Control de emisión de ruido de un parque eólico.

Procedimiento de control de emisión de ruido desde un parque eólico en funcionamiento,

comprendiendo elparque eólico una pluralidad de turbinas eólicas, comprendiendo el procedimiento las etapas de

* proporcionar medidas de al menos una velocidad del viento y de al menos una dirección del viento a unmódulo de emulación de emisión de ruido del parque incluyendo para cada una de dos o más de dichapluralidad de turbinas eólicas un modelo de emisión de ruido de turbina eólica adecuado para producir unapredicción de emisión de ruido desde la turbina eólica como función de al menos una característicafuncional, la posición geográfica de cada una de dicha pluralidad de turbinas eólicas y la posición geográficade al menos un punto de inmisión de ruido,

* emular el nivel de ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido como resultado del ruido emitido pordicha pluralidad de turbinas eólicas, y

* controlar el funcionamiento del parque eólico a partir del resultado de la emulación para evitar que el nivelde ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido exceda un nivel umbral predeterminado.

Control de emisión de ruido de un parque eólico La presente invención se refiere al control de la emisión de ruido desde un parque eólico que comprende una pluralidad de turbinas eólicas.

Antecedentes La emisión de ruido de los parques eólicos es un problema bien conocido y ha sido el objeto de un extenso trabajo, tanto con respecto a la planificación de nuevos parques eólicos como al funcionamiento de los parques eólicos existentes.

Una solución para evitar que el ruido emitido desde las turbinas eólicas del parque eólico exceda un nivel predeterminado en un punto de inmisión dado, normalmente en un área residencial, se proporciona en el documento US 6.688.841, en el que se mide el nivel de sonido en el punto de inmisión y se usa para controlar el funcionamiento de la turbina eólica, por ejemplo, por reducción de la velocidad de giro de las turbinas eólicas individuales para disminuir el nivel de sonido en el punto de inmisión.

Puede proporcionar dificultades disponer un dispositivo de medida del nivel de sonido en el mismo punto de inmisión de interés, y en el documento US 2007/031237 se divulga un procedimiento para controlar el ruido desde un parque eólico monitorizando la emisión de ruido desde las turbinas eólicas en un área de campo cercana y utilizando una función de transferencia de emisión de ruido para determina una importancia del impacto del ruido de las turbinas eólicas en una o más ubicaciones en un área de campo lejana más allá del límite del parque eólico.

Otro procedimiento que se conoce en la técnica para controlar la emisión de ruido desde un parque eólico implica un periodo de prueba después del levantamiento del parque eólico, en el que se mide el ruido en varios puntos de inmisión y se registra junto con la velocidad del viento y la dirección del viento variables. Las medidas se utilizan para formar un conjunto empírico de normas de funcionamiento para el sistema de control del parque eólico para evitar que el ruido en los puntos de inmisión provocados por el parque eólico exceda un nivel umbral dado. Este procedimiento elimina la necesidad de dispositivos de medida del nivel de sonido permanentes dispuestos en o alrededor del parque eólico, pero la producción de potencia del parque eólico a menudo disminuirá de algún modo debido a la regulación de las turbina eólicas del parque eólico, normalmente disminuyendo la velocidad de giro de los rotores de las turbinas eólicas, necesitará garantizar que el valor umbral de ruido no se excede sin tener una retroalimentación de la medida de ruido.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para controlar la emisión de ruido desde un parque eólico y al mismo tiempo optimizar el funcionamiento del parque eólico con respecto a la producción de potencia.

Breve descripción de la invención De acuerdo con la presente invención se proporciona un procedimiento de control de la emisión de ruido desde un parque eólico en funcionamiento, comprendiendo el parque eólico una pluralidad de turbinas eólicas. El procedimiento comprende las etapas de

• proporcionar medidas de al menos una velocidad del viento y de al menos una dirección del viento a un módulo de emulación de emisión de ruido del parque incluyendo para una de dos o más de la pluralidad de turbinas eólicas un modelo de emisión de ruido de turbina eólica adecuado para producir una predicción de emisión de ruido desde la turbina eólica en función de al menos una característica funcional, la posición geográfica de cada una de la pluralidad de turbinas eólicas y la posición geográfica de al menos un punto de inmisión de ruido,

• emular el nivel de ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido como resultado del ruido emitido por la pluralidad de turbinas eólicas, y

• controlar el funcionamiento del parque eólico a partir del resultado de la emulación para evitar que el nivel de ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido exceda un nivel umbral predeterminado.

El modelo de emisión de ruido de una turbina eólica normalmente se basa en medidas extensas de la emisión de ruido desde una única turbina eólica del tipo en cuestión, de modo que el ruido emitido se pueda proporcionar como una función precisa de algunas variables al módulo de emulación de emisión de ruido del parque. Estas variables pueden ser, aparte de la velocidad del viento, la velocidad de giro del rotor de la turbina eólica, el ángulo de paso de las palas, la intensidad de la turbulencia del viento y el perfil vertical del viento, también conocido como la cizalladura del viento. El parque eólico puede comprender turbinas eólicas de diferentes tipos, es decir, de diferentes diámetros de rotor, diferentes tipos de palas, etc. y normalmente se proporcionará un modelo de emisión de ruido de turbina eólica para cada uno de los tipos de turbinas eólicas en el parque eólico.

Fundamentalmente, el módulo de emulación de emisión de ruido del parque es un modelo de simulación bien conocido, en el que la turbina eólica individual se trata como a una fuente de ruido en base al modelo de emisión de ruido de la turbina eólica y la velocidad del viento medida y opcionalmente también otras variables, y la propagación del ruido y el nivel total de ruido en el uno o más puntos de inmisión se calcula a partir de principios bien conocidos.

El módulo de emulación de emisión de ruido del parque se aplica, en general, para estimar el acontecimiento de ruido excesito en uno o más puntos de inmisión con el resultado de que se altera el funcionamiento del parque eólico para evitar que se exceda el nivel umbral predeterminado. Además, en caso de que se pueda incrementar la emisión de ruido, el parque eólico se controla en consecuencia. Sin embargo, el módulo de emulación de emisión de ruido del parque se puede aplicar además para prever el resultado con respecto a la emisión de ruido y a la producción de potencia del parque eólico en caso de una estrategia de control, y se puede usar el módulo para optimizar el funcionamiento del parque eólico con respecto a la producción y debidamente con respecto a la emisión de ruido.

Es necesario conocer las posiciones de cada turbina eólica en el parque eólico. También se conoce la posición de al menos un punto de inmisión y un valor umbral de ruido permitido en ese punto de inmisión. El modelo de emisión de ruido de la turbina eólica puede predecir el ruido de una turbina eólica como función de parámetros funcionales de la turbina eólica.

El modelo de emisión de ruido de la turbina eólica también puede predecir el ruido de una turbina eólica asimismo como función de la directividad. Se pueden conocer los parámetros funcionales instantáneos de todas las turbinas eólicas en el parque eólico junto con la producción de potencia de cada turbina eólica y la orientación de cada turbina eólica. Con este conocimiento (en un algoritmo de control para un parque eólico) es posible controlar el ruido desde el parque de turbinas eólicas y de este modo dar una salida de potencia óptima y evitar que el ruido en el al menos un punto de inmisión exceda los niveles umbrales predeterminados.

Por tanto, se logra un funcionamiento más óptimo del parque eólico por el procedimiento de la presente invención sin necesitar que se dispongan dispositivos de medida del nivel de sonido permanentes en o alrededor del parque eólico.

La característica funcional sobre la que se produce la emisión de ruido desde la turbina eólica individual por el modelo de emisión de ruido de la turbina eólica puede ser en una realización sencilla la velocidad del viento medida. Sin embargo, la velocidad de giro del rotor tiene una importancia aún más significativa para la emisión de ruido y se puede aplicar preferentemente como una característica funcional. La producción de potencia de la turbina eólica también es una medida indicativa del ruido emitido y se puede aplicar como alternativa a la velocidad de giro o la velocidad del viento como una característica funcional. Además, el ángulo de paso de la pasa, en particular, está en combinación con la velocidad del viento, un indicativo significativo de la emisión de ruido y puede ser una característica funcional para el modelo de emisión de ruido de la turbina eólica. Sin embargo, el mejor resultado se logra en el caso de que se apliquen dos o más de las medidas anteriores como características funcionales al modelo de emisión de ruido de la turbina eólica, tal como una combinación del ángulo de paso de la pala, la velocidad de giro y la producción de potencia de la turbina eólica.

En una realización particularmente preferida,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de control de emisión de ruido desde un parque eólico en funcionamiento, comprendiendo el parque eólico una pluralidad de turbinas eólicas, comprendiendo el procedimiento las etapas de

• proporcionar medidas de al menos una velocidad del viento y de al menos una dirección del viento a un módulo de emulación de emisión de ruido del parque incluyendo para cada una de dos o más de dicha pluralidad de turbinas eólicas un modelo de emisión de ruido de turbina eólica adecuado para producir una predicción de emisión de ruido desde la turbina eólica como función de al menos una característica funcional, la posición geográfica de cada una de dicha pluralidad de turbinas eólicas y la posición geográfica de al menos un punto de inmisión de ruido,

• emular el nivel de ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido como resultado del ruido emitido por dicha pluralidad de turbinas eólicas, y

• controlar el funcionamiento del parque eólico a partir del resultado de la emulación para evitar que el nivel de ruido en el al menos un punto de inmisión de ruido exceda un nivel umbral predeterminado.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el módulo de emulación de emisión de ruido del parque incluye información sobre orografía del terreno del área geográfica incluyendo el parque eólico y el al menos un punto de inmisión de ruido.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que al menos alguna de la pluralidad de turbinas eólicas son turbinas eólicas de velocidad variable, y en el que el procedimiento comprende además la etapa de proporcionar una medida de la velocidad del rotor de estas turbinas eólicas al módulo de emulación de emisión de ruido del parque como una de dichas características funcionales.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos alguna de la pluralidad de turbinas eólicas comprende medios para cambiar el ángulo de paso de la pala, y en el que el procedimiento comprende además la etapa de proporcionar una medida del ángulo de paso de la pala de estas turbinas eólicas al módulo de emulación de emisión de ruido del parque como una de dichas características funcionales.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de proporcionar una medida de la salida de potencia desde al menos alguna de la pluralidad de turbinas eólicas al módulo de emulación de emisión de ruido del parque como una de dichas características funcionales.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la velocidad del viento medida se utiliza por el módulo de emulación de emisión de ruido del parque como una de dichas características funcionales.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de proporcionar medidas respecto a la turbulencia del viento al módulo de emulación de emisión de ruido del parque.

8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de proporcionar medidas de la velocidad del viento en una pluralidad de distancias verticales desde el suelo al módulo de emulación de emisión de ruido del parque.

9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de emulación de emisión de ruido del parque incluye información de la altura por encima del suelo del buje de al menos alguna de la pluralidad de turbinas eólicas.

10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de emulación de emisión de ruido del parque comprende una rutina de optimización que se aplica, de modo que dicho control del funcionamiento del parque eólico a partir del resultado de la emulación se selecciona para una optimización de la producción de potencia del parque eólico.

11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos alguna de la pluralidad de turbinas eólicas son turbinas eólicas de velocidad variable y dicho control del funcionamiento del parque eólico comprende la etapa de reducir la velocidad de giro de al menos alguna de las turbinas eólicas de velocidad variable del parque eólico.

12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de proporcionar medidas respecto a la humedad del aire al modelo de emisión de ruido del parque.

13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de proporcionar medidas respecto a la presencia de lluvia al modelo de emisión de ruido del parque.

14. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además la etapa de predeterminar el nivel umbral en el al menos un punto de inmisión de ruido desde el momento del día y opcionalmente desde el día de la semana.

15. Parque eólico que comprende una pluralidad de turbinas eólicas y que tiene medios de control para controlar el funcionamiento del parque eólico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-14.