EP1544458B1

Blade pitch angle control for wind turbine

Abstract

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EP1544458B1, drawing sheet 1
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Expired 20 June 2018, 8.3 years ago.

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21 claims: 16 independent, 5 dependent

  1. 1
    Windenergieanlage (1), mit einem Rotor (18) mit mindestens einem Rotorblatt (16) zur Umwandlung der Strömungsenergie des Windes in mechanische Energie, mit einer Verstellvorrichtung (34, 36) zur individuellen Verstellung mindestens eines Rotorblattes (16), mit einem Generator zur Umwandlung der mechanischen Energie des Rotors (18) in elektrische Energie, mit einer Wirkverbindung zwischen dem Rotor (18) und dem Generator zur Übertragung der mechanischen Energie des Rotors (18) auf den Generator, wobei Rotor und Generator über eine Antriebswelle unmittelbar oder über ein Getriebe miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch , Messmittel (38, 40), die die momentane Beanspruchung eines Teils der Windenergleanlage (1), nämlich der Lager der Antriebswelle, ermitteln und die Messmittel In Form von an den Lagern angebrachten Dehnungsstreifen ausgebildet sind, Steuermittel (8), die eine für die momentane Beanspruchung gewünschte Stellung mindestens eines Rotorblattes (16) ermitteln und das Rotorblatt (16) mit Hilfe der Verstellvorrichtung (34, 36) entsprechend verstellen, und Verbindungsmittel (42. 46, 48, 50, 52), die die Verstellvorrichtung (34, 36) und die Messmittel (38, 40) mit den Steuermitteln (8) verbinden,
  2. 2
    Windenergieanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Rotorblattes (16) oder der Rotorblätter (16) ständig der momentanen Beanspruchung der Windenergieanlage (1) angepasst wird.
  3. 3
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) zur Ermittlung der Beanspruchung des Rotorblattes (16) eine am Rotorblatt (16) vorherrschende Windgeschwindigkeit ermitteln.
  4. 4
    Windenergieanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) zur Messung der Windgeschwindigkeit ein Anemometer aufweisen.
  5. 5
    Windenergieanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anemometer auf dem Rotorblatt (16) angeordnet ist.
  6. 6
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in einem Teilbereich des Rotors (18) vorherrschende mechanische Last ermitteln.
  7. 7
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in einem verstellbaren Teilabschnitt des Rotors (18) vorherrschende Last ermitteln.
  8. 8
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in dem verstellbaren Rotorblatt (16) vorherrschende Last ermitteln.
  9. 9
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Rotornabe (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in der Rotornabe (14) vorherrschende Last ermitteln.
  10. 10
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Achszapfen (22) zur Lagerung des Rotors (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in dem Achszapfen (22) vorherrschende Last ermitteln.
  11. 11
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Antriebswelle, die Rotor (18) und Generator direkt oder über ein Getriebe verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40) ferner eine in der Antriebswelle vorherrschende Last ermitteln.
  12. 12
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40, 44) einen an dem zu verstellenden Rotorblatt (16) vorherrschenden Anströmwinkel des Windes ermitteln.
  13. 13
    Windenergieanlage (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (38, 40, 44) zur Messung des Anstromwinkels eine an dem Rotorblatt (16) angebrachte Windfahne (44) aufweisen.
  14. 14
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens zwei Rotorblättern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rotorblatt (16) asynchron zu dem oder den anderen verstellbar ist.
  15. 15
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilabschnitt mindestens eines Rotorblattes (16) asynchron zu mindestens einem weiteren verstellbaren Teilabschnitt desselben Rotorblattes (16) oder zu dem oder den anderen Rotorblättern (16) oder deren Teilabschnitten verstellbar ist.
  16. 16
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die für eine bestimmte momentane Beanspruchung gewünschte Stellung des oder der Rotorblätter (16) über mit den Steuermitteln (8) verbundene Eingabemittel vorgeben läßt.
  17. 17
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (34, 36) zur Verstellung des Rotorblattes (16) einen Verstellmotor (34) und ein von diesem angetriebenes Verstellgetriebe (36) aufweist, wobei die Steuermittel (8) von dem Verstellgetriebe (36) einen istwert über die momentane Stellung des Rotorblattes (16) erhalten und über dan Verstellmotor (34) das Rotorblatt (16) verstellen.
  18. 18
    Windenergieanlage (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (8) die Verstellung des Rotorblattes (16) quasi gleichzeitig mit der Erfassung der Messwerte vornehmen.
  19. 19
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergleanlage (1) vom Horizontalachsentyp ist
  20. 20
    Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18) ein Luvläufer ist
  21. 21
    Verfahren zur Anpassung einer Windenergieanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche an nur in einem Teilbereich der Windenergieanlage (1) vorherrschende momentane Beanspruchungen, dadurch gekennzeichnet, dass von Messmitteln (38, 40) die momentane Beanspruchung der Lager der Antriebswelle mittels an den Lagern angebrachten Dehnungsmessstreifen ermittelt wird, von Steuermitteln (8) eine für die momentane Beanspruchung gewünschte Stellung mindestens eines Rotorblattes (16) ermittelt wird, um asymmetrische und die Lebensdauer verkürzende Beanspruchungen an Teilen der Windenergieanlage weitgehend zu vermeiden, wobei die Verstellvorrichtung (34, 36) und die Messmittel (38, 40) mit den Steuermitteln (8) mit Hilfe von Verbindungsmitteln (42, 46, 48, 50, 52) verbunden werde,
Independent claims21