Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa.

Una turbina eólica (10) que comprende un transformador primario (16) de turbina eólica conectado por medio de un cable (100) a una red de distribución eléctrica a través de una subestación (30),

caracterizado el cable (100) porque comprende una envoltura (108) del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media de 10 - 50 kV dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y al menos dos conductores (104) de baja tensión de 400 - 690 V dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar una corriente de baja tensión, en la que los conductores (104) de baja tensión están conectados entre un transformador auxiliar (18) ubicado en la turbina eólica (10) y un transformador (32) de subestación.

Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa La presente invención versa, en general, acerca de un cable que incluye una envoltura del cable y al menos dos conductores de tensión media dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y una turbina eólica que tiene un generador para generar electricidad. Versa, además, acerca de un parque eólico con al menos dos generadores de turbina eólica.

En los documentos US 4.684.766 y DE 35 11 085 se describen, por ejemplo, diversos cables eléctricos conocidos.

Las turbinas eólicas son utilizadas habitualmente para convertir energía cinética de una corriente de aire en energía eléctrica. Incluyen un transformador para transformar la electricidad generada de baja tensión en una tensión media, para suministrar la energía por medio de un cable de tensión media a una red de distribución eléctrica de tensión media. Bajo condiciones normales, una turbina eólica genera suficiente energía para su uso interno, por ejemplo, para alimentar un ascensor, una grúa o una iluminación en una torre de la turbina eólica para proporcionar suficiente luz para un ingeniero o técnico que esté inspeccionando la turbina eólica. Pero, la turbina eólica tiene que ser parada a menudo para una inspección y se tiene que cortar la conexión del transformador a la red de distribución eléctrica. Las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa que son desconectadas del sistema colector de tensión media para un trabajo de reparación o de mantenimiento no pueden proporcionar energía eléctrica. En estos casos se tiene que proporcionar una fuente auxiliar de alimentación para la mayoría de los trabajos, por ejemplo para alimentar el ascensor, la grúa o la iluminación.

Por ejemplo, en un caso de turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa la energía auxiliar debe ser generada in situ, por ejemplo por medio de un generador pequeño colocado en la torre que es alimentado por medio de combustibles convencionales. El uso de generadores móviles a base de combustible es caro en aplicaciones ubicadas fuera de la costa y las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa a menudo están colocadas en parajes/entornos protegidos, por lo que son aplicables a los mismos regulaciones estrictas relativas a la manipulación de combustible, si es que se permite. Una posibilidad adicional es colocar un generador auxiliar en un navío y conectar el circuito auxiliar de alimentación en la turbina eólica con el generador en el navío. En este caso, es difícil conectar los circuitos en toda condición climática y esto limita las posibilidades de operación y de trabajos de mantenimiento. Si se utilizan baterías como fuentes auxiliares de alimentación para la iluminación o similares, tienen que ser sustituidas con regularidad por unas nuevas. Se pueden utilizar sistemas de reserva por batería para equipos de consumo reducido de energía pero no proporcionarán suficiente energía eléctrica para la mayoría de las herramientas requeridas para trabajos de mantenimiento y de reparación. Por lo tanto, las baterías o los sistemas generadores móviles provocan costes elevados principalmente por la vida útil.

En el documento US 2007/0013193 A1 se da a conocer una turbina eólica convencional.

Las reivindicaciones adjuntas definen diversos aspectos y realizaciones de la presente invención.

Son evidentes diversos aspectos, ventajas y características de la presente invención a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 muestra un dibujo esquemático de una turbina eólica ubicada fuera de la costa en una primera realización;

la Fig. 2 muestra un dibujo esquemático de un parque eólico ubicado fuera de la costa en una segunda realización;

la Fig. 3 muestra un dibujo esquemático de un parque eólico ubicado fuera de la costa en una tercera realización; y la Fig. 4 muestra una sección de un cable submarino.

Se hará referencia ahora con detalle a las diversas realizaciones de la invención, uno o más ejemplos de las cuales son ilustrados en las figuras. Se proporciona cada ejemplo a modo de explicación de la invención y no se pretende que sea una limitación de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden ser utilizadas en otras realizaciones, o junto con las mismas, para producir otra realización adicional más. Se concibe que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones.

La Fig. 1 es un dibujo esquemático de una realización de una turbina eólica 10 que puede estar ubicada fuera de la costa. La turbina eólica 10 tiene un rotor 12 con tres palas. El rotor 12 está conectado a un generador 14 para convertir energía de rotación del rotor en energía eléctrica. El generador 14, ubicado, en general, en una góndola del generador de turbina eólica, tiene una potencia eléctrica que tiene una corriente con una tensión de salida de aproximadamente 500 V hasta 1 kV. Se utiliza esta corriente generada para alimentar una red eléctrica auxiliar en la turbina eólica 10. Se utiliza la red eléctrica auxiliar para alimentar un ascensor, luces u otras herramientas en el generador 10 de turbina eólica. Además, la corriente de salida del generador 14 es suministrada a un transformador

de potencia media o un transformador primario 16 de turbina eólica. Por lo tanto, durante una operación normal, las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa utilizarán el transformador 16 de potencia media para transformar la corriente de salida del generador 14 en una corriente de tensión media, por ejemplo, en una corriente en el intervalo desde 20 hasta 50 kV. Típicamente, el transformador 16 de potencia media está ubicado en cada torre ubidada fuera de la costa para proporcionar energía eléctrica. Se utiliza la corriente de tensión media para transportar la energía eléctrica para evitar pérdidas. Para proporcionar flexibilidad en la turbina eólica 10, se puede desconectar el transformador 16 de potencia media en su conexión primaria y conexión secundaria con un conmutador, por ejemplo, un interruptor 20, 22. Por lo tanto, si se abre el interruptor 20, se evita que se suministre la corriente generada por el generador al transformador.

En vista de la presente solicitud de patente un cable incluye, en general, una envoltura del cable que acomoda al menos dos conductores para transportar corriente eléctrica. Los dos conductores están aislados entre sí. El aislamiento puede estar formado por la propia envoltura del cable o al menos un conductor o todos los conductores pueden estar revestidos por un material aislante.

El transformador primario 16 de turbina eólica está conectado a un cable 100 que contiene conductores 102 típicamente de tensión media adaptados para una corriente en el intervalo de 10 kV hasta 50 kV para suministrar corriente de tensión media a una red de distribución eléctrica. En el caso de una turbina eólica 10 ubicada fuera de la costa el cable 100 puede ser un cable submarino. Si este transformador 16 de media tensión y/o los equipos conectados tiene o tienen que ser desconectados de la red de distribución eléctrica de tensión media para trabajos de mantenimiento o de reparación, se necesita un sistema de alimentación de reserva, debido a que la red auxiliar de electricidad no estaría alimentada por el generador 14 ni el cable 102 de tensión media. Para este fin, el cable 100 contiene, además, conductores de baja tensión, en particular en una realización adicional un cable 104 de baja tensión. Un transformador auxiliar 18, conectado también normalmente en la torre del generador 10 de turbina eólica, está conectado al cable 104 de baja tensión para proporcionar la potencia nominal prevista, por ejemplo, 690 VAC o 400 VAC para la red auxiliar de electricidad en la turbina eólica 10. Para el caso de una reparación del transformador auxiliar 18, se puede desconectar el transformador auxiliar del cable 104 de baja tensión y de la red auxiliar de electricidad en el generador 10 de turbina eólica, respectivamente, utilizando dos conmutadores, por ejemplo interruptores, dispuestos en el lado primario y secundario del transformador auxiliar, respectivamente.

En una realización adicional en la que el cable 104 de baja tensión transporta corriente de baja tensión que puede ser suministrada directamente a la red eléctrica auxiliar del generador 10 de turbina eólica, no se necesita ningún transformador auxiliar 18.

El cable submarino 100 está conectado a una subestación 30 con un transformador 32 de subestación que transforma la corriente en el cable 102 de tensión media... [Seguir leyendo]

1. Una turbina eólica (10) que comprende un transformador primario (16) de turbina eólica conectado por medio de un cable (100) a una red de distribución eléctrica a través de una subestación (30) , caracterizado el cable (100) porque comprende una envoltura (108) del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media de 10 -50 kV dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y al menos dos conductores (104) de baja tensión de 400 -690 V dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar una corriente de baja tensión, en la que los conductores (104) de baja tensión están conectados entre un transformador auxiliar (18) ubicado en la turbina eólica (10) y un transformador (32) de subestación.

2. La turbina eólica (10) según la reivindicación 1, en la que un primer extremo del cable (100) está conectado a la turbina eólica (10) de forma que la turbina eólica (10) alimenta corriente de tensión media en los conductores

(102) de tensión media y en la que el segundo extremo del cable (100) es adecuado para ser conectado a una fuente de baja tensión que puede alimentar una corriente de baja tensión en los conductores (104) de baja tensión.

3. La turbina eólica (10) según la reivindicación 1 o 2, en la que los conductores (104) de baja tensión están agrupados en un cable de baja tensión en el interior de la envoltura del cable y/o una envoltura del cable submarino.

4. La turbina eólica (10) según cualquier reivindicación precedente, en la que, en una vista en corte transversal radial del cable, la envoltura del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media definen un espacio 20 en el que están dispuestos los conductores de baja tensión.

5. Un parque eólico (1) que comprende al menos dos turbinas eólicas (10) según cualquier reivindicación precedente conectadas a la red de distribución eléctrica.