Instalación de energía eólica.

Instalación de energía eólica con un soporte (5), con un rotor (6) que está montado en el soporte (5) de formagiratoria alrededor de un eje de rotor (7) y que presenta varias palas de rotor (9,

10) y que es accionado o puedeser accionado por fuerza eólica (15), y con un generador (16) eléctrico que está acoplado al rotor (6) y que puedeser accionado o es accionado por el rotor (6), y con un primer convertidor (23) que está acoplado eléctricamente algenerador (16) y que está acoplado o puede acoplarse a una red de distribución eléctrica (27), y con al menos unsistema auxiliar (20) eléctrico o parcialmente eléctrico, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20)está acoplado eléctricamente al generador (16) estando interconectado un segundo convertidor (33), de tal formaque pueda ser alimentado de energía eléctrica por el generador (16) incluso en caso de un fallo o una avería de lared de distribución (27).

Instalación de energía eólica La invención se refiere a una instalación de energía eólica con un soporte, con un rotor que está montado en el soporte de forma giratoria alrededor de un eje de rotor y que presenta varias palas de rotor y que es accionado o puede ser accionado por fuerza eólica, y con un generador eléctrico que está acoplado al rotor y que puede ser accionado o es accionado por el rotor, y con un primer convertidor que está acoplado eléctricamente al generador y que está acoplado o puede acoplarse a una red de distribución eléctrica, y con al menos un sistema auxiliar eléctrico o parcialmente eléctrico.

En una instalación de energía eólica se usan sistemas auxiliares necesarios para su funcionamiento, que han de ser alimentados de energía eléctrica. Se trata por ejemplo de bombas, ventiladores, controles, aparatos de conmutación etc. Una instalación de energía eólica usual en la actualidad, con una gran potencia, es decir, con una potencia gt; 1 MW, está concebida para la alimentación de energía a redes de distribución de energía públicas. Por lo tanto, existe siempre una conexión de red en el régimen normal de la instalación. Además, la alimentación de los grupos auxiliares de la instalación se efectúa generalmente por una conexión de red común, a través de la cual el generador de la instalación de energía eólica alimenta a la red. En caso de un fallo o una avería de la red, la instalación ya no puede alimentar a la red de distribución de energía. Además, tampoco queda garantizada ya la alimentación de red de los grupos auxiliares. Aunque generalmente existen acumuladores de energía en la instalación, éstos están concebidos sólo para bajas potencias para seguir alimentando el control de la instalación durante cierto tiempo, de tal forma que se pueda conseguir una parada controlada de la instalación. Además, en una instalación con ajuste de palas de rotor existen acumuladores de energía que pueden poner las palas de rotor de forma controlada o descontrolada en la posición de bandera para conseguir un estado seguro de la instalación.

Por el documento US5907192 se conoce un sistema de corriente de emergencia para una instalación de energía eólica, que usa un rectificador acoplado a un generador y un ondulador postconectado, acoplado a la red de suministro. Una red auxiliar conectada a la red de suministro alimenta a través de un transformador y de un rectificador un bus de corriente continua, a través del cual se alimentan de energía eléctrica un control de ángulo de pala y un sistema de control capaz de detectar una avería de la red de suministro. En caso de una avería de la red de suministro, el sistema de control desconecta mediante conmutadores el ondulador y la red auxiliar de la red de suministro y mediante otros conmutadores acopla la red auxiliar al ondulador, de modo que se produce una alimentación de la red auxiliar por el generador estando interconectados el rectificador y el ondulador. Durante estos procesos de conmutación, el sistema de control es alimentado de energía eléctrica desde condensadores.

El ondulador se desconecta de la red de suministro especialmente para que las averías de la red de suministro no repercutan en la red auxiliar. Para volver a conectar el ondulador a la red de suministro una vez finalizada la avería, generalmente es necesario sincronizar primero la tensión del generador con la tensión de la red de suministro, por lo que el tiempo de conexión es relativamente largo.

Por el documento EP2133561 se conoce además una instalación de energía eólica que presenta un sistema de corriente de emergencia que es alimentado por el convertidor principal.

La invención tiene el objetivo de poder alimentar energía eléctrica a los sistemas auxiliares incluso en caso de una avería o de un fallo de la red de distribución de energía. Además, una vez finalizada la avería debe ser lo más corto posible el tiempo de conexión.

Este objetivo se consigue según la invención con una instalación de energía eólica según la reivindicación 1. Algunas variantes de la invención figuran en las reivindicaciones subordinadas.

La instalación de energía eólica según la invención presenta un soporte, un rotor que está montado en el soporte de forma giratoria alrededor de un eje de rotor y que presenta varias palas de rotor y que se es accionado o puede ser accionado por fuerza eólica, un generador eléctrico que está acoplado al rotor y que puede ser accionado o es accionado por el rotor, un primer convertidor que está acoplado eléctricamente al generador y que está acoplado o puede acoplarse a una red de distribución eléctrica, y al menos un sistema auxiliar eléctrico o parcialmente eléctrico que está acoplado o puede acoplarse eléctricamente al generador interconectando un segundo convertidor.

En la instalación de energía eólica según la invención es posible alimentar de energía eléctrica al al menos un sistema auxiliar por el generador de la instalación de energía eólica incluso en caso de un fallo o una avería de la red de distribución. Además, la alimentación eléctrica del al menos un sistema auxiliar no depende del primer convertidor, de modo que este está acoplado preferentemente de forma permanente a la red de distribución y

especialmente no tiene que desconectarse de la red de distribución. Por lo tanto, se suprime o al menos de reduce el tiempo de conexión. Sin embargo, esto no supone ninguna limitación, porque en caso de una avería de la red de distribución también es posible desconectar el primer convertidor de la red de distribución. En este caso, sin embargo, puede volver a producirse un tiempo de conexión relativamente largo.

Una avería de la red de distribución puede significar un fallo total de la red de distribución. Sin embargo, esto no tiene que ser así. Más bien, también una tensión no deseada y/o una frecuencia de red no deseada pueden significar una avería de la red de distribución. La red de distribución es especialmente la red pública de distribución de energía o una red local. Una red local puede ser por ejemplo una red de la instalación de energía eólica, una red de parque eólico o una red parcial de una red más grande, por ejemplo una red parcial de parque eólico. Si la red de distribución es una red local, ésta está acoplada o puede acoplarse preferentemente de forma directa o indirecta a la red pública de distribución de energía.

El generador puede ser una máquina asincrónica y está realizado por ejemplo como inducido en cortocircuito o como inducido de anillo colector. Preferentemente, el generador es una máquina sincrónica. El acoplamiento eléctrico del primer convertidor al generador puede efectuarse en el lado del estator o en el lado del inducido en el generador. Preferentemente, sin embargo, el primer convertidor está conectado eléctricamente a los inducidos de estator del generador. Además, el acoplamiento eléctrico del segundo convertidor al generador puede efectuarse en el lado del estator o en el lado del inducido en el generador. Preferentemente, el segundo convertidor está conectado eléctricamente a los devanados de estator del generador.

El primer convertidor está realizado por ejemplo como convertidor de frecuencia. Especialmente, la tensión emitida por el segundo convertidor y/o su frecuencia pueden mantenerse estables incluso si el número de revoluciones del generador varía a causa de condiciones variables de viento. Por lo tanto, la instalación de energía eólica puede presentar un accionamiento con un número de revoluciones variable o hacerse funcionar con un número de revoluciones variable. El primer convertidor presenta preferentemente un rectificador que está acoplado o puede acoplarse eléctricamente al generador y un ondulador postconectado a este, que está acoplado o puede acoplarse a la red de distribución. Especialmente, el ondulador está acoplado de forma permanente a la red de distribución. Preferentemente, el rectificador está acoplado de forma permanente al generador. El ondulador preferentemente está postconectado al rectificador estando interconectado un circuito intermedio de corriente continua que comprende al menos un condensador.

El segundo convertidor está realizado por ejemplo como convertidor de frecuencia o como rectificador. Especialmente, el segundo convertidor está acoplado de forma eléctrica directamente al generador. Cuando el generador trabaja correctamente y existe una avería o un fallo de la red de distribución, el segundo convertidor y por tanto también el al menos un sistema auxiliar pueden ser alimentados de energía eléctrica por el generador. Asimismo es posible que el segundo convertidor alimente al al menos un sistema... [Seguir leyendo]

1. Instalación de energía eólica con un soporte (5) , con un rotor (6) que está montado en el soporte (5) de forma giratoria alrededor de un eje de rotor (7) y que presenta varias palas de rotor (9, 10) y que es accionado o puede 5 ser accionado por fuerza eólica (15) , y con un generador (16) eléctrico que está acoplado al rotor (6) y que puede ser accionado o es accionado por el rotor (6) , y con un primer convertidor (23) que está acoplado eléctricamente al generador (16) y que está acoplado o puede acoplarse a una red de distribución eléctrica (27) , y con al menos un sistema auxiliar (20) eléctrico o parcialmente eléctrico, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20) está acoplado eléctricamente al generador (16) estando interconectado un segundo convertidor (33) , de tal forma que pueda ser alimentado de energía eléctrica por el generador (16) incluso en caso de un fallo o una avería de la red de distribución (27) .

2. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque el segundo convertidor (33) está conectado o puede conectarse eléctricamente al generador (16) por el lado de entrada, estando interconectado al 15 menos un primer conmutador (26) .

3. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el segundo convertidor (33) está conectado o puede conectarse eléctricamente al al menos un sistema auxiliar (20) por el lado de salida, estando interconectado al menos un segundo conmutador (29) .

2.

4. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el segundo convertidor (33) presenta un rectificador (34) que está acoplado o puede acoplarse eléctricamente al generador

(16) y un ondulador (21) que está postconectado al rectificador (34) y que está acoplado o puede acoplarse eléctricamente al al menos un sistema auxiliar (20) .

2.

5. Instalación de energía eólica según la reivindicación 4, caracterizada porque entre el rectificador (34) y el ondulador (21) está conectado un regulador elevador (32) .

6. Instalación de energía eólica según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el segundo convertidor (33) 30 presenta un rectificador (35) adicional que está acoplado o puede acoplarse eléctricamente a la red de distribución eléctrica (27) .

7. Instalación de energía eólica según la reivindicación 6, caracterizada porque el rectificador (35) adicional está conectado o puede conectarse eléctricamente a la red de distribución eléctrica (27) , estando interconectado al 35 menos un tercer conmutador (50) .

8. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20) está conectado o puede conectarse eléctricamente a la red de distribución eléctrica (27) , interconectando al menos un cuarto conmutador (28) .

4.

9. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por un control (36) conectado eléctricamente al segundo convertidor (33) , mediante el cual se controla o se regula o se puede controlar o regular al menos una magnitud de funcionamiento del al menos un sistema auxiliar (20) .

10. Instalación de energía eólica según la reivindicación 9, caracterizada porque el control (36) mide o puede medir la al menos una magnitud de funcionamiento del al menos un sistema auxiliar (20) y mantiene o puede mantener dicha magnitud de funcionamiento dentro de límites especificados, mediante la regulación del segundo convertidor (33) .

11. Instalación de energía eólica según la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque la al menos una magnitud de funcionamiento incluye la tensión eléctrica emitida por el segundo convertidor (33) al al menos un sistema auxiliar (20) , y/o la frecuencia de la misma.

12. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos 55 un sistema auxiliar (20) se separa o se puede separar eléctricamente del segundo convertidor (33) .

13. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20) puede ser alimentado de energía eléctrica por el segundo convertidor (33) que según un primer régimen puede ser alimentado de energía eléctrica por el generador (16) y, según un segundo régimen,

desde la red de distribución (27) , pudiendo conmutarse entre el primer régimen y el segundo régimen.

14. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el o los sistemas auxiliares (20) comprenden un accionamiento acimutal (17) , al menos un accionamiento de ajuste de palas de rotor (13, 14) , al menos una calefacción (37) , al menos un control (38) , al menos un ventilador (39) , al

menos una bomba (40) , al menos un dispositivo de compensación de fase (41) y/o al menos un acumulador de energía (42) .

15. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20) comprende al menos una calefacción (37) , una refrigeración (51) y/o consumidores (43) 10 adicionales que en caso de un fallo o una avería de la red de distribución eléctrica (27) son alimentados de energía eléctrica por el generador (16) manteniendo de esta manera los componentes de la instalación de energía eólica (1) a una temperatura mínima.

16. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el segundo 15 convertidor (33) alimenta al al menos un sistema auxiliar (20) con energía eléctrica, cuya frecuencia es diferente a la frecuencia de la red de distribución eléctrica (27) .

17. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un sistema auxiliar (20) también puede ser alimentado de energía eléctrica por la red de distribución (27) 20 directamente o estando interconectado el segundo convertidor (33) .