Instalación de energía eólica con un sistema azimutal, así como procedimiento para el ajuste azimutal de una instalación de energía eólica.

Instalación de energía eólica con una torre y una góndola alojada de forma giratoria en la torre,

cuyaorientación puede ajustarse mediante un sistema azimutal (2), presentando el sistema azimutal al menos unaccionamiento de regulador (18), un rodamiento azimutal (10, 12) giratorio, al menos un disco de freno (16), así como almenos dos unidades de freno (B1 a B14), que pueden ejercer un momento de frenado sobre el disco de freno,caracterizada porque al menos una de las unidades de freno (B1, B14) tiene un primer forro de freno (17) con un primercoeficiente de rozamiento y al menos una de las unidades de freno (B2 a B13) tiene un segundo forro de freno (17) conun segundo coeficiente de rozamiento, siendo distintos entre sí el primero y el segundo coeficiente de rozamiento.

Instalación de energía eólica con un sistema azimutal, así como procedimiento para el ajuste azimutal de una instalación de energía eólica La presente invención se refiere a una instalación de energía eólica con un sistema azimutal, así como a un procedimiento para el ajuste de la orientación azimutal de la instalación de energía eólica.

Para maximizar el rendimiento de una instalación de energía eólica y reducir las cargas sobre la instalación de energía eólica, un rotor unido a una góndola de la instalación de energía eólica se orienta continuamente según la dirección del viento. La instalación de energía eólica está formada habitualmente por una torre y una góndola alojada de forma giratoria en la cabeza de la torre. La góndola porta el rotor con al menos una pala de rotor así como un generador que convierte el par de giro obtenido por el viento en potencia eléctrica.

Para el seguimiento de la dirección del viento de la góndola es conocido usar en instalaciones de energía eólica un sistema azimutal accionado por motor. El sistema azimutal está dispuesto por general entre una cabeza de torre y la góndola, pudiendo encontrarse los componentes del sistema azimutal tanto en la góndola como en la torre. El sistema azimutal dispone de al menos un accionamiento de regulador que puede estar equipado con un engranaje y un rodamiento azimutal, cuyo anillo interior o anillo exterior presenta un dentado o está unido a una corona dentada. Además, el sistema azimutal está provisto de al menos una unidad de freno, que presenta habitualmente una o varias pinzas de freno que cooperan con los discos de freno. Las pinzas de freno portan respectivamente forros de freno, que asientan contra el disco de freno cuando la pinza de freno está aplicada. Un piñón unido al accionamiento de regulador engrana en el dentado para el ajuste azimutal de la góndola y permite así el giro de la góndola en la cabeza de la torre. Habitualmente, el accionamiento del regulador está fijado en la góndola, mientras que el dentado está realizado de forma fija en la torre. Después de haberse realizado el ajuste azimutal de la góndola, la góndola se inmoviliza mediante las unidades de freno. Estas generan el momento de parada necesario para la góndola. El momento de parada se elige tan grande que las fuerzas de viento que arremeten el rotor no pueden cambiar la orientación azimutal de la góndola.

Para evitar durante el ajuste azimutal de la góndola una oscilación de la góndola inducida por el rotor y eventuales turbulencias del viento, el movimiento de la góndola se amortigua durante la orientación azimutal. Es conocido ejercer para ello mediante las unidades de freno también durante la orientación azimutal un momento de parada residual sobre los discos de freno.

Por el documento DE 100 23 440 C1 es conocido dejar durante la orientación azimutal de la góndola sólo una o dos unidades de freno del sistema azimutal en engrane, para garantizar la amortiguación necesaria del proceso de ajuste. El accionamiento del regulador está concebido de tal modo que la góndola puede hacer el seguimiento en contra del momento de parada residual aplicado. Gracias al momento de parada residual de los frenos y la velocidad circunferencial reducida durante el ajuste azimutal se produce un llamado efecto stick-slip (movimiento irregular por adherencia y deslizamiento a sacudidas) entre las pinzas de freno y el disco de freno. El efecto stick-slip se produce al pasar del rozamiento de adherencia al rozamiento de deslizamiento y viceversa. Las oscilaciones que se producen en la torre y la góndola por el efecto stick-slip conducen a una carga mecánica de éstas. Además, la aparición del efecto stick-slip va unida a la generación de ruido. A veces, el ruido emitido por el efecto stick-slip puede estar por encima de los valores legalmente admisibles, de modo que debe desconectarse la instalación de energía eólica.

La invención tiene el objetivo de poner a disposición una instalación de energía eólica con un sistema azimutal y un procedimiento para la orientación azimutal de la góndola que eviten con medios técnicamente sencillos la aparición del efecto stick-slip y las oscilaciones y emisiones de ruido que van unidas a éste.

Según la invención, el objetivo se consigue mediante una instalación de energía eólica con las características de la reivindicación 1.

La instalación de energía eólica según la invención tiene una torre y una góndola alojada de forma giratoria en la torre, cuya orientación puede ajustarse mediante un sistema azimutal. El sistema azimutal tiene al menos un accionamiento, un rodamiento azimutal giratorio, un disco de freno azimutal, así como al menos dos unidades de freno, que pueden ejercer un momento de parada y/o un momento de frenado sobre el disco de freno. Al menos una de las unidades de freno tiene un primer forro de freno con un primer coeficiente de rozamiento. Según la invención, además, al menos una de las otras unidades de freno está provista de un segundo forro de freno, que tiene un segundo coeficiente de rozamiento. Según la invención, el primero y el segundo forro de freno tienen respectivamente distintos coeficientes de rozamiento. Gracias a unidades de freno que tienen distintos coeficientes de rozamiento, es posible generar el momento de frenado necesario durante el ajuste de la góndola mediante una o varias unidades de freno, cuyo forro de freno tiene un coeficiente de rozamiento en el que no se produzca el efecto stick-slip. De este modo puede evitarse la generación de ruido durante el ajuste de la orientación azimutal de la góndola. También pueden evitarse las sacudidas que se producen con el efecto stick-slip gracias al uso de dos forros de freno distintos en el sistema azimutal.

En una configuración preferente, el coeficiente de rozamiento del primer forro de freno es inferior al coeficiente de rozamiento del segundo forro de freno. El segundo forro de freno permite gracias a su rozamiento de adherencia entre el forro de freno y el disco de freno la parada de la góndola en una posición predeterminada. El primer forro de freno se concibe de tal modo que se produce un rozamiento de deslizamiento entre el forro de freno y el disco de freno. No obstante, el coeficiente de rozamiento del primer forro de freno es suficientemente grande para garantizar una amortiguación del movimiento de ajuste.

En una configuración preferente, las unidades de freno con el primer forro de freno pueden mandarse de forma independiente de las unidades de freno con el segundo forro de freno. El mando independiente de las unidades de freno en el sistema azimutal permite solicitar las unidades de freno con el primer forro de freno de tal modo con una presión de freno que durante el ajuste de la orientación azimutal se amortigua el movimiento de la góndola pudiendo evitarse, no obstante, el efecto stick-slip. La presión de freno para evitar el efecto stick-slip depende aquí del primer coeficiente de rozamiento. Las unidades de freno con el segundo forro de freno pueden solicitarse a elección con presión o pueden dejarse sin presión.

En una configuración preferente, las unidades de freno están dispuestas de forma anular alrededor de un disco de freno fijado en un anillo de rodamiento interior o exterior del rodamiento azimutal. Preferentemente se usan unidades de freno que se accionan de forma hidráulica. Como alternativa, el disco de freno también puede estar fijado en la torre o en el soporte de máquina.

En una configuración preferente, las unidades de freno con el primer forro de freno pueden solicitarse con al menos dos presiones de freno distintas. De este modo, las unidades de freno con el primer forro de freno pueden usarse para reforzar el momento de parada durante la inmovilización de la góndola o para generar el momento de frenado durante el proceso de ajuste de la góndola.

El objetivo según la invención se consigue también mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 7.

El procedimiento según la invención sirve para el ajuste azimutal en una instalación de energía eólica que presenta un sistema azimutal con al menos un accionamiento de regulador, un rodamiento azimutal giratorio, al menos un disco de freno y al menos dos unidades de freno. De las al menos dos unidades de freno, al menos una de las unidades de freno está provista de un primer forro de freno con un primer coeficiente de rozamiento y al menos una de las unidades de freno de un segundo forro de freno con un segundo coeficiente de rozamiento. Según la invención, el primer... [Seguir leyendo]

1. Instalación de energía eólica con una torre y una góndola alojada de forma giratoria en la torre, cuya orientación puede ajustarse mediante un sistema azimutal (2) , presentando el sistema azimutal al menos un accionamiento de regulador (18) , un rodamiento azimutal (10, 12) giratorio, al menos un disco de freno (16) , así como al menos dos unidades de freno (B1 a B14) , que pueden ejercer un momento de frenado sobre el disco de freno, caracterizada porque al menos una de las unidades de freno (B1, B14) tiene un primer forro de freno (17) con un primer coeficiente de rozamiento y al menos una de las unidades de freno (B2 a B13) tiene un segundo forro de freno (17) con un segundo coeficiente de rozamiento, siendo distintos entre sí el primero y el segundo coeficiente de rozamiento.

2. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer coeficiente de rozamiento es inferior al segundo coeficiente de rozamiento.

3. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la al menos una unidad de freno (B1, B14) con el primer forro de freno puede mandarse independientemente de la al menos una unidad de freno (B2 – B13) con el segundo forro de freno.

4. Instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las unidades de freno (B1 – B14) están dispuestas de forma anular alrededor de un disco de freno fijado en el anillo de rodamiento (10, 12) interior o exterior del rodamiento azimutal.

5. Instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las unidades de freno (B1 – B14) se accionan de forma hidráulica.

6. Instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la al menos una unidad de freno (B1 – B14) con un primer forro de freno puede solicitarse con al menos dos presiones de freno distintas.

7. Procedimiento para el ajuste azimutal en una instalación de energía eólica que presenta un sistema azimutal con al menos un accionamiento de regulador (18) , un rodamiento azimutal (10, 12) giratorio, al menos un disco de freno (16) y al menos dos unidades de freno (B1 – B14) , de las que al menos una unidad de freno presenta un primer forro de freno con un primer coeficiente de rozamiento y al menos una de las unidades de freno presenta un segundo forro de freno con un segundo coeficiente de rozamiento, siendo el primer coeficiente de rozamiento inferior al segundo coeficiente de rozamiento, con las siguientes etapas del procedimiento:

- establecer una primera presión de freno en la al menos una unidad de freno (B1, B14) con el primer forro de freno

- soltar la al menos una unidad de freno (B2 – B13) con el segundo forro de freno

- accionar el accionamiento de regulador para el ajuste de la orientación azimutal en contra de la presión de freno establecida por la al menos una unidad de freno con el primer forro de freno y

- establecer una segunda presión de freno en la al menos una unidad de freno con el segundo forro de freno para mantener la orientación azimutal ajustada.

8. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la segunda presión de freno se establece también en la al menos una unidad de freno con un primer forro de freno para mantener la orientación azimutal ajustada.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la primera presión de freno es distinta a la segunda presión de freno.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la primera presión de freno es igual a la segunda presión de freno.