Un rotor de turbina eólica, una turbina eólica y uso de los mismos.

Un rotor de turbina eólica (4), que comprende

un buje (6),

por lo menos una pala de turbina eólica (5), en la que dicha al menos una pala de turbina eólica (5) está montada en dicho buje (6), y

al menos un dispositivo de captura de imágenes (12),

caracterizado por que dos o más marcadores (11) se disponen en dicha pala (5) de modo que dicho al menos un dispositivo de captura de imágenes (12) puede detectar la posición de dichos marcadores (11), y

dicho al menos un dispositivo de captura de imágenes (12) se conecta al buje (6) o se conecta rígidamente a dicha pala (5).

Un rotor de turbina eólica, una turbina eólica y uso de los mismos Antecedentes de la invención

La invención se refiere a una técnica para detectar la forma de una pala de turbina eólica en un rotor de turbina eólica, una turbina eólica que comprende tal rotor y al uso de los mismos.

Descripción del estado de la técnica relacionado

Una turbina eólica conocida en la técnica comprende típicamente una torre de turbina eólica y una góndola de turbina eólica situada en la parte superior de la torre. Un rotor de turbina eólica, que comprende tres palas de turbina eólica, se conecta a la góndola mediante un árbol de baja velocidad, que se extiende hacia fuera de la parte frontal de la góndola, como se ¡lustra en la fig. 1.

Recientemente el desarrollo de turbinas eólicas producidas en masa se ha desplazado hacia fabricarlas más y más grandes, tanto en potencia entregada como en tamaño. Concretamente, en el campo de las palas de turbina eólica producidas en masa este desarrollo ha sido profundo, ya que en promedio la pala de turbina eólica producida en masa ha más que duplicado su longitud.

Es casi imposible fabricar tales palas largas tan rígidas que mantengan sustancialmente su forma inicial bajo cualquier condición de carga y por lo tanto las palas se diseñan para flexionarse hasta cierto punto.

Durante el funcionamiento de una turbina eólica, las palas se curvarán y retorcerán debido al acoplamiento estructural y a las cargas aerodinámicas. Tanto el curvado como la torsión tienen un efecto en la resistencia a la fatiga y las cargas extremas de la pala. La torsión, sin embargo, afecta igualmente a la potencia entregada por la turbina. Tanto el curvado como la torsión dependen fuertemente del viento entrante y las turbulencias. Para tener una mejor comprensión de las condiciones de funcionamiento de un rotor de turbina eólica y con el fin de optimizar su funcionamiento, es ventajoso conocer la forma de la pala.

De la patente alemana n° DE 10 2006 002 708 B4 se conoce dotar al buje de una turbina eólica con un emisor de luz y una unidad de registro de luz, donde el emisor de luz se dispone para emitir un haz de luz en la dirección de un reflector conectado a la pala de la turbina eólica a una distancia del buje. El haz se refleja a continuación por el reflector para ser registrado por la unidad de registro de luz. De la posición del haz reflejado se puede deducir la flexión de la pala pero el reflector tiene que ajustarse de modo muy preciso para garantizar que la luz reflejada golpea a la unidad de registro de luz en el buje de la pala. Además, el sistema es muy sensible Incluso a la más ligera deformación de la pala, lo que lo hace inadecuado para su uso en una pala grande de una turbina eólica moderna y todavía más tal sistema es muy sensible frente a vibraciones y oscilaciones.

El documento FR 2882404 A da a conocer un rotor de turbina eólica de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar una técnica ventajosa para detectar la forma de una pala de turbina eólica.

La invención

La invención proporciona un rotor de turbina eólica. El rotor comprende por lo menos una pala de turbina eólica, por lo menos un dispositivo de captura de imágenes, y dos o más marcadores dispuestos sobre la pala de modo que el por lo menos un dispositivo de captura de imágenes pueda detectar la posición de los marcadores.

Si se registró una posición de referencia de un marcador cuando la pala estaba relajada, por ejemplo en un día en calma cuando la punta de la pala estaba orientada hacia abajo, y en un momento posterior se registró una nueva posición del marcador durante el funcionamiento de la turbina eólica, la deformación de la pala se podría deducir hasta cierto punto de este cambio en posición midiendo cuánto se ha movido el marcador y en qué dirección.

Disponer los marcadores sobre la pala garantiza por lo tanto que se puede deducir una información relativamente precisa acerca de la forma de la pala por medio del dispositivo de captura de imágenes.

En un aspecto de la invención dichos dos o más marcadores son dos o más entidades separadas conectadas a una superficie de dicha pala.

Proporcionar los marcadores como entidades que no se forman integralmente con la pala es ventajoso ya que estos marcadores se pueden reajustaren palas de turbina eólica excitadas, marcadores excitados se puede mover, por ejemplo,

a una posición más ventajosa y se pueden intercambiar o sustituir si están desgastados o dañados.

En un aspecto de la invención, dichos dos o más marcadores están conectados a una superficie de dicha pala por medio de un adhesivo.

Conectar los marcadores a la pala por medio de un adhesivo es ventajoso ya que el adhesivo es fiable y barato para unir elementos a una pala de turbina eólica.

En un aspecto de la invención, uno o más de dichos dos o más marcadores tienen un aspecto que es distinguible por dicho por lo menos un dispositivo de captura de imágenes frente a la pala circundante sobre la cual están dispuestos dichos dos o más de dichos dos o más marcadores.

Es ventajoso permitir que los marcadores tengan un aspecto por el cual dicho por lo menos un dispositivo de captura de imágenes pueda distinguirlos de la pala circundante sobre la cual dichos dos o más de dichos dos o más marcadores están dispuestos, ya que esto hará que los marcadores resalten más claramente, haciendo más fácil de este modo identificar la posición del marcador y aumentando así la precisión del sistema.

En un aspecto de la invención, dichos dos o más marcadores comprenden una zona visible provista de un color que es distinto al color de dicha pala.

Es ventajoso hacer los marcadores o las áreas de los marcadores de un color que sea diferente del de la pala a la cual se unen, ya que esto hará que los marcadores resalten más claramente, haciendo así más fácil identificar la posición del marcador y aumentando de este modo la precisión del sistema.

En un aspecto de la invención dichos dos o más marcadores comprenden una zona de reflexión de luz visible.

Dotar a los marcadores de una zona de reflexión de la luz es ventajoso ya que si los marcadores se sitúan en el interior de la pala, que bajo circunstancias normales estará a oscuras o por lo menos en penumbra, o si los marcadores se sitúan en el exterior de la pala durante la noche, los marcadores tendrán que ser iluminados con toda probabilidad de algún modo para permitir que la cámara puede identificar las posiciones de los marcadores, y una zona de reflexión de la luz hará así que los marcadores "resplandezcan" al ser iluminados en un entorno oscuro, haciendo la identificación más fácil y precisa.

En un aspecto de la invención, dos o más de dichos dos o más marcadores definen cada uno un marcador puntual.

Tal modo de realización tiene la ventaja de que será posible que el dispositivo de captura de imágenes identifique la posición del marcador con un grado de precisión muy elevado.

En un aspecto de la invención, dichos dos o más marcadores sobresalen de una superficie de dicha pala.

Marcadores que sobresalen de la superficie de la pala se pueden identificar incluso aunque la línea de visión del dispositivo de captura de imágenes sea sustancialmente paralela con la superficie de la pala sobre la cual se coloca el marcador. Las palas largas y relativamente esbeltas de una turbina eólica moderna presentarán una multitud de tales superficies (en relación con un dispositivo de captura de imágenes colocado en o en la raíz de la pala) y para permitir que estas superficies puedan estar provistas asimismo de marcadores es ventajoso hacer que los marcadores sobresalgan de la superficie.

Además, un marcador sobresaliente se puede unir a la superficie de la pala por ejemplo de un modo no destructivo, lo que permite que el marcador pueda ser reajustado, se pueda mover o sustituir fácilmente y de modo barato.

En un aspecto de la invención, dichos dos o más marcadores se forman integralmente con dicha pala.

Las palas de una turbina eólica moderna comprenden una geometría de superficie muy compleja y puede ser difícil por lo tanto colocar los marcadores exactamente una vez que la pala ha sido fabricada. Sin embargo, integrando los marcadores en la pala durante la fabricación de la pala los marcadores se pueden colocar con mucha mayor precisión, lo que podría permitir lecturas mucho más precisas del dispositivo de captura de imágenes.

Además, si los marcadores se forman como depresiones o muescas en la superficie de la pala estos marcadores serían menos sensibles... [Seguir leyendo]

1. Un rotor de turbina eólica (4), que comprende un buje (6),

por lo menos una pala de turbina eólica (5), en la que dicha al menos una pala de turbina eólica (5) está montada en dicho buje (6), y

al menos un dispositivo de captura de imágenes (12),

caracterizado por que dos o más marcadores (11) se disponen en dicha pala (5) de modo que dicho al menos un dispositivo de captura de imágenes (12) puede detectar la posición de dichos marcadores (11), y

dicho al menos un dispositivo de captura de imágenes (12) se conecta al buje (6) o se conecta rígidamente a dicha pala (5).

2. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que uno o más de dichos uno o más marcadores define cada uno un marcado puntual.

3. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos uno de dichos dos o más marcadores se disponen sobre una superficie interior de dicha pala y/o en el que al menos uno de dichos uno o más marcadores se disponen sobre una superficie exterior de dicha pala.

4. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dos o más marcadores están mutuamente desplazados en una dirección longitudinal de dicha pala y/o en el que dos o más marcadores están mutuamente desplazados en una dirección de cuerda de dicha pala y/o en una dirección perpendicular a dicha dirección de cuerda de dicha pala.

5. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un primer marcador de dichos dos o más marcadores comprende un primer color y un segundo marcador de dichos dos o más marcadores comprende un segundo color en el que dicho primer color es diferente de dicho segundo color.

6. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un primer marcador de dichos dos o más marcadores se forman en una primera forma y un segundo marcador de dichos dos o más marcadores se forman en una segunda forma y en el que dicha primera forma es diferente de dicha segunda forma.

7. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho al menos un dispositivo de captura de imágenes comprende un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD).

8. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho rotor comprende además medios de reflexión de luz dispuestos entre dicho dispositivo de captura de imágenes y al menos uno de dichos marcadores.

9. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho rotor de turbina eólica comprende además un dispositivo de iluminación para iluminar al menos uno de dichos marcadores, y opcionalmente en en el que una parte principal de la luz emitida desde dicho dispositivo de iluminación no es visible, tal como luz cercana al infrarrojo o ultravioleta.

10. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho rotor de la turbina eólica comprende además una unidad de cálculo para establecer valores de deformación de la pala basándose en una salida de dicho dispositivo de captura de imágenes.

11. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de captura de imágenes y al menos uno de dichos dos o más marcadores están separados por al menos un 10% de una longitud total longitudinal de dicha pala.

12. Un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de captura de imágenes registra una posición de dichos marcadores con una frecuencia que permite poder detectar oscilaciones de borde y/u oscilaciones de ala de dicha pala.

13. Una turbina eólica que comprende un rotor de turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

14. Una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 13, en la que dicha turbina eólica comprende medios de control para controlar un ángulo de cabeceo de dicha al menos una pala de turbina eólica en relación a dichos valores de deformación y/o en la que dicha turbina eólica comprende medios de control para controlar una velocidad de giro de dicho rotor de la turbina eólica en relación a dichos valores de deformación.

5 15. Uso de una turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14 en el que dicha turbina

eólica es una turbina eólica controlada por cabeceo.