Procedimiento de calibración.

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (10) que comprende unprocedimiento para la calibración de al menos un sensor (11 - 14) de una instalación de energía eólica (10),

endonde la instalación de energía eólica (10) presenta al menos un componente (15, 15', 15'', 16, 17) móvil, en dondeel componente (15 - 17) se pivota o gira alrededor de un eje (19, 20) predeterminable y en donde se evalúa un valorde medida (30, 31) adquirido a través de al menos un sensor (11 - 14), que es una medida de la carga delcomponente (15 - 17), en donde el procedimiento de calibración se realiza automáticamente, en donde elprocedimiento de calibración se inicia a través de una señal de calibración, en donde después de la iniciación delprocedimiento de calibración a través de la señal de calibración se detiene la instalación de energía eólica (10) o elprocedimiento de calibración tiene lugar durante la entrada en barrena de las palas de rotor (15 - 15''), en donde laevaluación comprende que para una desviación del valor de medida (30, 31) adaptado a través de una función decalibración con respecto a una referencia (35) predeterminable y/o almacenada y/o determinada, que es mayor queun valor nominal de desviación predeterminable, el valor de medida (30, 31) adaptado a través de la función decalibración es la base para la determinación y el almacenamiento de una función de calibración adaptada, o endonde la evaluación comprende que para una desviación del valor de medida (30, 31) con respecto a una referencia(35) predeterminable y/o almacenada y/o determinada, que es mayor que un valor nominal de desviaciónpredeterminable, el valor de medida (30, 31) adquirido es la base para la determinación y el almacenamiento de unafunción de calibración adaptada.

Procedimiento de calibración.

La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica que comprende un procedimiento de calibración de al menos un sensor de una instalación de energía eólica así como una instalación de energía eólica correspondiente.

Debido a los rotores cada vez más grandes de las instalaciones de energía eólica, las estrategias de regulación para la minimización de cargas en la instalación de energía eólica, particularmente una estrategia de regulación para un paso del giro de pala, adquieren cada vez mayor importancia. Para ello se gira, por ejemplo, cada pala de rotor durante el giro individualmente hacia el viento (inclinación) , de tal forma que se puede minimizar la carga mecánica total que se aplica a través del eje del rotor y de la góndola sobre la torre. Como una magnitud de medida esencial se necesitan para ello los momentos de flexión de la pala de cada pala de rotor u otros momentos de flexión, por

ejemplo en un eje del generador o del cubo del rotor u otros elementos giratorios de la instalación de energía eólica. Además de ello, se necesitan mediciones correspondientes de carga a través de unos sensores correspondientes para mediciones de carga de la instalación de energía eólica.

Los sensores no se pueden fijar para ello con total precisión exactamente en el lugar en el que se deberían de fijar

los mismos, o los sensores pueden modificar sus características en el transcurso del tiempo, de tal forma que es necesaria una calibración de los sensores, que habitualmente se realiza de forma manual. La carga de la raíz de la pala del rotor en instalaciones modernas de energía eólica está sustancialmente caracterizada por un solapamiento de los momentos de flexión de la aerodinámica (sustancialmente perpendicular al plano del rotor, en correspondencia con el momento de impacto) , así como por el momento de flexión resultante del peso propio de las palas del rotor, sustancialmente en el plano del rotor (momento de giro) así como por fuerzas normales resultantes del peso propio y de la fuerza centrífuga (dependiente del número de revoluciones por unidad de tiempo del rotor) , así como por fuerzas y momentos de la dinámica de los rotores, que son particularmente importantes cuando se producen oscilaciones no deseadas (véase el documento DE10219664A1) .

Para realizar mediciones de carga se emplean habitualmente calibres extensiométricos que habitualmente se cablean de tal forma que sólo se tienen en cuenta alargamientos por flexión, no en cambio fuerzas normales resultantes de dilataciones por temperatura o fuerzas centrífugas. La calibración de los momentos de flexión de la raíz de pala se realiza contra el momento de flexión de la fuerza de la gravedad a partir de la masa conocida y de la distancia de separación conocida del centro de gravedad de la pala con respecto al punto de medida para la pala del

rotor situada en posición horizontal. Para determinar el punto neutro de las mediciones de los momentos de flexión se sitúa la pala del rotor en posición vertical o alternativamente en posición horizontal, en donde en la posición horizontal se gira la pala del rotor alrededor del eje longitudinal de la pala del rotor (inclinación) para determinar el punto neutro. El momento de flexión de impacto o de giro se puede solicitar mediante el giro de 90º del ángulo de ajuste de la pala, lo que puede hacer sencillo el método de calibración elegido. Para la elección y la calibración se tiene que detener brevemente la instalación, según el artículo “Medición de colectivos de carga en un parque eólico” de H. Seifert y H. Söker en DEWI, 1994, páginas 399 a 402. Para ello se leen los datos a través de un ordenador portátil y se evalúan correspondientemente para realizar una calibración.

Del documento WO2005/111414A se conoce un procedimiento para el mando de las palas de rotor de una 45 instalación de energía eólica así como una instalación de energía eólica con un sistema de medida para la realización del procedimiento. Se mide un espectro de resonancia, de frecuencia propia, de paso y/o de señal de reflexión de la pala de rotor y se compara con un espectro nominal correspondiente. A continuación se forma una señal parásita en función de la magnitud de las desviaciones del espectro medido fuera de un intervalo de tolerancia y cuando aparece la señal parásita se actúa sobre la posición de la pala del rotor de tal forma que se aplica una 50 dilatación adaptada a la variación en el mando a modo de magnitud de mando.

El documento EP1359321A1 publica una instalación de energía eólica en la que están asignados dos elementos sensores a cada pala de rotor y se determinan cargas mecánicas de las palas del rotor en base a las señales de los sensores. Las cargas calculadas a partir de los valores medidos de los sensores se calculan en función de la 55 temperatura, de la fuerza centrífuga y de la gravedad en base a, por ejemplo, otros sensores. Además de ello se controla si un sensor está defectuoso y en este caso se conmuta a un sensor diferente.

El documento WO99/57435A publica una instalación de energía eólica que presenta un sensor sobre una pala de rotor. El sensor sirve para medir las cargas de la pala del rotor. Se miden vibraciones de la pala.

El documento WO01/33075A1 publica un procedimiento y una instalación de energía eólica en el o en la que se miden las cargas mecánicas de las palas y se ajusta el ángulo de paso en función de las cargas.

El documento EP0995904A2 publica una instalación de energía eólica con un rotor y un sensor que proporciona una magnitud de medida que conforma una medida de la carga actual de un elemento de la estructura de la instalación, en donde el ángulo de ataque se modifica en función de la magnitud de medida. La magnitud de medida representa una aceleración o deformación del componente. Para ello se comparan los valores de medida con un perfil de carga, que se modifica y adapta en función del estado de funcionamiento y/o del tiempo de vida de la instalación de energía eólica y del número y magnitud de los cambios de carga que se han producido hasta el estado correspondiente de funcionamiento.

La presente invención tiene por objeto ofrecer un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica que comprende un procedimiento de calibración de al menos un sensor de una instalación de energía eólica así como una instalación de energía eólica, mediante el cual sea posible obtener de forma eficiente datos fiables sobre cargas en componentes de la instalación de energía eólica.

Este objetivo se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones 1 y 9. El objetivo también se resuelve mediante un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica que comprende un procedimiento de calibración de al menos un sensor, en donde el procedimiento de calibración se realiza de forma automática. Una realización automática del procedimiento de calibración significa, en el marco de la invención, particularmente que este se realiza o lleva a cabo sin acción de un operario. Se hace referencia particularmente a la siguiente definición de un procedimiento automático de calibración. Preferentemente, el al menos un sensor es un sensor de carga.

El procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de una instalación de energía eólica presenta de acuerdo con la invención un procedimiento para la calibración de al menos un sensor de una instalación de energía eólica, en donde la instalación de energía eólica presenta al menos un componente móvil, en donde el componente se hace pivotar o girar alrededor de un eje predeterminable y en donde se evalúa un valor de medida adquirido por el al menos un sensor, que es una medida para la carga del componente. Para ello, la evaluación comprende particularmente una comparación del valor de medida adaptado mediante una función de calibración con un valor nominal o una referencia predeterminable y/o almacenada, que puede ser una función, un valor o una matriz. La función de calibración puede ser un factor o una matriz o una función, que depende de uno o más parámetros de funcionamiento de la instalación de energía eólica.

Además, el procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de una instalación de energía eólica comprende la característica de que el procedimiento de calibración se inicia mediante una señal de calibración, en donde después de la iniciación del procedimiento de calibración a través de la señal de calibración se detiene la instalación de energía eólica o el procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (10) que comprende un procedimiento para la calibración de al menos un sensor (11 – 14) de una instalación de energía eólica (10) , en 5 donde la instalación de energía eólica (10) presenta al menos un componente (15, 15’, 15’’, 16, 17) móvil, en donde el componente (15 – 17) se pivota o gira alrededor de un eje (19, 20) predeterminable y en donde se evalúa un valor de medida (30, 31) adquirido a través de al menos un sensor (11 – 14) , que es una medida de la carga del componente (15 – 17) , en donde el procedimiento de calibración se realiza automáticamente, en donde el procedimiento de calibración se inicia a través de una señal de calibración, en donde después de la iniciación del 10 procedimiento de calibración a través de la señal de calibración se detiene la instalación de energía eólica (10) o el procedimiento de calibración tiene lugar durante la entrada en barrena de las palas de rotor (15 – 15’’) , en donde la evaluación comprende que para una desviación del valor de medida (30, 31) adaptado a través de una función de calibración con respecto a una referencia (35) predeterminable y/o almacenada y/o determinada, que es mayor que un valor nominal de desviación predeterminable, el valor de medida (30, 31) adaptado a través de la función de calibración es la base para la determinación y el almacenamiento de una función de calibración adaptada, o en donde la evaluación comprende que para una desviación del valor de medida (30, 31) con respecto a una referencia (35) predeterminable y/o almacenada y/o determinada, que es mayor que un valor nominal de desviación predeterminable, el valor de medida (30, 31) adquirido es la base para la determinación y el almacenamiento de una función de calibración adaptada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un sensor (11 – 14) es un sensor de carga, en donde particularmente están previstas una unidad de mando y/o de regulación (23) y además un módulo de calibración (22, 22’’) , en donde el módulo de calibración (22, 22’’) realiza la calibración de los valores de medida y transmite los valores calibrados al dispositivo de mando y/o de regulación (23) , en donde particularmente el dispositivo de mando y/o de regulación (23) manda y/o regula el funcionamiento de la instalación de energía eólica (10) , en donde particularmente el módulo de calibración (22, 22’’) está integrado en el dispositivo de mando y/o de regulación (23) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque después de la iniciación del

procedimiento de calibración (10) a través de la señal de calibración se lleva una pala de rotor (15 – 15’’) de la instalación de energía eólica (10) a una posición sustancialmente predeterminable, en donde particularmente el desplazamiento de la pala de rotor (15 – 15’’) a una posición predeterminable ocurre con respecto a la dirección del viento, en donde particularmente el desplazamiento de la pala de rotor (15 – 15’’) se realiza a una posición sustancialmente horizontal.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se recogen y/o evalúan una pluralidad de valores de medida (30, 31) del al menos un sensor (11 – 14) durante el pivotaje o giro del componente (15 – 17) , en donde particularmente la referencia comprende una pluralidad o una función de valores nominales (35) , que se pueden predeterminar y/o están almacenados y/o han sido determinados.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se repite la elaboración y el almacenamiento de una función adaptada de calibración.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la evaluación

y/o el procedimiento de calibración se realizan de forma automática, en donde particularmente los valores de medida (30, 31) se adquieren con una frecuencia de entre 0, 01 Hz y 1000 Hz, en donde particularmente los valores de medida (30, 31) se adquieren en el intervalo completo de pivotaje o de giro, en donde particularmente el componente es una pala de rotor (15 – 15’’) y/o un cubo (16) y/o un árbol (17) , en donde particularmente el eje (19, 20) es un eje de árbol de rotor (20) o un eje longitudinal de pala de rotor (19) .

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque cuando el componente (15 – 17) es una pala de rotor (15 – 15’’) , el pivotaje o giro se realiza más de 90º, particularmente más de 100º, particularmente más de 120º, particularmente más de 180º, particularmente más de 270º, particularmente más de 360º, o cuando el componente (15 – 17) es un cubo (16) y/o un árbol (17) , el pivotaje o el giro se produce en varias vueltas.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se genera una señal de fallo cuando un procedimiento completo de calibración repetido en un número predeterminable de iteraciones da lugar a que la desviación del valor de medida (30, 31) adaptado a través de la función de calibración con respecto a la referencia es mayor que el valor nominal de desviación predeterminable.

9. Instalación de energía eólica (10) con un módulo de calibración (22, 22’) para la calibración automática de al menos un sensor (11 – 14) , que mide la carga de un componente (15 – 17) móvil de la instalación de energía eólica (10) , en donde el módulo de calibración (22, 22’) está conformado para la realización de un procedimiento

según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 9, caracterizada porque además está previsto un dispositivo de mando y/o de regulación (23) que está conectado con el módulo de calibración (22, 22’) o está integrado en el módulo de calibración (22, 22’) .