SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES.

Sistema de integración de aerogeneradores de eje vertical en construcciones.

Comprende disponer una construcción con una fachada barlovento (7) orientada al viento predominante de la zona, de forma que al menos en una de sus plantas (6) la fachada barlovento (7) así como la fachada sotavento (8) opuesta, están al menos parcialmente abiertas para permitir el paso del aire, y en cuyo forjado (3) se disponen aerogeneradores de eje vertical alineados paralelamente a la fachada barlovento (7) y separados entre sí por tabiques (5) que determinan tubos de corriente que atraviesan las plantas (6) impulsando los aerogeneradores. Estos tabiques están configurados e implementados con materiales de alta absorción acústica.

Las aberturas al menos parciales de las fachadas (7, 8) son cerramientos en celosía, verja, malla metálica o similar que permiten el paso del viento e impiden el paso de objetos de un determinado tamaño.

Sistema de integración de aerogeneradores de eje vertical en construcciones

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema para la integración en construcciones, de una o varias plantas, de varios aerogeneradores de eje vertical que permitan la generación de energía eléctrica a partir de la energía del viento.

Es un objeto de la invención introducir mejoras para conseguir un aprovechamiento máximo de dicha energía, evitando interferencias entre la operación de los distintos aerogeneradores.

También es objeto de la invención el minimizar el ruido generado por la operación de los aerogeneradores, facilitando por tanto su utilización en un entorno urbano, así como aumentar la seguridad en el caso de roturas.

La invención es aplicable en cualquier tipo de construcción y más particularmente en edificios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Frente a los grandes parques eólicos, ubicados en zonas con fuertes vientos (elevaciones del terreno, parques marinos, ...) pero alejados de los centros de consumo y equipados con grandes máquinas de potencia del orden de los MW, la ubicación de aerogeneradores cercanos a los centros de consumo como las ciudades permite generar la energía allí donde se necesita, minimizando las pérdidas por su transporte y simplificando la infraestructura necesaria.

Con este fin se conocen diferentes propuestas para conseguir la integración arquitectónica de aerogeneradores de potencia y tamaño reducidos, ubicados en la mayoría de los casos en número variable sobre las cubiertas de los edificios. Otras configuraciones menos convencionales han sido llevadas a cabo, como por ejemplo la solución adoptada en el World Trade Center de Bahrein, en el que las turbinas están ubicadas sobre puentes que unen dos edificios. Otras, como los conceptos de rascacielos giratorios de David Fisher, implican la inserción entre dos plantas giratorias de un aerogenerador de eje vertical, pero requieren que el aerogenerador (y el propio edificio) sean de un diseño muy especial y adaptado en cada caso a la geometría del edificio.

En todos los casos, se plantean tres inconvenientes que, aunque afectan a todos los aerogeneradores en mayor o menor grado, resultan de la mayor importancia cuando se piensa en su utilización en entornos urbanos. El primero es la seguridad de bienes y personas. Los aerogeneradores son máquinas rotativas con partes móviles de gran tamaño que por necesidades de funcionamiento quedan expuestas. Aunque por su ubicación se garantice su inaccesibilidad en condiciones normales, siempre está latente el riesgo de una rotura de las palas cuyos fragmentos podrían caer a la vía pública o salir volando sin control. En segundo lugar, está el problema del ruido generado en su operación y que viene a añadirse a las ya numerosas fuentes existentes en las ciudades. Finalmente, los rotores constituyen una amenaza para las aves, que pueden ser víctimas de impactos de las palas al tiempo que estas resultar dañadas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para resolver los inconvenientes citados, la invención está prevista para permitir la instalación, sobre una o más plantas de una construcción, de conjuntos de aerogeneradores de eje vertical. La invención se aplica preferentemente en plantas altas e intermedias de edificios.

El sistema de la invención comprende disponer una construcción con una fachada orientada al viento predominante de la zona, que en la invención se denomina fachada barlovento, y la fachada opuesta se denomina fachada sotavento. Al menos en una de las plantas de la construcción, su fachada barlovento así como su fachada sotavento, están abiertas al menos parcialmente para permitir el paso del viento, y en su forjado se fijan aerogeneradores de eje vertical alineados en una fila paralela a la fachada barlovento, y separados entre sí por tabiques separadores del flujo del viento que determinan tubos de corriente entre la fachada barlovento y la fachada sotavento, que encauzan el aire a su alrededor, de manera que el viento que atraviesa la planta impulsa los rotores de los aerogeneradores de eje vertical, al mismo tiempo que evitan que las turbulencias generadas por la operación de cada aerogenerador influyan en los aerogeneradores adyacentes. Los aerogeneradores de eje vertical pueden ser tanto del tipo de arrastre (Savonius o similares) como de sustentación (Darrieus o similares) .

Las aberturas al menos parciales de la fachada barlovento y de la fachada sotavento, están materializas mediante un cerramiento como puede ser una celosía, verja, una rejilla, malla metálica (deployé) o similar que eviten tanto la caída de piezas a la vía pública en caso de rotura del rotor como el acceso de aves al área barrida por este. Dicho cerramiento permite asimismo salvaguardar la estética del edificio ocultando la visión de los aerogeneradores desde la calle, y también permiten el paso del viento a través de la planta. Cabe señalar que la malla metálica deployé está formada de una sola pieza, sin costura ni soldadura alguna, y se obtiene realizando cortes en la pieza y a continuación se estira para obtener unas aberturas de diferentes dimensiones y formas.

Dichos tabiques separadores pueden incorporar en su constitución materiales absorbentes que proporcionen aislamiento acústico, y estar configurados de manera que minimicen la transmisión al exterior y al resto del edificio del ruido generado por la operación de los aerogeneradores.

En al menos una de las fachadas, especialmente en la barlovento, se fija o conforma sobre el borde del forjado un deflector aerodinámico de forma que éste dirija la fracción de flujo de aire que en su ausencia circularía sin aprovechamiento energético a través de la zona donde se encuentran el alternador, transmisión y engranajes hacia las palas del aerogenerador. Por tanto los deflectores aceleran y dirigen dicho flujo hacia las palas para conseguir un mayor aprovechamiento de energía.

Por tanto la configuración descrita de la presente invención resuelve los problemas del estado de la técnica que permite:

1. La instalación de aerogeneradores de eje vertical y diseño estándar en edificios de manera no limitada a su cubierta, sino en plantas total o parcialmente dedicadas a este fin, aumentando la potencia disponible, e incluso abriendo la posibilidad a la realización de edificios dedicados en exclusiva a la generación de energía eléctrica de origen eólico.

2. Su operación segura al encontrarse dichos aerogeneradores instalados en el interior del edificio, cuya envolvente protege de la posible proyección de fragmentos al exterior, en caso de accidente.

3. La protección de la avifauna, gracias a la envolvente anteriormente citada.

4. Su operación eficiente, al definir un sistema de canalización del flujo de aire a cada generador, evitando interferencias entre ellos.

5. Su operación silenciosa, al poder utilizar la propia envolvente del edificio y las canalizaciones como apantallamiento/absorbedores acústicos.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS

Figura 1. Muestra una sección transversal de un alzado de una planta del edificio, con uno de los aerogeneradores de eje vertical, los deflectores del flujo de aire en la parte inferior del mismo y unidos al forjado y un cerramiento de fachadas en deployé.

Figura 2. Muestra una vista en alzado de una planta del edificio, con los aerogeneradores compartimentados mediante los tabiques separadores de flujo, estos últimos implementados con materiales con alto grado de absorción acústica, y los cerramientos de fachadas en deployé.

Figura 3. Muestra una vista en planta de la figura anterior.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.

La invención comprende una construcción que en el ejemplo de realización es un edificio de varias plantas (6) de las que una o más plantas se utilizan para alojar un conjunto de aerogeneradores de eje vertical (1) que proporcionan energía eléctrica. Estos aerogeneradores pueden estar conectados a la red eléctrica a través de una serie de convertidores electrónicos de potencia, como por ejemplo un inversor, o trabajar aislados de la red y con el apoyo de baterías.

El edificio se dispone con una de sus fachadas...

1. SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES, caracterizado por disponer de una construcción con una fachada barlovento (7) orientada al viento predominante de la zona, en la que al menos una de sus plantas (6) , su fachada barlovento (7) así como su fachada sotavento (8) opuesta, están abiertas al menos parcialmente, y en cuyo forjado (3) se disponen aerogeneradores de eje vertical (1) alineados paralelos a la fachada barlovento (7) , y separados entre sí por tabiques separadores del flujo del viento (5) que determinan tubos de corriente entre la fachada barlovento (7) y la fachada sotavento (8) , impulsando el viento que atraviesa la planta (6) los rotores de los aerogeneradores de eje vertical (1) .

2. SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES, según reivindicación 1, caracterizado por que en la fachada barlovento (7) y en la fachada sotavento (8) las aberturas al menos parciales están determinadas por un cerramiento seleccionado entre una celosía, verja, malla metálica y una rejilla que permiten el paso del viento pero no el de objetos mayores de un determinado tamaño.

3. SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES, según reivindicación 1, caracterizado por que los tabiques separadores del flujo del viento (5) están constituidos por mamparas.

4. SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES, según reivindicación 3, caracterizado por que las mamparas están implementadas al menos parcialmente con materiales de alta absorción acústica y configuradas para minimizar la transmisión al exterior y al resto del edificio del ruido generado.

5. SISTEMA DE INTEGRACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL EN CONSTRUCCIONES, según reivindicación 1, caracterizado por que el borde del forjado sobre el que se disponen los aerogeneradores está equipado con deflectores (2) de direccionamiento del flujo de aire incidente sobre la parte inferior de la planta hacia el área barrida por las palas del aerogenerador (1) .