MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE UNA DESVIACIÓN DE UNA TORRE.

Método para la determinación de una desviación de una torre (100),

en particular de una instalación de energía eólica, comprende una etapa de determinación de una desviación (a) de una zona (102) de la torre (100), en base a un modelo del comportamiento de flexión de la torre (100) y a un valor de inclinación real que depende de una inclinación real (a) de la zona (102) de la torre (100).

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA LA DETERMINACiÓN DE UNA DESVIACIÓN DE UNA TORRE.

La presente invención hace referencia a un método y a un dispositivo para la determinación de una desviación de una torre, en particular de una instalación de energía eólica, así como un empleo de la desviación, con el fin de controlar una carga de la torre en ]a dirección de la desviación. En el caso de las instalaciones de energía eólica con eje horizontal y, al menos, dos palas de rotor, mediante el ajuste sincrónico del ángulo de la pala, se regula la velocidad de rotación por encima de la velocidad teóJica del viento de manera tal que, mediante la modificación del ángulo de incidencia, la fuerza de sustentación aerodinámica, y de esta manera, el par motor se modifiquen de manera tal que la instalación se pueda mantener en el rango de la velocidad nominal. Mediante el rotor, la instalación experimenta una carga de empuje que provoca la desviación de la cabeza de la tone. Dado que la torre presenta una amortiguación reducida en la dirección de la desviación, resulta ventajoso un diseño de la regulación de la velocidad de rotación de la instalación, de manera que no se provoquen vibraciones de la cabeza de la tone.

La patente US 7, 160, 083 82 describe un método para la adaptación de una posición de las palas del rotor.

El objeto de la presente invención consiste en Crear un método y un dispositivo perreccionados para la determinación de una desviación de una tone, en particular de una instalación de energía eólica, un empleo de una infOlmación sobre la desviación, así como un programa de ordenador que se aplica en el método confOlme a la presente invención.

Dicho objeto se resuelve, de acuerdo con las reivindicaciones principales, mediante un método para la determinación de una desviación de una torre, un dispositivo para la detelminación de una desviación de una torre, un empleo de una infolmación sobre la desviación determinada de la torre, y mediante un programa de ordenador. De las respectivas reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripción, se deducen acondicionamientos ventajosos.

La presente invención se basa en el conocimiento de que se puede determinar, en base a valores de medición, una desviación de la cabeza de la ton e mediante una infoonación de una inclinación de la cabeza de la tone, y mediante un modelo conocido sobre un comportamiento de flexión de la torre. De acuerdo con una fOlma de ejecución, mediante los sensores de aceleración se puede medir una variación angular de la cabeza de la tOlTe en relación con la dirección de la aceleración por gravedad. Junto con una ecuación de vibraciones conocida para la tOlTe, se puede deducir la desviación a partir del ángulo medido.

El enfoque confonne a la presente invención se puede aplicar de manera ventajosa en las instalaciones de energía eólica, para determinar un estado de desv iación de la cabeza de la torre. Una infonnación sobre la desviación se puede aplicar como una señal de entrada para la regulación de la instalación de energía eólica, en particular para la reducción de una sobrecarga dinámica. Además, la desviación de la cabeza de la tOlTe también se puede integrar directamente en la regulación.

La presente invención crea un método para la detelminación de una desviación de una torre, en particular de una instalación de energía eólica que comprende la siguiente etapa: la determinación de una desviación de una zona de la torre, en base a un modelo del compol1amiento de flexión de la torre, y a un valor de inclinación real que depende dc una inclinación real dc la zona dc la tonc.

La zona de la torre, en rel ación con la cual se determina su desviación, puede representar un segmento aleatorio de la torre. A modo de ejemplo, la zona puede representar una zona final libre de la tone y en particular una cabeza de torre. La desv iación puede definir un desplazamiento lateral de la zona de la tone en relación con una posición de reposo. De acuerdo con ello, una dirección de la desviación se puede encontrar en reposo transversalmente a un eje longitudinal de la torre. La desv iación se puede producir mediante una fuerza que actúa sobre la torre en la dirección de la desviación. En el caso de: una instalación de energía eólica, se puede ejercer, al menos, una fracción de la fuerza mediante una carga de empuje de un rotor de la instalación de energía eólica. La inclinación real o la orientación de la tone se pueden definir en relación con una dirección perpendicular O en relación con un eje longitudinal de la tone que se encuentra en reposo. Cuando la tone se encuentra en reposo, la zona de la tone convencionalmente no presenta desviación alguna. En este caso, la OJientación de la zona se puede extender paralela al eje longitudinal de la torre, y de esta manera, la zona no presentará ninguna inclinación. Si la zona de la torre presenta una desviación, por consiguiente, la torre presentará una flexión a lo largo de su eje longitudinal, que conduce. a la inclinación de la zona. El valor real de inclinación se puede basar en valores de medición actuales. El valor de inclinación real puede corresponder a la inclinación real o a la orientación de la zona, o se puede detenninar en función de ello. El modelo del comportamiento de flexión se puede basar en un modelo de simulación o en un modelo de cálculo. El modelo puede modelar uno o una pluralidad de modos propios de la torre. De esta manera, el modelo puede modelar una influencia de:, al menos, una vibración propia de la torre en la zona de la torre. El modelo puede proyectar una o una pluralidad de líneas de flexión de la torre. El modelo también puede comprender sólo para la zona de la torre uno o una pluralidad de valores relevantes que se detelminan mediante una o una pluralidad de líneas de flexión. Por ejemplo, el modelo puede comprender valores modelados para una desviación y una orientación de la torre. Los valores del modelo pueden estar nOlmalizados de acuerdo con una espec ificación de normalización.

De acuerdo con una forma de ejecución, el valor de inclinación real se puede basar en una variación angular de la zona en relación con la dirección perpendicular. La variación angular puede caracterizar la inclinación de la torre en la zona. El valor de inclinación real puede cOlTesponder a la variación angular, o se puede determinar mediante la variación angular. Por ejemplo, el valor de inclinación real puede estar definido mediante la tangente de un ángulo correspondiente a la variación angular. La dirección perpendicular puede definir una dirección de la aceleración por gravedad. Una referencia para la dirección perpendicular resulta ventajosa, dado que durante un movimiento de la zona, dicha dirección ofrece una dirección de referencia estable.

A modo de ejemplo, en una etapa de de.telminación, el valor de inclinación real se puede detelminar en base a una información de, al menos, un sensor de aceleración. El, al menos, un sensor de aceleración puede estar dispuesto en la zona de la torre. El valor de inclinación real puede ser detemlinado y proporcionado por el, al menos, un sensor de aceleración. Alternati vamente, el al menos, un sensor de aceleración puede proporcionar uno o una pluralidad de valores de medición a una interraz, y en la etapa de la detelminación, se puede determinar el valor de inclinación real a partir del o de los valores de medición. Median.te el, al menos, un sensor de aceleración, se puede determinar una vari ac ión de una fracción de la aceleración por gravedad que actúa a lo largo de una dirección de medición, por ejemplo, de la dirección longitudinal de la torre. A pal1ir de la vali ación, se puede determinar una modificación de la dirección de medición en relación con la dirección perpendicular. A part ir de la modificación de la dirección de med ición, se puede determinar el valor de inclinación real. Como un sensor de: aceleración multiaxial se puede tomar un sensor del ámbito de los vehículos a motor, y se puede adaptar a la aplicación en instalaciones de energía eólica, de manera que en este caso se puedan producir efectos sinergéticos.

De acuerdo con una forma de ejecución, el modelo puede comprender, en relación con, al menos, una vibración propia de la torre, un valor de desviación normalizado y un valor de inclinación nonnalizado de la zona de la torre. Los valores normalizados se pueden detelminar previamente y pueden conformar una base para la determinación de la desviación real.

La desviación de la zona se puede determinar en base a un valor de solución, al menos, de una ecuación de vibraciones de la torre. El valor de solución se puede determinar en base...

l. Método para la detemlinación de una desviación de una torre (100) , en particular de una instalación de energía eólica, que comprende las siguientes etapas:

-obtener un ángulo de inclinación real (a) de una zona (102) de la torre (lOO) , mediante la información proporcionarla por al menos un sensor de aceleración (112) .

-determinar la desviación (a) de la zona (102) de la torre (100) , en base a un modelo del comportamiento de flexión de la torre yal ángulo de inclinación real (a) de la zona ( 102) de la torre (100) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el clIal el valor de inclinación real se basa en una variación angular medible de la zona (102) , en relación con la dirección perpendicular.

3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el modelo en relación con, al menos, una vibración propia de la torre comprende, al menos, un valor de desviación normalizado y un valor de inclinación normalizado de la zona ( 102) de la torre (100) .

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el cual se determina la desviación (a) de la zona (102) , en base a un valor de solución, al menos, de una ecuación de vibraciones de la torre (100) , y el valor de solución se determina en base al modelo del comportamiento de flexión.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual se determina el valor de solución en base a un sistema de observación que está diseñado para ajustar al valor de inclinación real, un valor de inclinación modelado de la zona ( 102) de la torre (lOO) , determinado en base al modelo del comportamiento de flexión.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el cual la determinación de la desviación (a) se realiza, además, en base a una información sobre una aceleración de la zona (102) de la torre (100) , en o en contra de la dirección de la desviación.

7. Dispositivo (114) especialmente concebido para la puesta en práctica del método definido en la reivindicación l.

8. Empleo de una infoffilación sobre la desviación (a) de la torre (1 00) , detenninada mediante un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, O mediante un dispos itivo de acuerdo con la reivindicación 7, con el fin de controlar una carga de la torre en la dirección de la desviación.

9. Producto de programa de ordenador con un código de programa para la ejecución del método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el caso que el programa se ejecute en un dispositivo.