Procedimiento para el control de una instalación de energía eólica.

Procedimiento para el control de una instalación de energía eólica con una sala de máquinas dispuesta enuna torre y con un rotor con al menos una pala de rotor,

cuyo ángulo de paso puede ajustarse con un dispositivo deajuste del paso de una pala,

en el que la sala de máquinas se hace girar alrededor del eje de la torre,

caracterizado porque se controla la función del dispositivo de ajuste del paso de una pala y, en caso deproducirse un fallo del dispositivo de ajuste del paso de una pala, la sala de máquinas (2) se hace girardesde una posición de servicio a una posición de reposo, en la que el flujo de viento hacia la superficiedefinida por la al menos una pala de rotor (4) al girar el rotor se reduce en comparación con el producidoen la posición de servicio.

Procedimiento para el control de una instalación de energía eólica La presente invención se refiere a un procedimiento para el control de una instalación de energía eólica con una sala de máquinas dispuesta en una torre y con un rotor con al menos una pala de rotor, cuyo ángulo de paso puede ajustarse mediante un dispositivo de ajuste del paso de una pala, en el que la sala de máquinas se hace girar alrededor del eje de la torre.

Ya son conocidas desde hace tiempo las instalaciones de energía eólica en las que se ajusta el ángulo de paso (llamado también ángulo de pitch) , es decir, el ángulo de la pala de rotor respecto al plano del rotor. Mediante un dispositivo de ajuste del paso de una pala, el ángulo de paso puede ajustarse según la velocidad de viento que actúa sobre la pala (llamado también ajuste de pitch) . Con un ángulo de paso de 90º se produce una transformación de potencia mínima del viento en energía mecánica, mientras que con un ángulo de paso de 0º se produce una transformación de potencia máxima. Los dispositivos de ajuste de este tipo están provistos en muchos casos de accionamientos eléctricos o hidráulicos. En particular, puede estar previsto un dispositivo de ajuste propio para cada pala de rotor de una instalación de energía eólica.

También son conocidas instalaciones en las que puede generarse, mediante un dispositivo de ajuste del paso de una pala, un desprendimiento del flujo en la pala al rebasarse una velocidad de viento máxima pudiendo conseguirse, por lo tanto, una reducción drástica de la transformación de potencia (“active stall”) . Las instalaciones descritas al principio con una regulación del ángulo de paso e instalaciones con una regulación por pérdida aerodinámica (“active stall”) están descritas, peje., en Erich Hau: “Windkraftanlagen”, 3ª edición, editorial Springer 2003, Pág. 89 y ss.

Además, es conocido hacer girar la sala de máquinas de instalaciones de energía eólica mediante un accionamiento azimutal alrededor del eje de la torre, para orientar la instalación según la dirección del viento existente y optimizar el rendimiento. Para ello, la sala de máquinas se hace girar de tal modo que quede orientada con el rotor al viento. Por el estado de la técnica también es conocido evitar daños en la instalación por una carga excesiva haciéndose girar la sala de máquinas alrededor del eje de la torre cuando se produzcan velocidades de viento demasiado elevadas.

Por ejemplo en el documento DE 197 17 059 C1 se propone para una instalación con regulación por pérdida aerodinámica, ajustar los ángulos de paso de las palas de rotor de tal modo que las palas presenten un ángulo de -90º respecto al plano del rotor haciéndose girar a continuación la sala de máquinas 180º alrededor del eje de la torre hacia el lado de sotavento de la torre. Por el documento EP 0 709 571 A2 se conoce, además, ajustar los ángulos de paso de las palas de rotor de tal modo que el rotor gire automáticamente alrededor del eje de la torre a una posición de aparcamiento de baja carga. Finalmente, en el documento DE 100 58 076 A1 se propone ajustar los ángulos de paso de las palas de rotor a una primera velocidad de viento de tal modo que queden colocadas en posición de bandera o generen un desprendimiento del flujo. Además, se propone girar el rotor 180º alrededor del eje de la torre hacia el lado de sotavento cuando hay una segunda velocidad de viento más elevada.

En el documento DE 10 2005 034899 se describe una instalación de energía eólica con dispositivos individuales para la regulación del ángulo de paso (pitch) , que están equipados con detectores de fallos haciéndose se pasar la pala de rotor correspondiente en caso de un estado de servicio anormal mediante el dispositivo individual de regulación del ángulo de paso a una posición de desconexión.

No obstante, los procedimientos conocidos sólo son posibles si el dispositivo de ajuste del paso de una pala trabaja sin problemas. Si, por el contrario, falla el dispositivo de ajuste del paso de una pala, los procedimientos propuestos ya no pueden realizarse de forma fiable. En este caso, con una carga de viento fuerte puede llegar a rebasarse la velocidad máxima permitida del rotor. Una velocidad excesiva de este tipo tampoco puede impedirse mediante el freno de rotor previsto en las instalaciones de energía eólica. Puesto que la potencia de frenado de este freno no está concebido para reducir la velocidad de rotor de forma duradera frente a la arremetida de un viento fuerte. Existe el peligro de que el freno de rotor sufra daños. Además, en caso de un defecto del dispositivo de ajuste del paso de una pala, la carga de la instalación y en particular del rotor y de sus palas por el viento que arremete sigue siendo en parte demasiado elevado, incluso en la posición de aparcamiento propuesta por el estado de la técnica.

Partiendo del estado de la técnica explicado, la invención tiene por lo tanto el objetivo de indicar un procedimiento del tipo indicado al principio, con el que quede garantizada una reducción de las cargas que actúan sobre la instalación en caso de un defecto del dispositivo de ajuste del paso de una pala.

Este objetivo se consigue mediante el objeto de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas, la descripción y en las figuras se indican configuraciones ventajosas.

La invención consigue el objetivo para el procedimiento indicado al principio porque se controla la función del dispositivo de ajuste del paso de una pala y, en caso de producirse un fallo del dispositivo de ajuste del paso de una pala, la sala de máquinas se hace girar desde una posición de servicio a una posición de reposo, en la que el flujo de viento hacia la superficie definida por la al menos una pala de rotor al girar el rotor se reduce en comparación con el que se produce en la posición de servicio. Por consiguiente, según la invención, se controla el dispositivo de ajuste del paso de una pala para el ajuste del ángulo de paso, por ejemplo la regulación del ángulo de paso. Al detectarse un error del dispositivo de ajuste del paso de una pala, la góndola se hace girar automáticamente a la posición de reposo. Se constata un error, por ejemplo, si un valor teórico del ajuste de pala difiere una medida crítica del valor real medido del ajuste de pala. Por ejemplo, puede definirse una diferencia límite entre el valor teórico y el real. Al rebasarse esta diferencia límite, se emite un error. Si el dispositivo de ajuste del paso de una pala presenta, además, un sistema redundante, puede estar previsto que un error no se emita hasta que se detecte un error correspondiente para el sistema redundante.

Si las palas de rotor de la instalación están dispuestas en un plano, al girar el rotor definen una superficie dispuesta en un plano, en particular una superficie circular. Si las palas de rotor, en cambio, no están dispuestas en un plano, al girar el rotor definen una superficie correspondiente que no es plana, por ejemplo una superficie cónica.

La sala de máquinas se hace girar desde una posición de servicio, en la que se encuentra en el momento en el que se produce el error del dispositivo de ajuste del paso de una pala, a una posición de reposo. En la posición de reposo, el viento fluye con menos fuerza hacia la superficie imaginaria definida por las palas de rotor al girar el rotor en comparación con la posición de servicio. Por lo tanto, en la posición de reposo se reduce el consumo de energía aerodinámica del rotor, reduciéndose la superficie efectiva del rotor respecto a las direcciones del viento. Por lo tanto, la góndola se desplaza para resguardarse del viento. Por consiguiente, en la posición de reposo también se reduce la carga de las palas de rotor y, por lo tanto, del rotor y de los demás componentes de la instalación. De este modo queda garantizado que también en caso de un defecto del dispositivo de ajuste del paso de una pala no se puedan producir velocidades críticas del rotor, pudiendo producirse de este modo posiblemente un daño de la instalación.

El rotor puede presentar al menos dos y en particular tres palas de rotor. El dispositivo de ajuste del paso de una pala puede comprender un dispositivo de regulación para la regulación del ángulo de paso. Cada pala puede tener asignado un dispositivo de ajuste del paso de una pala propio. En este caso puede estar previsto que se controlen todos estos dispositivos. Para provocar el giro de la sala de máquinas a la posición de reposo puede bastar que el dispositivo de ajuste para al menos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el control de una instalación de energía eólica con una sala de máquinas dispuesta en una torre y con un rotor con al menos una pala de rotor, cuyo ángulo de paso puede ajustarse con un dispositivo de ajuste del paso de una pala, en el que la sala de máquinas se hace girar alrededor del eje de la torre, caracterizado porque se controla la función del dispositivo de ajuste del paso de una pala y, en caso de producirse un fallo del dispositivo de ajuste del paso de una pala, la sala de máquinas (2) se hace girar desde una posición de servicio a una posición de reposo, en la que el flujo de viento hacia la superficie definida por la al menos una pala de rotor (4) al girar el rotor se reduce en comparación con el producido en la posición de servicio.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la posición de reposo tiene lugar un flujo de viento mínimo hacia la superficie definida por la al menos una pala de rotor (4) al girar el rotor.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque para el giro a la posición de reposo, la sala de máquinas (2) puede hacerse girar desde su posición de servicio 90º alrededor del eje de la torre.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la sala de máquinas

(2) sólo se hace girar a la posición de reposo si, además, el ángulo de paso de al menos una pala de rotor (4) es inferior a un ángulo de paso límite predeterminado.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el ángulo de paso límite es de 60º.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sala de máquinas (2) se hace girar a la posición de reposo mediante un accionamiento azimutal de la instalación de energía eólica.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sala de máquinas (2) realiza un seguimiento en la posición de reposo en caso de un cambio de la dirección del viento (6) , de modo que vuelve a producirse un flujo de viento reducido hacia la superficie definida por la al menos una pala de rotor (4) al girar el rotor en comparación con la posición de servicio.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el seguimiento tiene lugar mediante un accionamiento azimutal de la instalación de energía eólica.