KR101094495B1 - 풍력 발전 장치 - Google Patents

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 한랭지의 강설 한랭 환경하에 있어서도, 빙결된 풍향 풍속계의 복귀에 필요한 시간을 단축하여 가동률의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공한다. 풍차 날개를 장착한 로터 헤드에 연결된 구동ㆍ발전 기구를 수납 설치하고 있는 나셀 상부에 풍향 풍속계(7)를 구비하고 있는 풍력 발전 장치이며, 나셀 상부에 풍향 풍속계(7)의 방향을 향해 개방하는 나셀 내 냉각풍의 분출구를 형성하고, 상기 분출구가 냉각풍의 분출 방향 가변 수단으로 되는 배기 플랩(13)을 구비하고 있다.
풍력 발전 장치, 나셀, 로터 헤드, 풍차 날개, 풍향 풍속계

Description

풍력 발전 장치{WIND POWER APPARATUS}
본 발명은 자연 에너지인 바람을 회전력으로 변환하는 풍차를 사용하여 발전을 행하는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.
종래, 자연 에너지인 풍력을 이용하여 발전을 행하는 풍력 발전 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 풍력 발전 장치는, 지지 기둥 상에 설치된 나셀에, 풍차 날개를 장착한 로터 헤드와, 로터 헤드와 일체로 회전하도록 연결된 주축과, 풍차 날개에 풍력을 받아 회전하는 주축을 연결한 증속기와, 증속기의 축 출력에 의해 구동되는 발전기를 설치한 것이다. 이와 같이 구성된 풍력 발전 장치에 있어서는, 풍력을 회전력으로 변환하는 풍차 날개를 구비한 로터 헤드 및 주축이 회전하여 축 출력을 발생하고, 주축에 연결된 증속기를 통해 회전수를 증속한 축 출력이 발전기에 전달된다. 이로 인해, 풍력을 회전력으로 변환하여 얻어지는 축 출력을 발전기의 구동원으로 하고, 발전기의 동력으로서 풍력을 이용한 발전을 행할 수 있다.
상술한 종래 풍력 발전 장치에 있어서는, 강설 지대나 외기 온도가 빙점하의 저온으로 되는 강설 한랭 환경하에 설치되는 경우가 있다. 이와 같은 강설 한랭 환경하에서는, 풍력 발전 장치의 운전 제어에 있어서 중요한 센서의 하나인 풍력 풍속계의 주위에 빙설이 부착되어, 정상적인 측정을 할 수 없게 되는 경우가 있다. 이로 인해, 종래 풍력 발전 장치에 있어서는, 융설 장치로서 풍향 풍속계의 내부에 히터를 설치하고 있다.
풍력 발전 장치에 있어서의 제빙ㆍ빙결 방지 장치로서는, 나셀이나 타워 내의 배기를 이용하여 블레이드(풍차 날개)로의 얼음 부착을 방지하는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
또한, 풍력 발전 장치에 있어서는, 기어리스 발전기의 냉각풍을 이용함으로써 풍차 날개의 빙결 방지 효과를 얻는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공표 제2006-514190호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2004-251270호 공보
그런데, 한랭지에 설치되는 풍력 발전 장치에 있어서는, 특히, -40℃를 하회하는 극한의 한랭지 등에 설치되는 풍력 발전 장치에 있어서는, 풍차 날개의 회전이 정지하고 있는 것처럼 바람이 약한 대기 중에, 강설 한랭의 환경하에서 풍향 풍속계의 주위에 강설 등이 부착되어 빙결되는 일이 있다. 이와 같은 설치 환경의 경우, 풍향 풍속계 내부에 설치된 히터 단독으로는 융설 등에 시간을 필요로 하는 일이 있고, 이 동안에는 풍력 발전 장치의 안전에 지승이 있기 때문에 운전을 정지하게 된다.
이 결과, 풍향 풍력계의 빙결에 의해 측정 데이터를 얻을 수 없는 상태가 되면, 풍력 발전 장치의 정지에 의해 가동률이 저하되므로, 풍황(風況)에 대해 미리 설정되어 있는 발전량을 확보할 수 없다는 문제가 발생해 온다.
이와 같은 배경으로부터, 풍향 풍속계가 빙결된 경우의 운전 정지 시간을 단축하고, 풍력 발전 장치의 정지에 의한 가동률의 저하를 최소한으로 억제하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 사정에 비추어 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는, 한랭지의 강설 한랭 환경하에 있어서도, 빙결된 풍향 풍속계의 복귀에 필요한 시간을 단축하여 가동률 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 풍력 발전 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 하기의 수단을 채용했다.
본 발명의 풍력 발전 장치는, 풍차 날개를 장착한 로터 헤드에 연결된 구동ㆍ발전 기구를 수납 설치하고 있는 나셀 상부에 풍향 풍속계를 구비하고 있는 풍력 발전 장치이며, 상기 나셀 상부에 상기 풍향 풍속계의 방향을 향해 개방하는 나셀 내 냉각풍의 분출구를 형성하고, 상기 분출구가 상기 냉각풍의 분출 방향 가변 장치를 구비하고 있다.
이와 같은 본 발명의 풍력 발전 장치에 따르면, 나셀 상부에 풍향 풍속계의 방향을 향해 개방하는 나셀 내 냉각풍의 분출구를 형성하고, 상기 분출구가 냉각풍의 분출 방향 가변 장치를 구비하고 있으므로, 풍향 풍속계의 빙결시에는, 분출 방향 가변 장치를 조작하여 나셀 내 냉각풍의 분출 방향을 풍향 풍속계를 향해 불어낼 수 있다.
상기한 풍력 발전 장치에 있어서는, 상기 풍향 풍속계를 복수 설치해 두고, 상기 풍향 풍속계로의 빙설 부착 상황을 측정값의 비교에 의해 판단하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 풍향 풍속계의 빙결이나 융설 부착 상황에 관한 파악 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 풍향 풍속계의 빙결시에 있어서, 나셀 상부에 풍향 풍속계의 방향을 향해 개방하도록 설치된 나셀 내 냉각풍의 분출구에서는, 냉각풍의 분출 방향 가변 수단의 조작에 의해 나셀 내 냉각풍의 분출 방향을 풍향 풍속계를 향함으로써, 풍향 풍속계를 향해 나셀 내 냉각풍을 불어낼 수 있다. 이로 인해, 나셀 내 냉각풍이 풍향 풍속계에 닿게 되므로, 이 흐름에 의해 착설 및 적설을 방지하거나, 혹은 나셀 내를 냉각하여 온도 상승한 냉각풍의 흐름에 의해 풍향 풍속계에 부착된 빙설을 가열할 수 있다.
따라서, 착설량 및 적설량이 저감되고, 또한 풍향 풍속계 내부의 히터 가열에 나셀 내 냉각풍의 가열이 가해짐으로써 빙설의 용해가 촉진된다. 이 결과, 빙설의 용해 시간이 단축되므로, 풍향 풍속계의 빙결에 의한 풍력 발전 장치의 운전 정지 시간도 단축되고, 특히, 강설 한랭 환경하에 설치되는 풍력 발전 장치에 있어서는, 운전 정지에 의한 가동률 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 풍력 발전 장치의 나셀 상부에 풍향 풍속계를 복수 설치해 두고, 풍향 풍속계로의 빙설 부착 상황을 측정값의 비교에 의해 판단하도록 했으므로, 풍향 풍속계의 빙결이나 융설 부착 상황에 관한 파악 정밀도가 향상되고, 한랭지에 있어서의 풍향 풍속계의 빙결 등에 기인하는 풍력 발전 장치의 운전 트러블을 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 풍력 발전 장치의 일 실시 형태를 나타내는 주요부의 블록도이다.
도 2는 풍력 발전 장치의 전체 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3A는 도 2의 나셀 주변을 확대하여 도시하는 도면으로, 나셀 내의 내부 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3B는 도 3A의 우측면도이다.
도 3C는 도 2의 나셀 주변을 확대하여 도시하는 도면으로, 분출구에 설치된 배기 플랩이 통상의 배기 위치에 있는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 4A는 도 2의 나셀 주변을 확대하여 도시하는 도면으로, 나셀 내의 내부 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4B는 도 2의 나셀 주변을 확대하여 도시하는 도면으로, 분출구에 설치된 배기 플랩이 한랭시 배기 위치에 있는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 나셀 제어 장치에 의해 행해지는 제어예를 나타내는 흐름도이다.
[부호의 설명]
1 : 풍력 발전 장치
2 : 지지 기둥
3 : 나셀
4 : 로터 헤드
5 : 풍차 날개
7 : 풍향 풍속계
10 : 증속기
11 : 발전기
12 : 분출구
13 : 배기 플랩
14 : 나셀 배기 팬
20 : 나셀 제어 장치
이하, 본 발명에 관한 풍력 발전 장치의 일 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.
풍력 발전 장치(1)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기초(6) 상에 세워 설치되는 지지 기둥(2)과, 지지 기둥(2)의 상단부에 설치되는 나셀(3)과, 대략 수평한 축선 주위로 회전 가능하게 하여 나셀(3)에 설치되는 로터 헤드(4)를 갖고 있다.
로터 헤드(4)에는, 그 회전 축선 주위에 방사 형상으로 하여 복수매의 풍차 날개(5)가 장착되어 있다. 이 결과, 로터 헤드(4)의 회전 축선 방향으로부터 풍차 날개(5)에 닿은 바람의 힘이, 로터 헤드(4)를 회전 축선 주위로 회전시키는 동력으로 변환되도록 되어 있다.
나셀(3)의 외주면 적당한 곳(예를 들어 상부 후방 등)에는, 주변의 풍향 및 풍속값을 측정하는 풍향 풍속계(7)와, 피뢰침(8)이 설치되어 있다. 또한, 도시한 구성에 있어서는, 풍향 풍속계(7) 및 피뢰침(8)이 각각 소정의 간격으로 인접하도 록 1대 설치되어 있다.
나셀(3)의 내부에는, 예를 들어 도 3A 내지 도 3C에 도시한 바와 같이, 로터 헤드(4)와 동축의 증속기(10)를 통해 연결된 발전기(11)를 구비하여 이루어지는 구동ㆍ발전 기구가 수납 설치되어 있다. 즉, 풍력 발전 장치(1)는, 로터 헤드(4)의 회전을 증속기(10)로 증속하여 발전기(11)를 구동함으로써, 발전기(11)로부터 발전기 출력(W)을 얻을 수 있도록 되어 있다.
또한, 나셀(3)의 내부에는, 각종 운전 제어를 행하기 위해 나셀 제어 장치(20)가 설치되어 있다.
나셀(3)의 전단부측으로 되는 상부에는, 풍향 풍속계(7)를 설치한 방향(나셀 후방)을 향해 개방하는 분출구(12)가 형성되어 있다. 이 분출구(12)는, 도시 생략한 도입구로부터 나셀(3)의 내부로 외기를 흡입하고, 나셀(3)의 내부를 순환함으로써 환기 및 냉각한 나셀 내 냉각풍을 외부로 방출하기 위한 출구 개구이다. 즉, 풍력 발전 장치(1)의 운전에 의해, 나셀(3)의 내부에 설치되어 있는 증속기(10), 발전기(11) 및 나셀 제어 장치(20) 등이 발열하여 내부 온도를 상승시키므로, 외기를 도입하여 순환시키는 환기를 행함으로써, 나셀(3)의 내부 온도는 나셀 제어 장치(20) 등의 전기 제어 기기류 등에 설정되어 있는 운전 온도 범위 내로 유지되어 있다.
상술한 분출구(12)는, 도 3A 내지 도 3C에 도시한 바와 같이, 나셀 내 냉각풍을 외부로 방출하는 출구에, 냉각풍의 분출 방향 가변 장치로서 배기 플랩(13)을 구비하고 있다.
이 배기 플랩(13)은, 나셀 환기 팬(14)의 운전에 의해 도입구로부터 흡인된 외기가 나셀(3)의 내부를 순환한 나셀 내 냉각풍에 대해, 그 분출 방향을 원하는 방향으로 변화시키는 기능을 갖고 있다. 이와 같은 환기 운전시에는, 나셀(3)의 내부를 환기한 나셀 내 냉각풍의 분출 방향이, 통상의 배기 위치(도 3C 참조)와, 빙결 방지 대책으로서 풍향 풍속계(7)를 향해 분출하는 한랭시 배기 위치(도 4B 참조) 중 어느 한쪽을 선택하고, 원하는 분출 방향을 선택하여 절환 가능하게 된다.
즉, 배기 플랩(13)은, 나셀 제어 장치(20)의 제어 신호를 받아 동작하는 전동기 등의 구동 장치(도시하지 않음)를 구비하고, 강설 한랭 환경하 등의 운전 상황에 따라서, 그 각도를 선택 절환하여 변화시킬 수 있다.
이 결과, 예를 들어 풍력 발전 장치(1)의 운전시나 정지로부터의 시간 경과가 적은 경우에는, 나셀(3)의 내부를 환기하는 나셀 내 냉각풍이 온도 상승하고, 외기 온도와 비교하여 고온으로 된다. 이 나셀 내 냉각풍은, 나셀 제어 장치(20)의 제어 신호를 받아 배기 플랩(13)의 분출 방향(각도)을 한랭시 배기 위치로 변화시킴으로써, 비교적 고온의 나셀 내 냉각풍이 풍향 풍속계(7)로 닿도록 하여 분출되므로, 풍향 풍속계(7)의 빙결 방지나 빙설의 용해가 촉진되어 용해 시간을 단축할 수 있다. 또한, 풍력 발전 장치(1)의 운전 정지 시간이 길고, 나셀(3)의 내부 온도와 외기 온도 사이에 온도차가 없는 경우에 있어서는, 가열 능력은 없기는 하나, 나셀 내 냉각풍의 흐름이 풍향 풍속계(7)로의 착설을 막는다.
도 1은 나셀 제어 장치(20)의 구성예를 나타내는 블록도이고, 이 나셀 제어 장치(20)에는, 풍향 풍속계(7) 외에도, 배기 플랩(13), 나셀 배기 팬(14) 및 외기 온도계(15) 등이 접속되어 있다.
도시한 풍향 풍속계(7)는, 풍향 풍속계 본체(7a)와, 풍향 풍속계(7)의 내부 온도를 측정하는 온도계(7b)와, 한랭시에 풍향 풍속계(7)의 내부를 가열하는 전기 히터(7c) 등의 가열 수단과, 풍향 풍속계 제어 장치(7d)를 구비하여 구성된다.
계속해서, 상술한 나셀 제어 장치(20)에 의한 배기 플랩(13)의 동작 제어에 대해, 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.
최초의 스텝 S1에 있어서, 풍력 발전 장치(1)의 로터 헤드(풍차)(4)는 통상의 대기(待機) 중, 즉 바람 대기의 정지 중이다. 이와 같은 정지 상태에 있어서, 다음 스텝 S2로 진행하여 한 쌍의 풍향 풍속계(7)로부터 입력되는 풍향 및 풍속의 측정값을 비교한다.
스텝 S2에 있어서, 한 쌍의 측정값에 소정값 이상의 차가 있는 부정합을 발생시킨 경우, 어느 한쪽의 풍향 풍속계(7)에 어떠한 문제가 발생하고 있다고 생각할 수 있다. 또한, 이 경우의 소정값은, 풍향 풍속계(7)의 허용 오차 범위 등을 고려하여 적절하게 설정된다.
풍향 풍속계(7)에 문제가 있는 경우, 다음 스텝 S3으로 진행하고, 외기 온도계(15)의 측정값으로부터 외기 온도가 소정값(예를 들어 10℃) 이하의 저온 상태에 있는지 여부를 판단한다. 이 결과, 외기 온도가 소정값 이하로 되는 예(YES)의 경우에는, 다음 스텝 S4로 진행하고, 풍향 풍속계(7)의 히터(7c)에 대해 온(ON) 동작의 유무를 검지한다.
스텝 S4에서 히터(7c)의 온(ON) 동작이 확인된 예의 경우에는, 다음 스텝 S5 로 진행하여 나셀 배기 팬(14)의 동작을 온(ON)으로 하고, 나셀(3) 내의 환기를 개시한다. 즉, 상술한 풍향 풍속계(7)의 문제는, 저외기온에 의한 착설이나 빙결 등에 원인이 있다고 추측되므로, 이 상황을 해소하는 대책으로서, 풍력 발전 장치(1)의 정지시나, 나셀 내 온도가 낮고 환기 운전의 필요가 없는 저외기온시와 같은 상황이라도, 배기 팬(14)의 운전을 강제적으로 개시한다.
또한, 배기 팬(14)의 운전을 개시한 후 다음 스텝 S6으로 진행하고, 배기 플랩(13)의 각도가 상향으로 되는 한랭시 배기 위치로 변경한다. 즉, 배기 플랩(13)의 각도가 도 3C에 도시하는 통상의 배기 위치에서는, 플랩 각도가 나셀(3)의 상면과 대략 평행한 각도로 설정되고, 도면 중에 파선으로 나타낸 바와 같이, 나셀 내 냉각풍은 풍향 풍속계(7)에 직접 닿는 일이 없이 나셀 상면을 따라 똑바로 흘러간다. 그러나, 통상의 배기 위치로부터 배기 플랩(13)의 각도를 상향으로 변화시켜 한랭시 배기 위치로 설정하면, 나셀 내 냉각풍의 흐름은, 도 4A에 파선으로 나타낸 바와 같이, 풍향 풍속계(7)를 향하는 흐름으로 된다.
이와 같이 하여 풍향 풍속계(7)에 나셀 내 냉각풍이 닿게 되면, 풍향 풍속계(7)로의 착설을 막을 수 있고, 나셀 내 냉각풍의 온도가 외기 온도보다 높은 경우에는, 나셀 내 냉각풍에 의한 가열 작용도 얻어지므로, 히터(7c)에 의한 가열로 착설이나 빙결 등을 방지 또는 제거하는 문제 해소를 돕게 된다. 따라서, 중요한 센서의 하나인 풍향 풍속계(7)의 문제 해소에 필요한 시간이 단축되므로, 풍력 발전 장치(1)의 정상적인 운전 개시까지 필요한 시간이나 단축 가능해진다.
그리고, 이와 같이 배기 플랩(13)을 한랭시 배기 위치에 설정한 운전은, 다 음 스텝 S7에 있어서, 한 쌍의 풍향 풍속계(7)로부터 입력되는 풍향 및 풍속의 측정값이 정합되는 것을 확인할 때까지 계속된다. 즉, 스텝 S7에서 풍향 풍속계(7)의 측정값이 정합된다고 판단된 예의 경우에는, 풍향 풍속계(7)의 문제가 해소된 것이라 판단할 수 있으므로, 다음 스텝 S8로 진행하여 나셀 배기 팬(14)을 정지[오프(OFF)]하는 동시에, 배기 플랩(13)의 각도를 통상의 배기 위치(나셀 상면과 평행)로 복귀시킨다.
이와 같은 일련의 동작을 거쳐, 다음 스텝 S9에 있어서 로터(4)가 기동되고, 로터(4)의 회전에 의한 풍력 발전 장치(1)의 운전이 개시된다.
그런데, 상술한 스텝 S3에 있어서, 외기 온도가 소정값보다 높은 아니오(NO)의 경우에는, 풍향 풍속계(7)의 문제가 저외기온에 기인하는 것이 아니기 때문에, 다음 스텝 S10으로 진행하여 풍향 풍속계 이상(異常)이라 판단한다. 그리고, 이와 같은 풍향 풍속계(7)의 이상은, 풍력 발전 장치(1)의 정상적인 운전에 지장을 초래하는 것이기 때문에, 다음 스텝 S11로 진행하여 풍력 발전 장치(1)의 운전을 정지한다.
또한, 상술한 스텝 S4에 있어서, 풍향 풍속계(7)의 히터(7c)가 온(ON) 동작한 것을 확인할 수 없는 아니오의 경우에 대해서도, 다음 스텝 S10으로 진행하여 마찬가지로 풍향 풍속계 이상이라 판단하고, 또한 다음 스텝 S11로 진행하여 풍력 발전 장치(1)의 운전을 정지한다.
또한, 상술한 스텝 S7에 있어서, 한 쌍의 풍향 풍속계(7)로부터 입력되는 측정값이 정합되지 않은 아니오의 경우에는, 스텝 S12로 진행하여 배기 플랩(13)을 상향으로 변경한 후 경과한 시간을 판단한다.
이 결과, 경과 시간이 미리 정한 지정 시간 이내인 예의 경우에는, 배기 플랩(13)을 한랭시 배기 위치로 한 상태로 나셀 배기 팬(14)의 운전을 계속한다. 이 경우의 지정 시간은, 풍력 발전 장치(1)의 사양이나 설치 장소 등의 여러 조건에 따라서 다른 것이고, 미리 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 얻어진 문제 해소에 필요한 시간을 참조하여 정해진다.
그러나, 경과 시간이 상술한 지정 시간을 초과한 아니오의 경우에는, 통상의 문제 해소 시간을 초과하고 있으므로, 역시 스텝 S10으로 진행하여 풍향 풍속계 이상이라 판단하고, 또한 다음 스텝 S11로 진행하여 풍력 발전 장치(1)의 운전을 정지한다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 풍력 발전 장치(1)에 따르면, 풍향 풍속계(7)의 빙결시에 있어서, 나셀(3)의 상부에 풍향 풍속계(7)의 방향을 향해 개방하도록 설치된 나셀 내 냉각풍의 분출구(12)에서는, 냉각풍의 분출 방향 가변 장치 단으로 되는 배기 플랩(13)의 조작에 의해 나셀 내 냉각풍의 분출 방향을 풍향 풍속계(7)로 향하게 할 수 있다. 이로 인해, 풍향 풍속계(7)를 향해 나셀 내 냉각풍을 불어낼 수 있게 되고, 이 결과, 나셀 내 냉각풍이 풍향 풍속계(7)에 닿게 되므로, 이 흐름에 의해 착설 및 적설을 방지할 수 있고, 혹은 나셀(3)의 내부를 냉각하여 온도 상승한 냉각풍의 흐름에 의해 풍향 풍속계(7)에 부착된 빙설을 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 풍력 발전 장치(1)에 있어서는, 나셀(3)의 상부에 풍향 풍속계(7)를 복수 설치해 두고, 풍향 풍속계(7)로의 빙설 부착 상황을 측정값의 비교 에 의해 판단하도록 했으므로, 풍향 풍속계(7)의 빙결이나 융설 부착 상황에 관한 파악 정밀도가 향상되고, 한랭지에 있어서의 풍향 풍속계(7)의 빙결 등에 기인하는 운전 트러블을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 풍향 풍속계(7)의 수에 대해서는, 상술한 실시 형태의 2대에 한정되지 않고, 3대 또는 그 이상으로 해도 좋고, 혹은 파악 정밀도의 문제는 있기는 하나, 1대로 해도 좋다.
또한, 송풍 방향 가변 장치에 대해서도, 필요에 따라서 나셀 내 냉각풍의 분출 방향을 변화시킬 수 있으면, 상술한 배기 플랩(13)에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절하게 변경할 수 있다.

Claims (2)

  1. 풍차 날개를 장착한 로터 헤드에 연결된 구동ㆍ발전 기구를 수납 설치하고 있는 나셀 상부에 풍향 풍속계를 구비하고 있는 풍력 발전 장치이며,
    상기 나셀 상부에 상기 풍향 풍속계의 방향을 향해 개방하는 나셀 내 냉각풍의 분출구를 설치하고, 상기 분출구가 상기 냉각풍의 분출 방향 가변 수단을 구비하고 있는, 풍력 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 풍향 풍속계를 복수 설치해 두고, 상기 풍향 풍속계로의 빙설 부착 상황이 각각의 상기 풍향 풍속계로부터 입력되는 풍향 및 풍속의 측정값의 비교에 의해 판단되는, 풍력 발전 장치.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101047025B1 (ko) * 2008-12-17 2011-07-06 주식회사 효성 풍력 발전기용 윈드 센서 어셈블리
KR101063273B1 (ko) * 2008-12-29 2011-09-07 주식회사 효성 풍력 발전기용 너셀 커버
EP2213877A3 (en) * 2009-01-30 2016-08-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine having a Nacelle with cooler top
WO2010140248A1 (ja) 2009-06-05 2010-12-09 三菱重工業株式会社 風力発電装置及びその制御方法並びに風力発電システム
DE102009025118A1 (de) * 2009-06-11 2010-12-16 Aerodyn Energiesysteme Gmbh Windenergieanlage mit Kühlstromrückführung
KR101200122B1 (ko) 2009-06-26 2012-11-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 발전 장치 및 그 제어 방법
TWI386552B (zh) * 2009-07-07 2013-02-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind power plant and its control method
AU2009342697B2 (en) * 2009-08-19 2012-04-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine and method of deicing wind turbine blade
ES2392214T3 (es) * 2009-11-24 2012-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Disposición de una góndola de turbina eólica con un instrumento
NZ602910A (en) 2010-04-19 2014-12-24 Wobben Properties Gmbh Method for the operation of a wind turbine
DE202010009460U1 (de) 2010-06-23 2010-09-16 Nordex Energy Gmbh Vorrichtung zur Beheizung von Wettermasten
DE202010009461U1 (de) 2010-06-23 2010-09-16 Nordex Energy Gmbh Vorrichtung zur Beheizung von Wettermasten
DE102011077129A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
EP2639450B1 (en) * 2012-03-13 2016-05-18 ALSTOM Renewables Technologies Wind B.V. Air conditioning system for a wind turbine and method for ventilating and pressurizing a wind turbine
EP2669511B1 (en) * 2012-05-31 2016-08-03 ADWEN Offshore, S.L. Wind turbine and method to prevent equipment corrosion from humid ambient air entry
CN103107757B (zh) * 2013-01-24 2015-05-13 北京天诚同创电气有限公司 一种利用全功率变流器对风力发电机加热的方法
KR101422709B1 (ko) 2013-04-04 2014-07-23 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기
DK2984340T3 (en) * 2013-04-12 2017-10-16 Vestas Wind Sys As IMPROVEMENTS RELATED TO WINDOW MILL SENSORS
EP2806542B1 (en) * 2013-05-22 2016-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Airflow control arrangement
DE102016218594C9 (de) * 2016-09-27 2019-11-21 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Windturbine
CN108005863B (zh) * 2016-11-02 2019-09-13 北京金风科创风电设备有限公司 风力驱动旋转装置及其驱动方法
DE102017010609A1 (de) * 2017-11-16 2019-05-16 Senvion Gmbh Verfahren und System zum Erkennen eines Vereisungszustands einer Windenergieanlage
CN112780509B (zh) * 2019-11-01 2023-07-28 新疆金风科技股份有限公司 空气冷却***、风力发电机组及其冷却方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003343417A (ja) 2002-05-27 2003-12-03 Fuji Heavy Ind Ltd 風 車
JP2005510661A (ja) 2001-11-27 2005-04-21 アロイス・ヴォベン センサを監視する方法
JP2006514190A (ja) 2003-10-16 2006-04-27 バッティスティ,ロレンツォ 風力プラント用の氷結防止システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2468698A (en) * 1946-10-24 1949-04-26 Wood Louvan Elbert Instrument protective apparatus
EP0914276B1 (en) * 1996-07-03 2003-10-08 Lm Glasfiber A/S A method and a system for deicing of airfoil wings of composite material
US6483199B2 (en) * 2000-04-28 2002-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wind power generating device
ITMI20021439A1 (it) 2002-06-28 2003-12-29 High Technology Invest Bv Impianto di generazione eolica ad alto rendimento energetico
ITTO20020908A1 (it) 2002-10-17 2004-04-18 Lorenzo Battisti Sistema antighiaccio per impianti eolici.
WO2004079185A2 (en) * 2003-03-03 2004-09-16 Renaissance Power Development Corporation Electric power generation system
EP1496251A1 (de) * 2003-07-11 2005-01-12 Lasertechnik Rädisch GmbH Vorrichtung zum Enteisen der Rotorblätter einer Windkraftanlage sowie Windkraftanlage mit einer derartigen Vorrichtung
US7086834B2 (en) * 2004-06-10 2006-08-08 General Electric Company Methods and apparatus for rotor blade ice detection
US7095129B2 (en) * 2004-06-30 2006-08-22 General Electric Company Methods and apparatus for rotor load control in wind turbines
JP4796009B2 (ja) * 2007-05-18 2011-10-19 三菱重工業株式会社 風力発電装置
US7823437B2 (en) * 2007-06-18 2010-11-02 General Electric Company Anemometer calibration method and wind turbine
JP5123780B2 (ja) * 2008-07-28 2013-01-23 三菱重工業株式会社 風力発電装置
WO2011004482A1 (ja) * 2009-07-09 2011-01-13 三菱重工業株式会社 風力発電装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510661A (ja) 2001-11-27 2005-04-21 アロイス・ヴォベン センサを監視する方法
JP2003343417A (ja) 2002-05-27 2003-12-03 Fuji Heavy Ind Ltd 風 車
JP2006514190A (ja) 2003-10-16 2006-04-27 バッティスティ,ロレンツォ 風力プラント用の氷結防止システム

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Publication number Publication date
EP2154364A1 (en) 2010-02-17
AU2008252244B2 (en) 2011-03-31
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US7905701B2 (en) 2011-03-15
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EP2154364A4 (en) 2013-11-13

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