Disposición de sensor de carga para palas de turbina eólica.

Instalación de energía eólica con un dispositivo para la medición de la flexión o modificación de longitud de un producto de la instalación de energía eólica,

a saber de una pala de rotor (10) o de una torre de la instalación de energía eólica, en la que en el producto está tendido un conductor (20, 22, 24, 26) que experimenta una modificación de longitud en el caso de flexión y/o modificación de longitud del producto, en la que mediante un generador de señales se genera una señal, preferiblemente una señal de pulso, y en la entrada de la línea (20, 22, 24, 26) se alimenta en ésta, en la que en el final de la línea (20, 22, 24, 26) está dispuesto un receptor de señales que, en el caso de recepción de la señal del generador de señales, impulsa a éste a emitir otra señal y que está configurado un dispositivo mediante el que se mide el número de las señales emitidas dentro de una unidad de tiempo predeterminada y a partir de la comparación del número medido de las señales emitidas por unidad de tiempo determinada con una tabla almacenada se puede determinar la flexión y/o alargamiento del producto, a saber de la pala de rotor (10) o de la torre de la instalación de energía eólica.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2003/014394.

Solicitante: Wobben Properties GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Dreekamp 5 26605 Aurich ALEMANIA.

Inventor/es: WOBBEN, ALOYS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase.

PDF original: ES-2542844_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Disposición de sensor de carga para palas de turbina eólica.

La presente invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para la medición de la flexión o modificación de longitud de un producto, a saber de una pala de rotor o de una torre de una instalación de energía eólica.

Por el documento EP-A-1 359 321 se conoce una instalación de energía eólica con una torre y con un rotor que presenta al menos una pala de rotor, determinándose una solicitación mecánica de la pala de rotor con la ayuda de galgas extensiométricas.

Por el documento DE-A-101 13 039 se conoce una instalación de energía eólica que presenta un dispositivo para la detección de la solicitación en la torre.

El objetivo de la presente invención es especificar una instalación de energía eólica, que presenta al menos una pala de rotor y una torre, en la que se pueda detectar la flexión de la pala de rotor y/o de la torre con medios sencillos.

El objetivo se resuelve según la invención con una instalación de energía eólica con las características según la reivindicación 1 y 2, así como un procedimiento según la reivindicación 6. En las reivindicaciones dependientes se describen perfeccionamientos ventajosos.

En tanto que en los documentos siguientes se describe una variante que se valora o evalúa según la resistencia eléctrica de un conductor que se tiende en la pala de rotor de la instalación de energía, a fin de determinar de ello una elongación longitudinal de la pala de rotor o una flexión de la pala de rotor en base a una modificación de la resistencia, se advierte que esta variante, que parte de la modificación de la resistencia en el caso de elongación / flexión del conductor, ya no pertenece a la invención según una de las reivindicaciones. No obstante, la revelación de esta parte se conserva en los presentes documentos para posibilitar la compresión total.

En este caso la variante no perteneciente ya a la invención se basa en el conocimiento de que una flexión de la pala de rotor siempre conduce a la extensión de la estructura portante y de que una extensión semejante, transferida a un conductor eléctrico, conduce a una modificación de la resistencia eléctrica del conductor.

Dado que esta modificación de la resistencia es proporcional a la extensión del conductor, la modificación de la resistencia es proporcional a la flexión de la pala de rotor. En el caso más sencillo se puede predeterminar un valor límite para una modificación de la resistencia, cuyo sobrepaso indica simultáneamente una flexión de la pala de rotor que deteriora la estructura. El reconocimiento de esta situación permite por ello un cambio a tiempo o un examen de la pala de rotor para determinar si la pala de rotor se debe sustituir o no.

En una forma de realización preferida de la invención, a partir de la solicitación de la pala de rotor se puede concluir sobre la solicitación de la instalación de energía eólica y la instalación de energía se puede desconectar al sobrepasarse un valor límite predeterminado. De este modo se evitan de forma fiable solicitaciones posteriores y también más intensas.

Para poder compensar una modificación de la resistencia del cable eléctrico dependiente de la temperatura y/o 45 proporcionar varios resultados de medición, está prevista una multiplicidad de conductores eléctricos. Estos conductores discurren en la dirección longitudinal de la pala de rotor y están conectados con un detector. En este caso varios conductores pueden estar conectados con un detector o cada conductor con un detector propio. El conductor previsto para la compensación de la temperatura se dispone de manera que no está sometido al esfuerzo de flexión y por ello sólo experimenta una modificación de la resistencia dependiente de la temperatura. De este 50 modo se conoce la modificación de la resistencia condicionada por la temperatura y se puede tener en cuenta correspondientemente.

Una multiplicidad de conductores también permite un uso redundante. En el caso de una avería de un conductor, la modificación de la resistencia todavía se puede registrar de forma segura mediante los conductores redundantes. De 55 este modo se suprime la necesidad de una reparación costosa debido al fallo de un conductor.

Además, la realización redundante de los conductores también permite una determinación comparativa de la modificación de la resistencia. Por consiguiente los conductores se pueden supervisar respectivamente entre sí mediante una comparación de la modificación de la resistencia detectada.

Al menos uno de los conductores eléctricos se extiende de forma especialmente preferida una medida predeterminada en la dirección longitudinal de la pala de rotor, pero siendo la medida más corta que la longitud de la pala de rotor. Este conductor no alcanza la punta de la pala de rotor, sino que termina en un punto predeterminado en la pala de rotor. Por consiguiente los conductores individuales se influyen diferentemente en función de la flexión de la pala de rotor y modifican su resistencia correspondientemente. Por ello a partir de los diferentes valores de la modificación de la resistencia se puede concluir sobre el desarrollo exacto de la flexión.

En una forma de realización preferida de la variante no perteneciente ya a la invención, los conductores configurados más cortos que la longitud de la pala de rotor también pueden estar configurados como ramales de un conductor que se extiende sobre toda la longitud de la pala de rotor. Para ello se conectan galvánicamente en puntos predeterminados con el conductor que se extiende sobre la longitud de la pala de rotor. De este modo se puede variar la resolución en la detección de la flexión de la pala de rotor conforme al número y las distancias de los ramales.

Para evitar deformaciones indeseadas de los conductores eléctricos, éstos están conectados preferiblemente con la estructura portante de la pala de rotor y están incluidos de forma especialmente preferida en la estructura portante de la pala de rotor. En este caso los conductores están incluidos en particular de forma preferida en la estructura portante que se debe elongar debido a la flexión de la pala de rotor. Los conductores conectados galvánicamente con conductores semejantes como ramales, los cuales aquí asumen la función de conductores de retorno, también se pueden tender libremente fuera de la estructura portante, por ejemplo, en forma de un cable.

En este caso es especialmente ventajoso prever en cada estructura portante en la dirección longitudinal de la pala de rotor al menos un conductor eléctrico. Esta disposición también permite la detección de la dirección de la flexión de la pala de rotor, dado que uno de los conductores eléctricos se somete a una elongación y por consiguiente cambia su resistencia, a saber aumenta, mientras que al menos otro conductor no se elonga. Mejor dicho este conductor se expone en el caso de montaje apropiado a una solicitación a compresión en lugar de una solicitación a tracción y por consiguiente más bien se recalca que alarga. Por consiguiente su valor de resistencia se modifica todo lo más en la dirección contraria. Se reduce entonces.

Los conductores eléctricos contienen de forma especialmente preferida al menos una fracción de aluminio predeterminada o están hechos de aluminio. De este modo en la zona de una deformación elástica del conductor ya se produce una modificación de la resistencia significativa, que es completamente reversible y por consiguiente reproducible. Correspondiente la flexión de la pala de rotor se puede supervisar de forma permanente sin que después de la flexión sea necesario un cambio de los conductores eléctrico o incluso de toda la pala de rotor. Naturalmente en principio cada conductor eléctrico es apropiado como sensor. Pero en este caso el conductor debería presentar una rugosidad superficial predeterminada para alcanzar una buena conexión mecánica con el material circundante.

Para no tener que cambiar toda la pala de rotor en el caso de un avería en la zona del conductor eléctrico, por ejemplo, una elongación excesiva o por fallo del material, los conductores están incluidos ventajosamente en una parte conectada con la estructura portante, pero separable. Con una forma de realización semejante de la invención también se pueden reequipar las palas de rotor ya fabricadas.

A continuación la invención se explica más en detalle mediante las figuras. En este caso muestra:

Fig. 1 una vista en planta de una pala de rotor cortada parcialmente de una primera forma de realización de la invención;

Fig. 2 una vista en planta de una pala de rotor cortada parcialmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de energía eólica con un dispositivo para la medición de la flexión o modificación de longitud de un producto de la instalación de energía eólica, a saber de una pala de rotor (10) o de una torre de la 5 instalación de energía eólica, en la que en el producto está tendido un conductor (20, 22, 24, 26) que experimenta una modificación de longitud en el caso de flexión y/o modificación de longitud del producto, en la que mediante un generador de señales se genera una señal, preferiblemente una señal de pulso, y en la entrada de la línea (20, 22, 24, 26) se alimenta en ésta, en la que en el final de la línea (20, 22, 24, 26) está dispuesto un receptor de señales que, en el caso de recepción de la señal del generador de señales, impulsa a éste a emitir otra señal y que está configurado un dispositivo mediante el que se mide el número de las señales emitidas dentro de una unidad de tiempo predeterminada y a partir de la comparación del número medido de las señales emitidas por unidad de tiempo determinada con una tabla almacenada se puede determinar la flexión y/o alargamiento del producto, a saber de la pala de rotor (10) o de la torre de la instalación de energía eólica.

2. Instalación de energía eólica con un dispositivo para la medición de la flexión o modificación de longitud de un producto, a saber de una pala de rotor (10) o de una torre de una instalación de energía eólica, en la que en el producto está tendido un conductor (20, 22, 24, 26) que experimenta una modificación de longitud en el caso de una flexión y/o modificación de longitud del producto, en la que mediante un generador de señales se genera una señal, preferiblemente una señal de pulso, y en la entrada de la línea (20, 22, 24, 26) se alimenta en ésta, en la que no obstante en el final de la línea (20, 22, 24, 26) está dispuesto un reflector que refleja la señal del generador de señales hacia la entrada de la línea (20, 22, 24, 26) , donde ésta se recibe en la entrada por un receptor de señales y lo que entonces desencadena el disparo de otra señal por parte del generador de señales, en la que el generador de señales y el receptor de señales están conectados entre sí y el tiempo entre la recepción de señal y el disparo de una señal siguiente por parte del generador de señales es siempre esencialmente constante y que está configurado un dispositivo mediante el que se mide el número de las señales emitidas dentro de una unidad de tiempo predeterminada y a partir de la comparación del número medido de las señales emitidas por unidad de tiempo determinada con una tabla almacenada se puede determinar la flexión y/o modificación de longitud del producto, a saber de la pala de rotor (10) o de la torre de la instalación de energía eólica.

3. Instalación de energía eólica 1 ó 2, caracterizada porque la línea (20, 22, 24, 26) es una línea eléctrica (20, 22, 24, 26) o una fibra óptica.

4. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el conductor (20, 22, 24, 26) está conectado en arrastre de forma con el producto, es decir, con la pala de rotor (10) o la torre de la instalación de energía eólica, al menos en sus extremos.

5. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el conductor (20, 22, 24, 26) está conectado en arrastre de forma al menos en una zona determinada con el producto, es decir, la pala de rotor (10) o la torre de la instalación de energía eólica, y en el caso de una flexión o alargamiento del producto el conductor (20, 22, 24, 26) sólo se elonga en esta zona predeterminada.

6. Procedimiento para la medición de la flexión o modificación de longitud de una pala de rotor (10) o de una torre de una instalación de energía eólica con un dispositivo según la reivindicación 1 ó 2.


 

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