DISPOSITIVO DE MEJORA DE EFICIENCIA DE AEROGENERADOR Y PALA DE AEROGENERADOR QUE COMPRENDE DICHO DISPOSITIVO.

Dispositivo de mejora de eficiencia de aerogenerador y pala de aerogenerador que comprende dicho dispositivo.

Se describe un dispositivo de mejora de eficiencia de aerogenerador que comprende una torre, una góndola, una unidad de control de funcionamiento de las funciones del aerogenerador y al menos una pala, que a su vez presenta al menos un borde de ataque y al menos un borde salida; donde dicho dispositivo permite, mediante acciones controladas por la unidad de control, expulsar aire que ha sido comprimido y tratado mediante un compresor y un calderín a través de unas salidas ubicadas en uno de los bordes de la pala, preferentemente en el borde de salida.

Dispositivo de mejora de eficiencia de aerogenerador y pala de aerogenerador que comprende dicho dispositivo

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo de la generación de energía eléctrica a partir de energía eólica.

El objeto de la invención consiste en un dispositivo que, instalado en un aerogenerador, permite inducir el movimiento de las palas del mismo para generar de este modo energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el campo de las energías renovables nos encontramos a menudo con el problema de la intermitencia temporal y su carácter no gestionable, la energía eólica no es una excepción a este problema. Es, por tanto, muy importante Ia posibilidad de almacenar energía durante las horas de gran producción eólica, para luego poder hacer uso de ella en las horas de baja o nula producción.

No es menos cierto que hoy en día hay momentos o ciertas horas del día en que existe una gran demanda de electricidad lo cual se puede ver reflejado en el precio del kWh de energía eléctrica. De entre todas las técnicas de almacenamiento de energía, la segunda más eficiente despues del almacenamiento hidroeléctrico es la del almacenamiento por aire comprimido (CAES, quot;Compressed Air Energy Storagequot;) , registrando eficiencias de un 45 - 60%. Si bien es verdad que para almacenar grandes cantidades de energía mediante esta técnica es necesario disponer de cavidades geológicas apropiadas en el subsuelo, también es cierto que para el almacenamiento hidroeléctrico sea eficiente hacen falta, en este caso sobre la superficie, terrenos con cotas de altura muy diferentes, y su impacto medioambiental es más elevado.

En la actualidad, con el fin de almacenar energía mediante CAES, se comprime el aire hasta presiones bastante elevadas (60 - 100 bar) mediante compresores accionados por energía eléctrica. Después del almacenamiento, se vuelve a regenerar la electricidad mezclando el aire con una pequeña cantidad de gas natural, haciendo expandir los productos de la combustión a través de una turbina de gas. Actualmente, sólo existen en el mundo dos grandes plantas CAES. Una es la de Huntorf (Bremen, Alemania) , de 290 MW, con más de 20 años de funcionamiento y que puede almacenar 310.000 m) de aire hasta 66 bar de presión y otra en McIntosh (Alabama, Estados Unidos) de 11 OMW, que almacena el aire en una antigua mina de sal y con una capacidad de almacenamiento de 560.000m3 de aire hasta una presión de 74 bar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención se basa en crear un circuito cerrado de aire comprimido, aire comprimido que se produce utilizando un compresor. En dicho circuito se hace pasar el aire del compresor a un calderín de presión desde el cual se hace llegar al interior de las palas del aerogenerador mediante una instalación interna que presenta una serie de canalizaciones internas que hacen llegar el aire comprimido y procedente del calderín a lo largo de dicha instalación, usando para dirigir dicho aire comprimido tantas juntas rotativas como se haga necesario.

Dicha junta rotativa se encarga de distribuir el aire comprimido a través de la canalización que puede estar configurada por una o más tuberías en toda la longitud de las palas donde al final de cada tubería se dispone una o varias electroválvulas separadas entre sí por una distancia a determinar, electroválvulas encargadas de dar el impulso o impulsos necesarios a las palas al ser expulsado el aire comprimido que viaja por las canalizaciones y llega a las electroválvulas.

Para poder realizar un control más preciso se hace necesario monitorizar y conocer la velocidad de las oscilaciones del aire presente en la atmósfera donde se encuentra ubicado el aerogenerador; para ello se hace preciso el uso de un anemómetro, a partir de los datos que dicho anemómetro capte y envíe a una unidad de control se controla la velocidad para que a través de los impulsos se pueda aprovechar la velocidad del aire/viento al cien por cien.

De esta manera el viento presente alrededor del aerogenerador se encuentra controlado a través de un anemómetro y la unidad de control haciendo uso de un programa accesible por la misma permite determinar los niveles de potencia en cada momento, la potencia deseada así como los intervalos de los impulsos necesarios a generar por el aire comprimido al ser expulsado por las electroválvulas.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, 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:

Figura 1a. Muestra una sección del dispositivo objeto de la invención instalado en un aerogenerador.

Figura 1b. Muestra un detalle en sección del interior de la parte trasera de la góndola donde se aprecia las conexiones de canalización con las juntas rotativas.

Figura 2. Muestra una sección longitudinal de la pala donde se aprecian los medios de expulsión de gases.

Figura 3a. Muestra una sección del dispositivo donde se aprecia el distribuidor.

Figura 3b. Muestra un detalle del distribuidor.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras y tomando como referencia las consignas aplicadas en las misma se procede a describir un modo de realización preferente, pero no restrictiva, del objeto de la invención.

Tal y como se observa en la figura 1a a un aerogenerador que comprende una torre (2) , una góndola, una unidad de control de funcionamiento de las funciones del aerogenerador y al menos una pala (1) , que a su vez presenta al menos un borde de ataque (11) y al menos un borde salida (12) , se le instala un dispositivo de mejora de eficiencia del citado aerogenerador para poder generar movimiento en las aspas mediante impulsos o empuje generado en un borde (11, 12) de las mismas al salir aire a presión por dicho borde (11, 12) , lógicamente dicha salida de aire se realizará de tal manera que ayude al giro del aerogenerador en su movimiento natural para producir energía, esto es empujando la pala (1) desde su borde de salida (12) .

Para ello se instala el dispositivo aquí descrito mediante la implementación de al menos un compresor (3) destinado a comprimir aire, al cual se conecta al menos un calderín (5) de presión. Desde dicho calderín (5) se emplaza al menos una canalización que llega desde el calderín (5) al interior de la góndola; una vez en el interior de dicha góndola se conecta a dicha canalización al menos un conducto (6) ; en una realización preferente del objeto de la invención la conexión entre la canalización y el conducto (6) se lleva a cabo mediante la inclusión de al menos una junta rotativa ubicada entre la canalización y el conducto (6) como las que se observan en la figura 1b.

Desde dicho conducto (6) se hace llegar aire comprimido al interior de la pala (1) tal y como se aprecia en al figura 2, dicho aire se puede hacer llegar a dicho interior de cada pala (1) de forma directa, es decir el conducto (6) recorre cada pala (1) o tiene ramificaciones a partir de la zona donde se encuentra la raíz de cada pala (1) o, tal y como se lleva a cabo en una realización preferente del objeto de la invención, se instala un distribuidor (8) de aire que proviene del calderín (5) como el que se aprecia en la figura 3b, donde dicho distribuidor (8) que tal y como se aprecia en la figura 3a se encuentra ubicado en las inmediaciones de la raíz de las palas y es operativo para hacer llegar la misma cantidad de aire a cada una de los conductos (6) internos a la pala.

Una vez conducido el aire comprimido a través del conducto (6) , éste impulsa la pala pues sale a través unos medios de salida de aire (7) comprimido que disponen de una serie de electroválvulas controladas por la unidad de control, encargada de gestionar su funcionamiento, dado que dichos medios de salida de aire (7) se encuentran conectados al conducto (6) y ubicados en al menos uno de los bordes (11, 12) de tal manera que se encuentran operativos para expulsar dicho aire en un ángulo variable con respecto del borde (11, 12) . Adicionalmente y en una realización alternativa de la invención se puede proceder a instalar una serie de medios de orientación de ángulo de los medios de salida de aire (7) destinados a orientarlos modificando el ángulo variable que a su vez pueden modificar de forma individual el ángulo de cada uno de dichos medios de salida de aire (7) .

Aunque los datos referidos...

1. Dispositivo de mejora de eficiencia de aerogenerador que comprende una torre (2) , una góndola, una unidad de control de funcionamiento de las funciones del aerogenerador y al menos una pala (1) , que a su vez presenta al menos un borde de ataque (11) y al menos un borde salida (12) , dispositivo caracterizado porque comprende:

- al menos un compresor (3) destinado a comprimir aire,

- al menos un calderín (5) de presión conectado al compresor (3) ,

- al menos una canalización que llega desde el calderín (5) del que lleva aire comprimido hasta el interior de la góndola y al menos un conducto (6) interno a la pala y conectado a dicha canalización para distribuir dicho aire comprimido que recorre dicha canalización, y

- unos medios de salida de aire (7) comprimido conectados al conducto (6) y ubicados en al menos uno de los bordes (11, 12) de tal manera que se encuentran operativos para expulsar dicho aire en un ángulo variable con respecto del borde (11, 12) .

2. Dispositivo según reivindicación 1 caracterizado porque los medios de salida de aire (7) comprenden una serie de electroválvulas controladas por una unidad de control encargada de gestionar su funcionamiento.

3. Dispositivo según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque adicionalmente comprende unos medios de orientación de ángulo de los medios de salida de aire (7) destinados a orientarlos modificando el ángulo variable.

4. Dispositivo según reivindicación 3 caracterizado porque medios de orientación de ángulo de los medios de salida de aire (7) se encuentran adaptados para modificar de forma individual el ángulo de cada uno de dichos medios de salida de aire (7) .

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente comprende unos medios de monitorización de velocidad de viento conectados a una unidad de control, destinados a dotar a ésta de datos referidos a la velocidad del viento para que dicha unidad de control lleve a cabo acciones en función de dichos datos.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente comprende un distribuidor (8) de aire que proviene del calderín (5) , donde dicho distribuidor se encuentra ubicado en las inmediaciones de la raíz de las palas y es operativo para hacer llegar la misma cantidad de aire a cada una de los conductos (6) internos a la pala.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente comprende al menos una junta rotativa ubicada entre la canalización y el conducto (6) .

8. Pala de aerogenerador que comprende un dispositivo como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.