Método y aparato para remolcar turbinas eólicas mar adentro.

Un método para mover una turbina eólica flotante (1) con relación a una extensión de agua,

la turbina eólica flotante tiene un cuerpo flotante con una barquilla (10) en su extremo superior, y el método comprende:

mantener a flote la turbina eólica flotante (1) en la extensión de agua; y

remolcar la turbina eólica flotante mientras que se mantiene el cuerpo flotante en una posición inclinada, por lo que la barquilla (10) es mantenida libre del agua.

Método y aparato para remolcar turbinas eólicas mar adentro

La presente invención se refiere al campo de las turbinas eólicas y, en particular, a un método y aparato para mover una turbina eólica flotante mar adentro.

Tal como se usa aquí, el término "turbina eólica flotante" significa una estructura de turbina eólica del tipo diseñado para flotar en una extensión de agua de agua cuando está en uso. Las turbinas eólicas flotantes convencionales comprenden un cuerpo flotante que tiene en su extremo superior una barquilla, que contiene un generador eléctrico y otros componentes, y un rotor. El cuerpo es generalmente largo y tiene una forma aproximadamente cilindrica.

Las turbinas eólicas flotantes de mar adentro son unas estructuras muy grandes, el cuerpo típicamente tiene una longitud de 1-2 metros y la de las palas del rotor están en el intervalo de longitud de 4-7 metros. Son montadas en tierra o en aguas protegidas y es un reto importante moverlas a su lugar deseado en el mar.

Un planteamiento es remolcarlas a sus lugares de instalación a través del agua, mientras que flotan en la misma posición, generalmente vertical, en la que son usadas. Esto impide que el generador sea sumergido en el agua o que sea salpicado, lo que podría dañar sus componentes.

Con este método, la elección de un lugar de instalación para la turbina eólica y las posibles rutas hacia él están por lo tanto limitadas por la profundidad del agua a través de la cual tiene que pasar la turbina eólica. Si el agua en una zona es demasiado poco profunda, la turbina eólica flotante no puede ser remolcada a través de esa zona, lo que hace inalcanzables algunos sitios para su instalación, o solamente alcanzables por medio de una ruta indirecta más larga.

Como una alternativa, son conocidos unos métodos de transporte de turbinas eólicas en una posición esencialmente horizontal. No obstante, estos métodos requieren un navio grande en el que la turbina eólica sea soportada con el fin de mantener los componentes delicados del rotor y el generador alejados del agua. Por ejemplo, el documento GB 2.423.18 describe unas estructuras de montaje, tales como las turbinas eólicas de mar adentro, que usan unas cimentaciones sobre soportes. La estructura de montaje es transportada al soporte en una posición esencialmente horizontal (reclinada), a bordo de otro navio. En otro ejemplo, el documento GB 2.344.843 describe un sistema de seguridad gravlméthco para equipos generadores de mar adentro. El equipo generador es remolcado al sitio de instalación en una posición esencialmente horizontal (reclinada), de nuevo a bordo de otro navio. Se apreciará que el uso de tales navios aumenta el coste de transporte de la turbina eólica y su tamaño puede también limitar la elección de la ruta o el sitio de instalación.

El documento WO/26/885 describe un dispositivo para transportar estructuras sobre agua, así como el desmontaje o la instalación de las estructuras. El dispositivo comprende una estructura basculante alargada conectada mediante unas articulaciones en un punto de giro a un navio. La estructura basculante está diseñada para adoptar una posición ligeramente basculada y que es capaz de bascular con respecto a la articulación hasta una posición esencialmente vertical, que corresponde a una posición operativa de elevación.

De acuerdo con la presente invención se ha proporcionado un método para el desplazamiento de una turbina eólica con relación a una extensión de agua, en el que la turbina eólica flotante que tiene un cuerpo flotante con una barquilla en su extremo superior, el método comprende mantener a flote la turbina eólica flotante en la extensión de agua y remolcar la turbina eólica flotante mientras que mantiene el cuerpo en una posición inclinada por la que la barquilla es mantenida libre de agua.

De este modo, los inventores han admitido que es posible mantener a flote una turbina eólica mientras que es transportada de tal modo que su calado pueda ser significativamente reducido mientras que se mantienen los componentes delicados dentro de la barquilla libres del agua. Puede por consiguiente ser colocada en la configuración vertical convencional antes de uso. De esta forma puede pasar a través de aguas menos profundas todavía que si fuera remolcada en una posición vertical, y el número de lugares de instalación posibles aumenta debido a esto. Al mismo tiempo, se evita la necesidad de un navio lo suficientemente grande para transportar toda la turbina eólica.

El ángulo de inclinación con la superficie del agua sería importante con el fin de proporcionar una reducción útil del calado. El ángulo preciso de inclinación (desde la superficie) puede variar dependiendo de las circunstancias y puede estar en el intervalo de 2° a 6°. Usualmente 3° a 5° será apropiado con el fin de conseguir una reducción útil del calado mientras que se mantiene la turbina libre de agua. Estos ángulos representan el ángulo promedio. Será evidente que habrá algún grado de oscilación con respecto a la media debido al efecto de las olas y el viento.

El cuerpo de la turbina eólica forma su estructura de soporte. La estructura de soporte típicamente comprende una estructura de soporte inferior, que cuando está instalada, en su mayor parte sumergida, y una torre, que cuando está instalada, está generalmente por encima de la línea del agua. En la presente invención, con el fin de colocar una turbina eólica flotante en una posición inclinada, se puede unir un miembro flotante a la estructura de soporte inferior. El miembro flotante permite que el sistema de la turbina eólica sea colocado y mantenido en una posición

inclinada ejerciendo una fuerza ascendente sobre la estructura de soporte inferior. El miembro flotante podría ser cualquier estructura flotante apropiada, por ejemplo un tanque flotante. Cuando la turbina eólica llega al lugar de instalación, el miembro flotante puede ser retirado y la turbina eólica puede adoptar una posición esencialmente vertical, apropiada para operación. El miembro flotante es por lo tanto preferiblemente separable, aunque podría permanecer en su sitio y ser provisto de lastre, por ejemplo inundándolo con agua.

Se prefiere que mientras la turbina eólica está Inclinada, la fuerza procedente del miembro flotante pueda ser ajustada para mantener la turbina eólica en equilibrio estático. La fuerza puede ser ajustada proveyendo de lastre el miembro flotante, por ejemplo con agua.

Adicional o alternativamente al miembro flotante, se puede unir un peso a la torre para facilitar más la colocación y el mantenimiento del sistema de la torre eólica en una posición Inclinada deseada ejerciendo una fuerza hacia abajo sobre la torre. Si se aplica un peso, preferiblemente debería ser unido a la torre justo encima de la línea del agua con el fin de minimizar los momentos flectores ejercidos sobre la estructura de soporte, los cuales, si son excesivos, podrían provocar daños estructurales. No obstante, lo más preferido es que no debería añadirse tal peso, con el fin de evitar que el sistema de la turbina eólica llegara a estar demasiado sumergido, lo que supondría un riesgo de daños al generador de la turbina eólica. Si se añade un peso, por los motivos antes discutidos en relación con el miembro flotante, es preferible que el peso deba ser separable.

El miembro flotante puede ser unido a la estructura de soporte por un cabo, por ejemplo un cable trenzado, una cadena o un cable. Con el fin de mover la turbina eólica desde una posición vertical a una posición inclinada, la longitud del cabo puede ser reducida, por ejemplo tirando de él con un cabrestante al interior del miembro flotante o de la estructura de soporte.

Además, se puede aplicar una pareja de fuerzas casi horizontales (es decir, un par) al sistema con el fin de superar el momento enderezador de la turbina eólica mientras que está colocada en ángulos de inclinación intermedios. Tales fuerzas casi horizontales pueden ser aplicadas, por ejemplo, por un remolcador o (cuando se está cerca de la costa) por un cabrestante con un cable trenzado fijado en tierra. En esta discusión, una "fuerza casi horizontal" significa una fuerza con una componente horizontal que es bastante mayor que su componente vertical.

Como se ha indicado previamente, un generador de turbina eólica comprende típicamente una barquilla y un rotor. El centro de gravedad combinado de estos componentes está generalmente desplazado del eje longitudinal de la estructura de soporte. Como los centros de gravedad y de flotabilidad de la estructura de soporte están situados cerca del eje longitudinal de la estructura de soporte, la turbina eólica puede estar en un equilibrio inestable y puede... [Seguir leyendo]

1. Un método para mover una turbina eólica flotante (1) con relación a una extensión de agua, la turbina eólica flotante tiene un cuerpo flotante con una barquilla (1) en su extremo superior, y el método comprende:

mantener a flote la turbina eólica flotante (1) en la extensión de agua; y

remolcar la turbina eólica flotante mientras que se mantiene el cuerpo flotante en una posición inclinada, por lo que la barquilla (1) es mantenida libre del agua.

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde la turbina eólica flotante es mantenida en una posición inclinada por un miembro flotante (6).

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 2, en donde la turbina eólica flotante comprende una estructura (2) de soporte y un generador (3) de la turbina eólica, estando el miembro flotante (6) unido a la estructura de soporte, y

en donde el miembro flotante (6) está preferiblemente unido por un cabo (8) a la estructura de soporte,

y

el método comprende preferiblemente tirar con un cabrestante del cabo (8) hacia dentro o fuera del miembro flotante (6) o de la estructura (2) de soporte.

4. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación anterior, que además comprende aplicar unas fuerzas horizontales o casi horizontales al sistema, y

en donde las fuerzas horizontales o casi horizontales son preferiblemente aplicadas por un remolcador o un cabrestante con un cable trenzado fijado en tierra.

5. Un método como el reivindicado en las reivindicaciones 2 o 3, o 4, cuando dependen de las reivindicaciones 2 o 3, que además comprende el ajuste de una fuerza de flotabilidad ejercida por el miembro flotante (6) para mantener el sistema en equilibrio estático.

6. Un método como el reivindicado en la reivindicación 5, en donde la fuerza de flotabilidad se ajusta añadiendo o retirando un lastre (7) al o del miembro flotante (6).

7. Un sistema de turbina eólica flotante que comprende una turbina eólica flotante y un miembro flotante (6), la turbina eólica flotante comprende un cuerpo flotante que forma una estructura (2) de soporte y un generador (3) de la turbina eólica, en donde

el miembro flotante (6) está unido a la estructura de soporte por un cabo (8) y está dispuesto de modo que el cuerpo flotante sea mantenido en una posición inclinada y la barquilla sea mantenida libre del agua mientras que la turbina eólica flotante es remolcada en una extensión de agua.

8. Un sistema como el reivindicado en la reivindicación 7, en donde el cabo es un cable trenzado, una cadena o un cable.

9. Un sistema como el reivindicado en la reivindicación 7 u 8, que además comprende un peso, y en donde el peso está preferiblemente unido a la estructura de soporte.

1. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde la estructura (2) de soporte comprende una estructura (4) de soporte inferior y una torre (5), y preferiblemente,

en donde el miembro flotante (6) está unido a la estructura (4) de soporte inferior, y

en donde el miembro flotante (6) es preferiblemente un tanque de flotabilidad.

11. Un sistema como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la reivindicación 1 es dependiente de la reivindicación 9,

en donde el peso está unido a la torre (5), y

en donde el peso está preferiblemente unido a la torre (5) cerca de la línea del agua.

12. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11,

en donde el cabo (8) está preferiblemente adaptado para ser tirado con un cabrestante hacia dentro o fuera del miembro flotante (6) o de la estructura (2) de soporte, y preferiblemente

comprende además un cordaje de sujeción adaptado para unir el cabo (8) a la estructura (2) de soporte.

13. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en donde un período natural de oscilación del sistema está fuera del Intervalo de 5 a 2 segundos.

14. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en donde un período natural

de oscilación del sistema es mayor que 2 segundos, o

en donde un período natural de oscilación del sistema es menor de 5 segundos.

15. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, en donde una distancia desde un centro de gravedad del sistema a una línea del agua de la estructura (2) de soporte es aproximadamente 1 igual a una distancia desde un centro de gravedad del sistema a un punto de unión del miembro flotante (6), y

en donde un centro de gravedad del sistema está preferiblemente colocado cerca de un centro de flotabilidad del sistema.