Rotor de energía eólica y método de generación de energía con dicho rotor.
Rotor de energía eólica (10), con
- una primera instalación de rotor (12);
y
- una segunda instalación de rotor (14);
en el que la primera instalación de rotor gira alrededor de un primer eje de rotación (16) y presenta al menos dos palas de rotor (18), que se mueven sobre una trayectoria circunferencial (20) alrededor del primer eje de rotación;
en el que las palas del rotor están dispuestas de tal forma que durante la rotación alrededor del primer eje de rotación describen una primera superficie envolvente virtual (22) de un primer cuerpo de rotación virtual (24);
en el que la segunda instalación de rotor gira alrededor de un segundo eje de rotación (26) y presenta un segundo cuerpo de rotación (28) con una segunda superficie envolvente cerrada (30), en el que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto, al menos parcialmente, dentro del primer cuerpo de rotación virtual; y
en el que la primera instalación de rotor puede ser accionada a través del viento en una primera dirección de rotación (32) para la conversión de la energía eólica en una fuerza de accionamiento, y la segunda instalación de rotor presenta un dispositivo de accionamiento (34), caracterizado por que la segunda instalación de rotor puede ser accionada en una segunda dirección de rotación (36), que se extiende opuesta a la primera dirección de rotación.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2011/001536.
Solicitante: Airbus Defence and Space GmbH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: Willy-Messerschmitt-Strasse 1 85521 Ottobrunn ALEMANIA.
Inventor/es: SEIFERT, JOST.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D3/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › Motores de viento con un eje de rotación dispuesto sustancialmente perpendicular al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/06).
- F03D3/02 F03D […] › F03D 3/00 Motores de viento con un eje de rotación dispuesto sustancialmente perpendicular al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/06). › implicando varios rotores.
- F03D3/04 F03D 3/00 […] › implicando medios fijos para el guiado del viento, p. ej. mediante conjuntos de álabes o canales directores (F03D 9/35 takes precedence).
- F03D9/00 F03D […] › Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan; Motores de viento especialmente adaptados para su instalación en lugares particulares (sistemas híbridos de energía eólica-fotovoltaica para la generación de energía eléctrica H02S 10/12).
PDF original: ES-2546517_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Rotor de energía eólica y método de generación de energía con dicho rotor La presente invención se refiere a un rotor de energía eólica, a una instalación de energía eólica, a la utilización de un rotor de energía eólica en una instalación de energía eólica así como a un procedimiento para la conversión de energía eólica en energía de accionamiento para la generación de corriente eléctrica.
Para poder utilizar energía eólica, por ejemplo para la generación de energía eólica, se utilizan rotores, que son desplazados en rotación a través del viento y en este caso accionan, por ejemplo, un generador. Al menos una parte de la energía eólica es convertida en este caso en energía eléctrica. Otro campo de aplicación de rotores son instalaciones de energía eólica para la ejecución de trabajo, como por ejemplo para fines de bombeo o de transporte. En conexión con la utilización de fuentes de energía, tiene una importancia cada vez mayor también la utilización de energía eólica.
El documento WO 2006/039727 se ocupa de turbinas eólicas con eje vertical y muestra un rotor, que está equipado con una pluralidad de láminas verticales, que están dispuestas entre dos discos de forma circular y un árbol que se extiende en el centro. El rotor está provisto sobre un lado relacionado con la dirección de la circulación del viento con instalaciones de desviación de la circulación del aire, para desviar el viento lateral en la dirección de las láminas que actúan como palas, para elevar de esta manera le eficiencia. Las instalaciones de protección que repelen el viento sirven no sólo para la protección del viento de las láminas que giran en sentido contrario a la dirección de la circulación del viento (al menos sobre uno de sus lados) , sino también para desviar la circulación de aire útil en esta zona sobre el rotor.
Un cometido de la presente invención consiste, por lo tanto, en proporcionar un aprovechamiento lo más eficiente posible de la energía eólica.
Este cometido se soluciona por medio de un rotor de fuerza eólica, una instalación de energía eólica, la utilización de un rotor de energía eólica en una instalación de energía eólica así como a través de un método para la conversión de energía eólica en energía de accionamiento para la generación de corriente eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones independientes. Las formas de realización ejemplares se representan en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, está previsto un rotor de energía eólica, que presenta una primera instalación de rotor y una segunda instalación de rotor. La primera instalación de rotor se gira alrededor de un primer eje de rotor y presenta al meno dos palas de rotor, que se mueven sobre una trayectoria circunferencial alrededor del primer eje de rotación. Las palas del rotor están dispuesta de tal forma que describen durante la rotación alrededor del primer eje de rotación una primera superficie envolvente virtual de un primer cuerpo de rotación virtual. La segunda instalación de rotor se gira alrededor de un segundo eje de rotación y presenta un segundo cuerpo de rotación con una segunda superficie envolvente cerrada. El segundo cuerpo de rotación está dispuesto, al menos parcialmente, dentro del primer cuerpo de rotación virtual. La primera instalación de rotación puede ser accionada a través del viento en una primera dirección de rotación para la conversión de la fuerza eólica en una fuerza de accionamiento, y la segunda instalación de rotación presenta un dispositivo de accionamiento y se puede accionar en una segunda dirección de rotación, que se extiende opuesta a la primera dirección de rotación.
De acuerdo con una forma de realización ejemplar de la invención, la segunda instalación de rotor está instalada para provocar una desviación de una circulación de aire provocada a través del viento dentro de la primera instalación de rotación sobre el lado alejado del viento en contra de la primera dirección de rotación.
Por ejemplo, la desviación en al menos una de las palas del rotor de la primera instalación de rotor provoca un ataque de la circulación, que genera un avance adicional y, por lo tanto, un par motor de accionamiento adicional.
A través de la rotación del cuerpo de rotación interior, es decir, del segundo cuerpo de rotación, se genera un efecto-Magnus, que conduce a una desviación de una circulación de aire que circula por delante. A través de la desviación del aire o bien de la desviación de la circulación de aire se expone una pala de rotor, que se encuentra en virtud de una rotación progresiva ya en la zona alejada del viento de la trayectoria de rotación, adicionalmente a una circulación del aire, de manera que se genera un avance correspondiente y se provoca una rotación de la primera instalación de rotor. La desviación provoca, por lo tanto, que una pala de rotor que se encuentra en la zona trasera sea expuesta a una circulación del viento adicional, de manera que a través de esta circulación circunferencial adicional de la pala de rotor se puede generar un avance correspondiente, que está disponible como fuerza de accionamiento adicional. De esta manera se proporciona un rendimiento mejorado.
La desviación provoca, además, una propiedad de arranque mejorada del rotor de fuerza eólica, El rotor de fuerza eólica de acuerdo con la invención arranca ya a velocidades reducidas del viento, en comparación con soluciones sin el segundo rotor, es decir, interior. La desviación sirve, por decirlo así, como ayuda de arranque. Por lo tanto, se pueden utilizar ya velocidades del viento relativamente bajas, en las que otros rotores no pueden ser ya
accionados.
De acuerdo con una forma de realización ejemplar de la invención, el primer eje de rotación es un primer eje de rotación vertical y el segundo eje de rotación es un segundo eje de rotación vertical.
De acuerdo con una forma de realización ejemplar alternativa de la invención, el primer eje de rotación es un primer eje de rotación horizontal y el segundo eje de rotación es un segundo eje de rotación horizontal.
Por ejemplo, el primer eje de rotación y también el segundo eje de rotación pueden estar configurados como ejes de rotación que se extienden oblicuos o bien inclinados con respecto a la horizontal y la vertical.
Los conceptos "vertical" y "horizontal" se refieren al estado montado, es decir, el estado de funcionamiento.
Por ejemplo, el primero y el segundo eje de rotación se extienden paralelos entre sí. El primero y el segundo eje de rotación pueden estar dispuestos también concéntricamente, es decir, que el primer eje de rotación corresponde en su posición al segundo eje de rotación.
Estas variantes de realización mencionadas se refieren tanto para ejes de rotación verticales, como también horizontales o inclinados, lo que afecta especialmente también a los ejemplos de realización mencionados a continuación y también a las forma de realización descrita con la ayuda de las figuras.
El primero y el segundo eje de rotación se pueden extender también desplazados entre sí, estando configurado el desplazamiento de tal manera que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto durante la rotación alrededor del segundo eje de rotación, al menos parcialmente, dentro del primer eje de rotación virtual, y en particular no contacta o cruza la primera superficie envolvente virtual.
El desplazamiento puede ser regulable por medio de un dispositivo de ajuste, por ejemplo, en función de la intensidad del viento o también de la dirección del viento.
El primer eje de rotación se puede extender también inclinado con respecto al segundo eje de rotación, de manera que la inclinación puede estar configurada de tal forma que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto durante la rotación alrededor del segundo eje de rotación, al menos parcialmente, dentro del primer cuerpo de rotación virtual, y en particular no contacta o cruza la primera superficie envolvente.
La inclinación de los dos ejes de rotación entre sí puede estar configurada igualmente de forma regulable por medio de un dispositivo de ajuste de la inclinación.
Las palas del rotor giran durante la rotación alrededor del segundo cuerpo de rotación, al menos parcialmente, es decir, que al menos una sección parcial del segundo cuerpo de rotación es rodeado por las palas del rotor.
Las palas del rotor presentan, respectivamente, una dilatación longitudinal, y se extienden en la dirección del primer eje de rotación, de manera que el concepto "en dirección" se refiere a que la dilatación... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Rotor de energía eólica (10) , con -una primera instalación de rotor (12) ; .
5. una segunda instalación de rotor (14) ;
en el que la primera instalación de rotor gira alrededor de un primer eje de rotación (16) y presenta al menos dos palas de rotor (18) , que se mueven sobre una trayectoria circunferencial (20) alrededor del primer eje de rotación;
en el que las palas del rotor están dispuestas de tal forma que durante la rotación alrededor del primer eje de 10 rotación describen una primera superficie envolvente virtual (22) de un primer cuerpo de rotación virtual (24) ;
en el que la segunda instalación de rotor gira alrededor de un segundo eje de rotación (26) y presenta un segundo cuerpo de rotación (28) con una segunda superficie envolvente cerrada (30) , en el que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto, al menos parcialmente, dentro del primer cuerpo de rotación virtual; y en el que la primera instalación de rotor puede ser accionada a través del viento en una primera dirección de rotación (32) para la conversión de la energía eólica en una fuerza de accionamiento, y la segunda instalación de rotor presenta un dispositivo de accionamiento (34) , caracterizado por que la segunda instalación de rotor puede ser accionada en una segunda dirección de rotación (36) , que se extiende opuesta a la primera dirección de rotación.
2. Rotor de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda instalación de rotor está 20 instalada para provocar una desviación (42) de una circulación del aire provocada a través del viento dentro de la primera instalación de rotor sobre el lado (44) alejado del viento en contra de la primera dirección de rotación.
3. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer eje de rotación es un primer eje de rotación vertical (16V) y el segundo eje de rotación es un segundo eje de rotación vertical (26V) .
2.
4. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el primer eje de rotación es un primer eje de rotación horizontal (16H) y el segundo eje de rotación es un segundo eje de rotación horizontal (26H) .
5. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la primera instalación de rotor presenta un rotor-Darrieus (71) .
6. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las palas del rotor están dispuestas en sus dos extremos, por ejemplo en el extremo superior y en el extremo inferior, más cerca del eje de 35 rotación que en la zona entre los dos extremos, de manera que las palas del rotor se proyectan en forma de arco hacia fuera.
7. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las palas del rotor se extienden paralelas al primer eje de rotación.
8. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto totalmente dentro del primer cuerpo de rotación virtual.
9. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo cuerpo de rotación presenta diámetros diferentes a lo largo del segundo eje de rotación.
4.
10. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de accionamiento presenta una instalación de engranaje (86) entre la primera instalación de rotor y la segunda instalación de rotor, en el que la instalación de engranaje provoca, además de la inversión de la dirección de rotación una multiplicación de la velocidad de rotación.
5.
11. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el dispositivo de accionamiento presenta un motor eléctrico, que puede ser accionado a través de corriente eléctrica.
12. Rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de 55 accionamiento está instalado para hacer girar el segundo cuerpo de rotación opcionalmente también en la misma dirección de rotación.
13. Instalación de energía eólica (88) , que presenta: -un rotor (90) para la conversión del movimiento del viento en un movimiento giratorio;
-un generador (96) para la conversión de la energía de movimiento del movimiento giratorio en energía eléctrica; y -un dispositivo de engranaje (98) para el acoplamiento del rotor en el generador para la transmisión el movimiento giratorio en el generador;
en el que el rotor es un rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.
14. Utilización de un rotor de energía eólica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 en una instalación de energía eólica.
.
15. Método (110) para la conversión de energía eólica en energía de accionamiento para la generación de corriente eléctrica, que comprende las siguientes etapas: a) rotación (112) de una primera instalación de rotor alrededor de un primer eje de rotación en una primera dirección de rotación a través de fuerza eólica, en el que la primera instalación de rotación presenta al menos dos palas de rotor, que se mueven sobre una trayectoria circunferencial alrededor del primer eje de rotación, en el que las palas del rotor están dispuestas de tal forma que durante la rotación alrededor del primer eje de rotación describen una primera superficie envolvente virtual de un primer cuerpo de rotación virtual; caracterizado por la b) rotación (114) de una segunda instalación de rotor alrededor de un segundo eje de rotación en una segunda dirección de rotación, que está opuesta a la primera dirección de rotación, por un dispositivo de accionamiento; en el que la segunda instalación de rotación presenta un segundo cuerpo de rotación con una segunda superficie envolvente cerrada, en el que el segundo cuerpo de rotación está dispuesto, al menos parcialmente, dentro de primer cuarto de rotación virtual;
en el que la segunda instalación de rotación provoca una desviación (116) de una circulación del aire provocada por el viento entro de la primera instalación de rotor sobre el lado alejado del viento en contra de la 20 primera dirección de rotación; y c) accionamiento (118) de un generador de corriente a través de la primera instalación de rotor.
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