Método para comprobar la condición estructural de las turbinas eólicas.

Método para comprobar el estado estructural deparques eólicos en forma de turbinas eólicas con varias palas de los rotores.

Caracterizado por el registro de cada una de las turbinas eólicas que conforman el parque eólico desde un helicóptero

, de tal forma que tanto el parque eólico, las palas del rotor o partes de las mismas se escaneen individualmente por una o más cámaras instaladas en el helicóptero, y que los datos determinados se guarden y, posteriormente, se envíen para su evaluación por medio de una unidad de software para el procesamiento o la estandarización de los mismos en relación con cualquier daño detectado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2011/000041.

Solicitante: Zell, Horst.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Am Wambach 12 45481 Mülheim ALEMANIA.

Inventor/es: ZELL, HORST.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D7/00 (Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p.ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p.ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00))

PDF original: ES-2462145_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para comprobar la condición estructural de las turbinas eólicas La invención se refiere a un método para comprobar la condición estructural de parques eólicos en forma de turbinas eólicas con varias palas de los rotores.

Por otra parte, la invención se refiere a un dispositivo para llevar a cabo la inspección de dicha condición estructural de las turbinas de viento.

En el curso de la creciente importancia de las energías renovables en los últimos años, la construcción de parques eólicos ha aumentado sustancialmente a nivel internacional, sobre todo en el mar, con motivo de los fuertes vientos que allí prevalecen. Estos tienen la ventaja adicional de que no afectan al paisaje al instalarse en áreas menos atractivas. Los parques eólicos requieren, al igual que otras instalaciones industriales, un mantenimiento en intervalos regulares. Esto es aún más importante para los parques eólicos en particular porque están sometidos a altas cargas dinámicas. Por lo tanto, los controles sobre la condición estructural, especialmente de las palas de los rotores, se deben llevar a cabo en intervalos relativamente cortos.

Estas inspecciones son problemticas al principio, en especial para los parques eólicos en el mar, ya que el personal tiene que desplazarse a la turbina en cuestión en barco. Una vez en la torre, es necesario ascender por el interior de la misma, y los trabajos de inspección posteriores en las palas de los rotores requieren altas habilidades acrobáticas. Las personas encargadas tienen que disponer de una formación similar a la de los alpinistas porque tienen que descolgarse en las palas de los rotores con objeto de inspeccionar la situación estructural de las mismas. Esto a su vez requiere que la pala del rotor en cuestión se encuentre al menos aproximadamente en la posición de la manecilla del reloj marcando las 6 horas. Una vez finalizado la inspección de la primera pala del rotor, hay que girar el aerogenerador y posicionar la pala siguiente en la posición mencionada para su inspección. Es obvio que esto conlleva unos gastos. Los tiempos de parada y los costes asociados debidos a la interrupción del funcionamiento son considerables. La inspección de la condición estructural de las palas del rotor consiste, en primer lugar, en la comprobación de la existencia de grietas u otros daños causados a través, por ejemplo, de un agente de contraste, que se aplica a la superficie exterior de la pala correspondiente. Esto, a su vez, requiere que las palas del rotor estén relativamente limpias, lo que supone en la práctica un problema considerable debido a la evaporación del agua salada, que supone una carga muy elevada en particular en los parques eólicos marítimos.

El documento "MEINDELSCHMID P ET AL: Thermographic inspection of rotor blades”, ECNDT 2006, 26 de septiembre de 2006 (2006-09-26) , páginas 1-9, XP002525987, Internet en http://www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.1.5.3.pdf) ” muestra un método para la inspección de las palas del rotor a distancia desde, por ejemplo, un vehículo a través de grabaciones termográficas.

Este es, por tanto, el objeto de la presente invención: proporcionar un método y un dispositivo para la inspección de la condición estructural de parques eólicos, en especial, de los situados en el mar, que se caracteriza por tiempos más cortos de inactividad de las turbinas de viento y resultados de medición más fiables.

Dicho objeto halla una solución en un método que permite registrar el estado de las turbinas eólicas que forman el parque eólico desde un helicóptero, las palas de los rotores o partes de las mismas se escanean por separado por medio de ondas de terahercios por una o varias cámaras instaladas en el helicóptero y los datos recogidos se almacenan y envían para su posterior evaluación a través de una unidad de software para el reprocesamiento o la estandarización de los mismos con respecto a cualquier daño. Se prevé que una cámara escanee cada una de las palas del rotor de una turbina eólica individualmente o en conjunto por medio, por ejemplo, de radiación de terahercios. Una dirección electrónica o mecánica de la unidad de detección guía el proceso de escaneo. Este es, probablemente, el modo en el que se llevarían a cabo los registros por medio de un escáner al volar junto a cada una de las palas del rotor o de todas ellas en conjunto.

Los gastos para la adquisición de los datos de mediciones relevantes se reducen al mínimo gracias al registro de todos los datos necesarios a través de uno o varios dispositivos instalados en ubicaciones móviles. El tiempo de inactividad de cada turbina de viento se limita en este caso al tiempo necesario para registrar las palas desde la ubicación en cuestión y recoger los datos necesarios. Esta técnica es adecuada tanto para aerogeneradores con, al menos, tres palas de rotor que giran alrededor de un eje horizontal como para aerogeneradores con, al menos, dos palas de rotor por turbina que giran en torno a un eje vertical. Una vez realizada la limpieza, los datos necesarios se recaban en forma de primera unidad de adquisición de datos por medio de un dispositivo de registro adecuado para las superficies en cuestión, esto es, la estructura de las palas del rotor. Posteriormente, los datos se guardan en una segunda unidad y se trasladan a una tercera unidad para su evaluación, que puede mantenerse preparada en el emplazamiento móvil o externamente. A este respecto, la posición respectiva de la pala del rotor no desempeña por separado en general ningún papel, más bien, cada pala del rotor puede registrarse por separado desde la ubicación móvil sin necesidad de girar la turbina. Además, el estado respectivo de las palas del rotor no desempeña al fin y al cabo ningún papel porque la adquisición de los datos puede llevarse a cabo independientemente del nivel de contaminación de las palas. Se proporciona así un procedimiento particularmente preciso y económico que además es rápido y en el que el despliegue de personal se reduce al funcionamiento de las unidades correspondientes para

la adquisición, almacenamiento, evaluación y generación de los datos. Los peligros para el personal implicado en las tareas en el exterior de los aerogeneradores, especialmente en el mar, desaparecen.

Por una ubicación móvil, entre otros, donde no todos los ejemplos mencionados forman parte de la invención, se entiende la utilización de una aeronave, un vehículo acuático o un vehículo terrestre. En un primer lugar se ha pensado en helicópteros para la implementación del método, que han demostrado ser particularmente adecuados para un método de estas características en relación con los periodos de tiempo requeridos para los registros y desde el punto de vista de la precisión. También se han considerado aviones, drones, globos, zepelines, aladeltas, parapentes o paracaídas. En relación con las embarcaciones acuáticas, entran en las consideraciones barcos, pontones o plataformas de trabajo, y respecto a los vehículos terrestres, podrían ser camiones, remolques, plataformas de trabajo o grúas. También son factibles los registros de los aerogeneradores desde parques eólicos próximos.

Como dispositivo de registro preferido para efectuar el registro de las palas del rotor o partes de las mismas y su condición se contempla una cámara por medio de ondas cortas o largas, un radar, infrarrojos, ultrasonidos o un dispositivo láser. En particular se ha reflexionado sobre el empleo de ondas de terahercios. La superposición de varias de estas técnicas también es factible para registrar y, por ejemplo, poder monitorizar la condición estructural de las turbinas de viento y, en particular, de las palas del rotor. También se pueden registrar los desequilibrios y las vibraciones... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para comprobar el estado estructural deparques eólicos en forma de turbinas eólicas con varias palas de los rotores.

Caracterizado por el registro de cada una de las turbinas eólicas que conforman el parque eólico desde un helicóptero, de tal forma que tanto el parque eólico, las palas del rotor o partes de las mismas se escaneen individualmente por una o más cámaras instaladas en el helicóptero, y que los datos determinados se guarden y, posteriormente, se envíen para su evaluación por medio de una unidad de software para el procesamiento o la estandarización de los mismos en relación con cualquier daño detectado.

2. Método según la reivindicación 1

Caracterizado por el registro de las palas del rotor por medio de ondas de terahercios.

3. Método según la reivindicación 1

Caracterizado porque el proceso de escaneo, el dispositivo de registro o las palas del rotor de la 15 turbina eólica están en movimiento.

4. Método según la reivindicación 1

Caracterizado porque como parte del registro de las palas del rotor o partes de las mismas, se registre igualmente un medio de transporte de datos asociado con el parque eólico o la pala del rotor.

5. Método según la reivindicación 1

Caracterizado por la detección de la densidad del material de la pala del rotor por el dispositivo de registro.

6. Método según la reivindicación 1 Caracterizado por la utilización de una cámara de imagen térmica como cámara.

7. Método según la reivindicación 1 Caracterizado por el procesamiento de los datos determinados por medio de un software.

8. Método según la reivindicación 1

Caracterizado por la evaluación de lo valores determinados por medio de la correlación de imágenes.

9. Método según la reivindicación 1

Caracterizado por el registro de los datos desde una distancia entre la pala el rotor y el dispositivo de registro de aprox. 0, 01 m -1.000 m, preferiblemente a una distancia de entre 30 y 60 m.

10. Dispositivo para implementar un procedimiento para la inspección de la condición estructural de parques eólicos en forma de turbinas eólicas (1) que comprendan varias palas del rotor (3, 4) , de conformidad con, al menos, una de las reivindicaciones 1-9, caracterizado por un helicóptero en el que se han instalado una o varias cámaras para la realización de mediciones de las palas del rotor pertinentes (3, 4) por medio de un escáner, que comprende una unidad (11) de almacenamiento de datos, una unidad (12) de evaluación de datos, una unidad de software para revisar o estandarizar los datos registrados y una unidad (13) de salida de los datos evaluados.

11. Dispositivo según la reivindicación 10

Caracterizado por una cámara configurada como una cámara de imágenes térmicas o adecuada para la determinación de la densidad de las palas del rotor (3, 4.

12. Dispositivo según la reivindicación 10

Caracterizado por un helicóptero equipado con un aparato para limpiar (22) las palas del rotor (3, 45 4) .

13. Dispositivo según la reivindicación 10 Caracterizado por un helicóptero está equipado con un dispositivo para aplicar un líquido sobre las palas del rotor (3, 4) .

14. Dispositivo según la reivindicación 10

Caracterizado por un helicóptero equipado con un dispositivo para aplicar a las palas del rotor (3, 4) una capa pintura o revestimiento.

15. Dispositivo según la reivindicación 10

Caracterizado por una unidad de salida (13) que comprende un dispositivo para la reproducción óptica de los datos.