ES2293995T3 - Procedimiento para determinar el angulo de una pala de rotor de una instalacion de energia eolica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar exactamente el ángulo de paso de al menos una pala de rotor de una instalación de energía eólica con los pasos: - Medición de la distancia respectivamente entre una pluralidad de puntos sobre la superficie de una de las palas de rotor y una torre de la instalación de energía eólica durante el movimiento de la pala de rotor por delante de la torre, realizándose la medición mediante un dispositivo de medición de distancia que está fijado en la torre, - procesamiento de los datos medidos en un ordenador y - determinación del ángulo de paso entre la pala de rotor y la torre por medio de los datos procesados en el ordenador.
Description
Procedimiento para determinar el ángulo de una
pala de rotor de una instalación de energía eólica.
En las instalaciones de energía eólica,
reguladas por el cambio del ángulo de paso, se pueden ajustar los
ángulos de las palas de rotor de forma sincrónica (solución
estándar) o independiente entre sí. La solución para el ajuste
independiente entre sí se describe en la solicitud de patente
DE19731918. Esta solución se puede denominar también ajuste
individual online de la pala. Tanto en la solución estándar como en
el ajuste individual online de la pala es importante que se pueda
ajustar un ángulo inicial de la pala (por ejemplo, la puesta en
bandera o el ángulo máximo de la pala) con suficiente exactitud.
El documento WO98/42980 muestra una instalación
de energía eólica con un sistema de medición para medir la
velocidad del viento delante de la instalación de energía eólica. El
sistema de medición presenta un sistema de anemometría láser. El
sistema sirve para registrar la velocidad del viento en la zona
situada delante de la instalación de energía eólica.
En el caso del funcionamiento sincrónico hay que
garantizar además que todas las palas estén ajustadas en el mismo
ángulo, es decir, que el ángulo relativo de las palas de rotor entre
sí sea igual a cero.
Las puestas en bandera de los ángulos del rotor
pueden provocar un funcionamiento erróneo (diagrama falso de
potencia del número de revoluciones) o desequilibrios (y por tanto,
oscilaciones de la torre). Esto provoca también cargas elevadas de
los componentes de la instalación.
Estos desajustes se pueden originar, por
ejemplo, debido a tolerancias de fabricación (o errores de
fabricación), por ejemplo, marcas desplazadas de cero grado o
bornes desplazados de conexión de la pala.
Si después de la puesta en marcha de la
instalación de energía eólica existe la sospecha de ajustes erróneos
del ángulo de la pala, se trabaja hasta el momento con plantillas
de pala. Éstas se desplazan por las puntas de la pala hasta una
zona definida de la pala de rotor. Un sensor en la plantilla mide en
caso de una posición horizontal de la pala el ángulo del plano de
la pala respecto a la superficie de la tierra (ángulo vertical).
Mediante un giro ulterior de 180º del rotor y la nueva medición se
determinan ladeos eventuales de la torre o ángulos existentes del
eje del rotor y se obtiene el ángulo absoluto de la respectiva pala
de rotor.
Aunque el sistema sensor permite en la
actualidad una transmisión inalámbrica de datos, este método resulta
muy costoso, teniendo en cuenta, sobre todo, las grandes palas de
rotor y las grandes plantillas que se necesitan para esto.
La invención tiene el objetivo de evitar las
desventajas descritas antes, por lo que es posible una determinación
más rápida del respectivo ángulo de pala, los resultados son más
exactos que los obtenidos hasta ahora y también es posible una
medición desde el suelo, debiendo tener todo el equipo de medición
una construcción simple, lo que posibilita también un transporte
fácil del equipo de medición (equipamiento de medición).
El objetivo planteado se consigue mediante un
procedimiento con la característica según la reivindicación 1. En
las reivindicaciones subordinadas se describen variantes
ventajosas.
La invención se describe detalladamente a
continuación por medio de un ejemplo de realización representado en
el dibujo.
Muestran:
Fig. 1 la vista de una instalación de energía
eólica con un rotor, que soporta varias palas de rotor, y una
torre.
Fig. 2 el corte transversal a través de una
instalación de energía eólica a lo largo de la línea
A-A de la figura 1 y
Fig. 3-4 diagramas de medición
para la exploración de una pala de rotor.
En la torre 1 de la instalación 2 de energía
eólica (por ejemplo, instalación sin engranaje) está colocado un
sensor láser 3 de distancia como dispositivo de medición de
distancia. En caso de estar funcionando la instalación, o sea,
cuando una pala de rotor se mueve por delante de la torre, el sensor
de distancia (figura 2) mide continuamente la distancia 5 entre el
sensor y la pala. Mientras que una pala se mueve por delante de la
torre, se explora su superficie con el láser varias veces (por
ejemplo, 40 veces) y se miden las diferentes distancias
individuales (la pala no tiene un grosor unificado en el perfil
transversal, según la representación, sino que su canto delantero es
más grueso que el canto trasero de la pala de rotor).
Los datos medidos aquí (valores de distancia
entre el sensor y la respectiva superficie explorada de la pala de
rotor) se almacenan y procesan en un ordenador. Mediante funciones
matemáticas, por ejemplo, rectas de regresión, se pueden determinar
ahora en el ordenador los ángulos de pala de las palas de rotor. En
este caso se puede determinar con extrema exactitud el ángulo entre
la pala y el sensor de distancia.
La figura 3 muestra la representación del valor
de medición al explorarse una pala, indicándose en el ejemplo
representado aproximadamente 40 puntos de medición con una
separación de aproximadamente 1 mm. La forma de la curva
preestablece el perfil inferior de la pala. La distancia entre la
hoja y el láser (sensor de distancia) se señala con el eje Y.
El cálculo del ángulo entre el láser y la pala
se puede observar en la representación según la figura 4. A tal
efecto, la sección trasera de la pala (aproximadamente 30% a 95%) se
considera como recta en una primera aproximación para calcular el
ángulo de la pala. De este intervalo se determina la recta de
regresión que se debe adaptar de forma óptima entre los puntos de
medición n = 30º y n = 95º. La inclinación de las rectas (a) de
regresión es una medida del ángulo de la pala. La inclinación se
calcula según la siguiente fórmula:
El ángulo entre el láser y la pala (en grado) se
determina ahora mediante \alpha(º) = arctan(a).
Para mejorar la exactitud de la medición del
procedimiento según la invención se miden varios recorridos de la
pala y se determinan los datos. Los resultados de la medición de las
palas individuales se comparan a continuación entre sí. Por medio
de estos ángulos relativos se realiza la compensación, es decir, las
palas se ajustan al mismo ángulo, por lo que el ángulo relativo
será igual a cero.
Con el fin de poder determinar el ángulo
"real" de la pala, es decir, el ángulo entre la pala y el buje
de la pala, hay que conocer el ángulo entre el rayo láser y el buje
o estos tienen que estar compensados. A partir del ángulo "pala
respecto al rayo láser" y del ángulo "buje respecto al rayo
láser" se puede determinar a continuación el ángulo real de la
pala.
Claims (10)
1. Procedimiento para determinar exactamente el
ángulo de paso de al menos una pala de rotor de una instalación de
energía eólica con los pasos:
- Medición de la distancia respectivamente entre
una pluralidad de puntos sobre la superficie de una de las palas de
rotor y una torre de la instalación de energía eólica durante el
movimiento de la pala de rotor por delante de la torre,
realizándose la medición mediante un dispositivo de medición de
distancia que está fijado en la torre,
- procesamiento de los datos medidos en un
ordenador y
- determinación del ángulo de paso entre la pala
de rotor y la torre por medio de los datos procesados en el
ordenador.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se determinan los ángulos de paso de
todas las palas de rotor, realizándose mediciones en varios
recorridos de pala.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que el dispositivo de medición de
distancia presenta un sensor láser de distancia.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque para determinar el ángulo real de paso
se determina el ángulo entre el rayo láser del sensor láser de
distancia y el buje de la instalación de energía eólica.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque para determinar el ángulo real de paso
de la pala de rotor se mide el ángulo entre la pala de rotor y el
rayo láser, así como el ángulo entre el buje y el rayo láser.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
distancia entre el dispositivo de medición de distancia y la pala
de rotor se mide en varias zonas de la pala de rotor a lo largo de
una línea superficial a lo largo de la sección transversal de la
pala de rotor.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de medición de distancia no está colocado en la torre
de la instalación de energía eólica, sino en el suelo o en otra
posición predefinida.
8. Procedimiento para ajustar un ángulo de paso
de una pala de rotor de una instalación de energía eólica con los
pasos:
- Determinación de los ángulos de paso de las
respectivas palas de rotor de la instalación de energía eólica
conforme a uno de los procedimientos según la reivindicación 1 a
7,
- comparación de los ángulos de paso de las
respectivas palas de rotor y creación de un valor promedio de los
ángulos de paso de las palas de rotor y
- ajuste de los ángulos de paso de cada pala de
rotor para compensar entre sí los ángulos de paso de las palas
individuales de rotor, por lo que los ángulos de paso de las palas
de rotor son iguales a cero entre sí.
9. Uso de un dispositivo de medición de
distancia que determina las distancias respectivamente entre puntos
sobre la superficie de una pala de rotor y una torre de una
instalación de energía eólica para determinar el ángulo de paso
relativo y/o real de una pala de rotor de una instalación de energía
eólica, midiéndose las distancias entre los puntos sobre la
superficie de la pala de rotor y la torre mientras que la pala de
rotor se mueve por delante de la torre.
10. Uso según la reivindicación 9,
caracterizado porque el dispositivo de medición de distancia
presenta un dispositivo sensor láser de distancia.
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