta mar con las características de la reivindicación 1. La instalación de energía eólica de acuerdo con la invención se sitúa sobre pies adaptables en dirección longitudinal en su extensión sobre el fondo del mar. La dirección longitudinal transcurre a lo largo de la dirección longitudinal de una torre tubular de la instalación de energía eólica. Además, los componentes, tales como por ejemplo la torre tubular, sala de turbinas y estructura de soporte están preferentemente normalizados, y el perfil diferente del fondo del mar y las profundidades diferentes del mar en el emplazamiento de cada pie se compensan para obtener una altura predeterminada del cubo de rotor por encima del nivel del mar mediante la extensión longitudinal diferente de los pies. Los extremos de las patas tienen una distancia normalizada, preferentemente la misma con respecto a la superficie del mar, y la respectiva distancia libre entre los extremos de las patas y un punto de contacto predeterminado en el fondo del mar está cubierta mediante el pie de compensación de esta distancia en su extensión longitudinal. La extensión longitudinal de un pie corresponde a este respecto a la diferencia entre la suma de la altura del cubo de rotor sobre el nivel del mar y la profundidad del fondo del mar en el punto de contacto predeterminado y la suma de las longitudes normalizadas de la torre tubular y la estructura de soporte. Preferentemente, los pies de una instalación tienen una extensión longitudinal diferente para alinear la instalación en dirección longitudinal. A este respecto, los pies de una instalación de energía eólica pueden presentar entre sí y los pies de diferentes instalaciones de energía eólica una extensión diferente en la dirección longitudinal de la instalación de energía eólica. La dirección longitudinal de la instalación de energía eólica erigida transcurre preferentemente en lo esencial de forma perpendicular con respecto a la superficie del mar. La instalación de energía eólica se mantiene con su peso total preferentemente de forma exclusiva sobre los pies. Preferentemente, la estructura de soporte se puede transportar en barco con pies montados y adaptados en dirección longitudinal al emplazamiento.

Preferentemente, la instalación de energía eólica está montada con su torre tubular y rotor en una torre de celosía (jacket) , que está en gran parte erigida por debajo de la superficie del mar y sobresale un poco por encima de la superficie del mar. La torre de celosía puede presentar múltiples patas, con exactitud tres o cuatro patas preferentemente, en cuyos extremos de forma respectiva está dispuesto uno de los pies. Sin embargo, la invención es también adecuada para todas las otras estructuras de soporte de múltiples patas, por ejemplo, trípodes. Una ventaja adicional en el ajuste de longitud de los pies de acuerdo con la invención consiste en la escasa influencia del ajuste de longitud a la magnitud de la frecuencia natural, porque la base de las patas extendidas es grande. El comportamiento de oscilaciones naturales necesita esencialmente ser calculado sólo una vez para todas las instalaciones de un parque.

Ventajosamente, los pies presentan respectivamente un componente de distancia que determina la extensión esencialmente en la dirección longitudinal, en el que se encuentra respectivamente una pata de la torre de celosía de la instalación de energía eólica. También puede, por ejemplo en los perfiles de suelo correspondientes, ser suficiente proveer sólo un pie con un componente de distancia. La extensión del componente de distancia en la dirección longitudinal está dimensionada de tal forma que el perfil del fondo del mar se compensa y la dirección longitudinal de la instalación de energía eólica erigida transcurre en esencia perpendicularmente con respecto a la superficie del mar. El componente de distancia está dispuesto preferentemente en el extremo del lado del fondo del mar de la pata y destinado para el contacto directo con el fondo del mar.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el componente de distancia puede presentar una cavidad rellenable con material de relleno pesado, cuya extensión en dirección longitudinal determina esencialmente la extensión del componente de distancia. Como material de relleno se utiliza preferentemente hormigón especial, mortero de alta resistencia (grout) , grava, mineral de hierro u otros materiales de lastre de alta densidad, por ejemplo, magna dense o el llamado "orecrete". Una conducción de llenado para el material de relleno desemboca en caso adecuado en la cavidad.

Además del lastre, el material de relleno aumenta también la rigidez y la resistencia de los pies. Un efecto de sinergia especial en el lastre se produce debido a que en ubicaciones con gran profundidad de agua, en las que, por tanto, también... [Seguir leyendo]

1. Instalación de energía eólica para su uso en alta mar con un rotor (121) , que presenta un cubo de rotor, con una dirección longitudinal (L) que se extiende esencialmente en perpendicular a una superficie del mar (110) en el estado erigido y con una estructura de soporte (130) con varias patas (131) , en cuyos extremos está dispuesto respectivamente un pie (140) destinado al contacto con el fondo del mar (100) , estando predefinida una altura del cubo de rotor por encima de la superficie del mar (110) y presentando cada uno de los pies (140) una extensión en dirección longitudinal (L) , caracterizada por que la extensión longitudinal diferente de los pies (140) compensa el perfil de fondo del mar diferente y la profundidad diferente del mar en el emplazamiento de cada pie (140) para alcanzar la altura del cubo de rotor predefinida por encima de la superficie del mar (110) .

2. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que al menos uno de los pies

(140) presenta un componente de distancia (141, 142) que co-determina la extensión en dirección longitudinal (L) .

3. Instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que el componente de distancia se configura esencialmente por al menos una cavidad (141, 142) rellenable con material de relleno.

4. Instalación de energía eólica de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que al menos un pie (140) presenta una placa de tope (146) que limita la profundidad de penetración en el fondo del mar (100) .

5. Instalación de energía eólica de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una torre de celosía (130) con múltiples patas (131) , en cuyos extremos está dispuesto respectivamente uno de los pies (140) .

6. Instalación de energía eólica de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que al menos un pie (140) presenta un equipo de succión orientado hacia el fondo del mar (100) en el estado erigido de la instalación, particularmente una ventosa (146, 147) , con la que el al menos un pie (140) se puede fijar por succión al fondo del mar (100) .

7. Parque eólico para uso en alta mar con al menos dos instalaciones de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, con un rotor (121) , que presenta un cubo de rotor, con una dirección longitudinal (L) que se extiende esencialmente en perpendicular a una superficie del mar (110) en el estado erigido y con una estructura de soporte (130) con varias patas (131) , en cuyos extremos está dispuesto en el lado del fondo del mar respectivamente un pie (140) destinado al contacto con el fondo del mar (100) , caracterizado por que las torres

(120) y las estructuras de soporte (130) presentan una longitud normalizada y está predeterminada la misma altura de los cubos de rotor (120) sobre la superficie del mar (110) y cada uno de los pies (140) presenta una extensión en dirección longitudinal (L) y la extensión longitudinal diferente de los pies (140) compensa el perfil del fondo del mar diferente y la profundidad diferente del mar en el emplazamiento de cada pie (140) para obtener la misma altura de cubo de rotor predeterminada sobre la superficie del mar (110) .

8. Proceso para erigir una instalación de energía eólica para uso en alta mar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, con una dirección longitudinal (L) que se extiende esencialmente en perpendicular a una superficie del mar (110) en el estado erigido y con una estructura de soporte (130) con varias patas (131) , en cuyos extremos está dispuesto respectivamente un pie (140) destinado al contacto con el fondo del mar (100) , en el que:

se determina la profundidad del fondo del mar (100) en el punto de contacto de cada pie (140) con el fondo del mar (100) , se predefine una altura del cubo de rotor por encima de la superficie del mar (110) , la extensión de cada pie (140) en la dirección longitudinal (L) se determina de tal manera que cada uno de los pies presenta una extensión en la dirección longitudinal (L) que compensa una distancia entre el extremo de la pata (131) y un punto de contacto predeterminado para el pie (140) en el fondo del mar (100) , los pies (140) se montan en la extensión determinada en dirección longitudinal (L) en la estructura de soporte (130) .

9. Proceso según la reivindicación 8,

caracterizado por que se rellena una cavidad dispuesta en el pie (140) después de erigir la instalación de energía eólica en el fondo del mar (100) con una sustancia de relleno.

10. Proceso según una de las reivindicaciones 8 o 9, con múltiples pies (140) destinados al contacto con el fondo del mar (100) , presentando al menos un pie (140) una ventosa (146, 147) con la que el al menos un pie (140) de la instalación de energía eólica erigida se puede fijar por succión en el fondo del mar (100) , en el que:

se erige la instalación de energía eólica en el fondo del mar (100) , la ventosa (146, 147) a este respecto se coloca cerrando esencialmente de forma hermética al aire sobre el fondo del mar (100) , la ventosa (146, 147) se purga y a continuación, la ventosa (146, 147) se sella de forma esencialmente hermética al aire.