Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.

Un procedimiento (200) de detección de formación de hielo asimétrica en una turbina eólica

(100), comprendiendo el procedimiento:

a) proporcionar (205) un sistema de monitorización de la aceleración de la velocidad de rotor;

b) determinar (215) del sistema de monitorización de la aceleración de la velocidad de rotor si una aceleración de la velocidad de rotor está por encima de un límite de aceleración de la velocidad de rotor;

c) determinar (255) si existe una condición de desequilibrio de la masa del rotor al:

i) comparar (235) una frecuencia de la aceleración longitudinal de la torre con una velocidad real del rotor (240) y determinar que la frecuencia de la aceleración longitudinal de la torre es similar a una frecuencia de rotor; o

ii) determinar (245) que una aceleración longitudinal máxima de la torre se produce periódicamente en torno a una posición del rotor similar (250);

d) determinar (260) a partir de las condiciones climáticas ambientales (265) que existe el potencial para la formación de hielo en al menos una pala (140); y

e) determinar (270) que una aceleración de la torre longitudinal coincide con que dicha al menos una pala (140) tenga formación de hielo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07123024.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: OING,HUBERT, SUNDERMANN,BASTIAN, SIUTS,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D11/00 (Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase)

PDF original: ES-2546939_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.
Ilustración 2 de Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.
Ilustración 3 de Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.
Ilustración 4 de Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.
Ilustración 5 de Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.
Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica.

Fragmento de la descripción:

Turbina eólica y procedimiento de detección de hielo asimétrico en una turbina eólica La presente invención se refiere a la acumulación de hielo que se produce sobre las palas del rotor de una turbina eólica; y más en particular a un procedimiento y un sistema para la detección de la formación de hielo asimétrica.

Las turbinas eólicas se instalan normalmente en zonas donde las condiciones climáticas permiten la acumulación de hielo (a continuación en el presente documento formación de hielo) . La formación de hielo en las palas del rotor (en adelante palas) de una turbina de viento normalmente da lugar a varios problemas, incluyendo una reducción en la producción de energía; y tensiones mayores en varios componentes. La formación de hielo se puede dividir en dos formas: simétrica (formación de hielo en todas las palas) y asimétrica, (formación de hielo en algunas palas) . La formación de hielo asimétrica aumenta la vibración en la torre de la turbina eólica y también aumenta la aceleración de la velocidad de rotor. La formación de hielo asimétrica también puede producir un desequilibrio en la masa del rotor lo que da lugar a cargas de fatiga mayores, y así requerir componentes de la turbina eólica más consistentes y caros.

Los sistemas actuales de detección de la formación de hielo asimétrica requieren típicamente hardware adicional, tal como sensores, anemómetros, transductores piezoeléctricos, o similares. Por otra parte, los operadores de turbinas eólicas, en general, deben comprar e instalar este hardware adicional.

Se describen varios sistemas conocidos, por ejemplo, en los documentos DE 195 28 862, US 2005/0276696, US 6, 890, 152 y EP 1 748 185.

Hay algunos problemas con los actuales sistemas y procedimientos para abordar la formación de hielo. El requisito de hardware adicional aumenta los costes de la instalación y funcionamiento de la turbina eólica. Por otra parte, para las áreas geográficas con una temperatura promedio anual por encima de cero, los costes adicionales asociados con la detección de la formación de hielo asimétrica pueden ser prohibitivos para el funcionamiento de la turbina eólica.

Por las razones precedentes, existe la necesidad de un procedimiento y un sistema para la detección de la formación de hielo asimétrica utilizando hardware para turbinas eólicas existente. El procedimiento no debería requerir hardware adicional. Además, el procedimiento debe incorporar datos de la velocidad de rotor para detectar la formación de hielo asimétrica.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Las realizaciones de la invención se describirán ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un esquema que ilustra el entorno en el que funciona una realización de la presente invención.

Las figuras 2A y 2B (en conjunto la figura 2) son diagramas de flujo que ilustran un ejemplo de un procedimiento de detección de formación de hielo asimétrica de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento de respuesta a una detección de formación de hielo asimétrica de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 4 es un diagrama de bloques de sistema de ejemplo para la detección de formación de hielo asimétrica de acuerdo con una realización de la presente invención.

Como se apreciará por un experto normal en la técnica, la presente invención se puede realizar como un procedimiento, sistema o producto de programa informático. Por consiguiente, la presente invención puede tomar la forma de una realización completamente de hardware, una realización completamente de software (incluyendo firmware, software residente, microcódigo, etc.) o una realización que combina los aspectos de software y hardware, denominándose todos, en general, en el presente documento como un «circuito», «módulo» o «sistema». Además, la presente invención puede tomar la forma de un producto de programa informático en un medio de almacenamiento utilizable por ordenador que tiene un código de programa utilizable por ordenador incorporado en el medio.

Se puede utilizar cualquier medio legible por ordenador adecuado. El medio utilizable por ordenador o legible por ordenador puede ser, por ejemplo, pero sin limitación, un sistema, aparato, dispositivo o medio de propagación electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor. Los ejemplos más específicos (una lista no exhaustiva) del medio legible por ordenador incluirían los siguientes: una conexión eléctrica que tiene uno o más cables, un disquete portátil de ordenador, un disco duro, una memoria de acceso aleatorio (RAM) , una memoria de sólo lectura (ROM) , una memoria programable y borrable de sólo lectura (EPROM o memoria flash) , una fibra óptica, un disco compacto portátil de memoria de sólo lectura (CD-ROM) , un dispositivo de almacenamiento óptico, un medio de transmisión tal como los soportan Internet o una intranet, o un dispositivo de almacenamiento

magnético. Cabe destacar que el medio utilizable por ordenador o legible por ordenador incluso podría ser papel u otro medio adecuado sobre el que se imprime el programa, ya que el programa se puede capturar electrónicamente, a través, por ejemplo, del escaneo óptico del papel u otro medio, y a continuación se puede compilar, interpretar o procesar de otro modo, de manera adecuada, si es necesario, y a continuación almacenarse en una memoria de ordenador. En el contexto de este documento, un medio utilizable por ordenador o legible por ordenador puede ser cualquier medio que pueda contener, almacenar, comunicar, propagar o transportar el programa para su uso por o en conexión con el sistema, equipo o dispositivo de ejecución de instrucciones.

El código del programa informático para la realización de las operaciones de la presente invención puede estar escrito en un lenguaje de programación orientado a objetos tal como Java7, Smalltalk o C ++, o similares. Sin embargo, el código de programa informático para llevar a cabo las operaciones de la presente invención también puede estar escrito en lenguajes de programación de procedimientos convencionales, tales como el lenguaje de programación "C" o un lenguaje similar. El código informático puede ejecutarse en su totalidad en el ordenador del usuario, en parte en el ordenador del usuario, como un paquete informático independiente, en parte en el ordenador del usuario y en parte en un ordenador remoto, o en su totalidad en el ordenador remoto. En este último escenario, el ordenador remoto puede conectarse al ordenador del usuario a través de una red de área local (LAN) o una red de área amplia (WAN) , o la conexión puede hacerse a un ordenador externo (por ejemplo, a través de Internet utilizando un proveedor de servicios de Internet) .

La presente invención se describe a continuación con referencia a ilustraciones de diagrama de flujo y/o diagramas de bloques de procedimientos, aparatos (sistemas) y productos de programas informáticos de acuerdo con las realizaciones de la invención. Se entenderá que cada bloque de las ilustraciones de diagrama de flujo y/o diagramas de bloques, y combinaciones de bloques en las ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagrama de bloques, se puede implementar por instrucciones de programa informático. Estas instrucciones de programa informático se pueden proporcionar a un procesador de un ordenador de propósito público, a un ordenador de propósito especial u otro aparato de procesamiento de datos programable para producir una máquina, de tal manera que las instrucciones,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento (200) de detección de formación de hielo asimétrica en una turbina eólica (100) , comprendiendo el procedimiento:

a) proporcionar (205) un sistema de monitorización de la aceleración de la velocidad de rotor; b) determinar (215) del sistema de monitorización de la aceleración de la velocidad de rotor si una aceleración de la velocidad de rotor está por encima de un límite de aceleración de la velocidad de rotor;

c) determinar (255) si existe una condición de desequilibrio de la masa del rotor al: i) comparar (235) una frecuencia de la aceleración longitudinal de la torre con una velocidad real del rotor (240) y determinar que la frecuencia de la aceleración longitudinal de la torre es similar a una frecuencia de rotor; o ii) determinar (245) que una aceleración longitudinal máxima de la torre se produce periódicamente en torno a una posición del rotor similar (250) ;

d) determinar (260) a partir de las condiciones climáticas ambientales (265) que existe el potencial para la formación de hielo en al menos una pala (140) ; y e) determinar (270) que una aceleración de la torre longitudinal coincide con que dicha al menos una pala (140) tenga formación de hielo.

2. El procedimiento (200) de la reivindicación 1 que comprende además, si no existen datos disponibles de la aceleración de la velocidad de rotor (220) : recibir (230) datos de la vibración de la torre;

determinar (225) si una aceleración longitudinal de la torre está por encima de un límite de aceleración longitudinal; y si la aceleración longitudinal de la torre está por encima del límite de aceleración longitudinal, moverse al paso c) .

3. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, que comprende además recibir la velocidad de rotor (240) desde un sensor de velocidad de rotor (195) en la turbina eólica (100) .

4. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, que comprende además recibir la posición del rotor (250) desde un sensor (190) en la turbina eólica (100) .

5. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, en el que la determinación (270) de que una aceleración longitudinal de la torre coincide con que dicha al menos una pala (140) tenga formación de hielo comprende:

recibir (275) datos de rotor;

recibir (280) datos de torre; y calcular un rango de aceleraciones longitudinales de la torre que pueden resultar de la formación de hielo en al menos una pala (140) utilizando los datos recibidos de rotor y torre.

6. El procedimiento (200) de cualquier reivindicación precedente, que comprende además: f) determinar (285) , qué pala o palas (140) están experimentando formación de hielo.

7. El procedimiento (200) de la reivindicación 6, que comprende además: g) proporcionar (290) la notificación de qué pala o palas (140) están experimentando formación de hielo.

8. Una turbina eólica (100) que comprende: una torre (110) ; una góndola (130) ; una pluralidad de palas (140) ; y

un sistema de detección de formación de hielo asimétrica (180) operable para detectar formación de hielo asimétrica en la turbina eólica (100) implementando el procedimiento (200) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente.