BR102014006293A2 - Sistema de controle distribuído - Google Patents

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BR102014006293A2
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Abstract

RESUMO Patente de Invenção: "SISTEMA DE CONTROLE DISTRIBUÍDO". Trata-se de um sistema e um método para medição de carga à base de pressão. O sistema e o método medem pelo menos um diferencial de pressão em um aerofólio e determinam pelo menos uma carga aerodinâmica associada a pelo menos um diferencial de pressão. A pelo menos uma carga determinada é usada para modificar características do aerofólio para aumentar a eficiência e/ou evitar o dano. A pelo menos uma carga aerodinâmica determinada pode ser adicionalmente utilizada para equilibrar e/ou otimizar as cargas no aerofólio, estimar uma distribuição de carga ao longo do aerofólio usada para derivar outras métricas sobre o aerofólio e/ou usada em um sistema de controle distribuído para aumentar a eficiência e/ou reduzir o dano a, por exemplo, uma ou mais turbinas eólicas

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE CONTROLE DISTRIBUÍDO".
CAMPO TÉCNICO [001] Os aspectos referem-se a um sistema de controle distribuído para uma turbina eólica.
ANTECEDENTES [002] A medição de carga em dispositivos mecânicos e eletrônicos é frequentemente usada para otimizar o desempenho. Cargas excessivas podem sobrecarregar o sistema e resultar em danos ou eficiência mais baixa. No campo da aerodinâmica, por exemplo, pás ou asas podem ser suscetíveis a cargas excessivas devido à direção e magnitude de fluxo de ar. De modo similar, em hidrodinâmica, cargas sustentadas a partir do fluxo de água também podem afetar a eficiência e aumentar o potencial de danos. Para medir as cargas, vários tipos de sensores podem ser usados, incluindo manômetros, tensiôme-tros, sensores de força (por exemplo, transdutores) e similares. Em alguns casos, o posicionamento dos vários sensores pode afetar a precisão das medições de carga.
SUMÁRIO [003] O presente sumário é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos de forma simplificada, que são adicionalmente descritos abaixo na Descrição Detalhada. O Sumário não é destinado a identificar características-chave ou essenciais da matéria reivindicada, assim como não é destinado a ser usado para limitar o escopo da matéria reivindicada. [004] Os aspectos descritos no presente documento referem-se à determinação ou estimativa de carga em um dispositivo com base em vários posicionamentos de sensores no dispositivo. Em um exemplo, a determinação de carga aerodinâmica em uma pá de turbina ou asa de avião pode envolver a identificação de pressão barométrica (isto é, ar ambiente), temperatura de ar ambiente, velocidade de rotor, ângulo de passo da pá, local radial dos sensores e ângulo de rotação da pá. Com o uso desses fatores, uma carga aerodinâmica pode ser calculada com o uso de um número predeterminado de sensores incluídos na pá. Por exemplo, dois sensores de pressão podem ser usados para determinar um diferencial de pressão. Com base no diferencial de pressão dos dois sensores e um ou mais dos fatores notados acima, a carga aerodinâmica na pá pode ser determinada. [005] De acordo com alguns aspectos da descrição, a determinação ou estimativa de uma carga aerodinâmica em um membro portador de carga aerodinâmica pode exigir apenas o posicionamento de dois sensores de pressão no membro portador de carga aerodinâmica. Outras entradas de dados usadas para calcular a carga aerodinâmica podem ser determinadas a partir dos sensores de pressão ou outros sensores que não estejam montados em ou, de outra forma, incluídos na pá. Por exemplo, a temperatura de ar ambiente pode ser calculada com o uso de um termômetro montado no rotor, nacele ou torre. [006] De acordo com outros aspectos da descrição, a determinação ou estimativa de uma carga aerodinâmica pode ser usada para equilibrar cargas nas pás de uma turbina eólica. Por exemplo, dois orifícios de captação de pressão podem ser fornecidos em cada pá de uma turbina eólica para determinar um diferencial de pressão. Com o uso do diferencial de pressão e outros fatores listados acima, uma carga pode ser estimada em cada pá. As cargas em cada pá podem ser comparadas para determinar se as cargas estão equilibradas entre as pás e/ou se as cargas em cada pá estão em uma faixa ótima. [007] De acordo com outros aspectos da descrição, a determinação ou estimativa de uma carga aerodinâmica em um membro portador de carga aerodinâmica pode ser usada para determinar ou estimar uma distribuição de carga ao longo do membro. A determinação de uma distribuição de carga ao longo do membro portador de carga aerodinâmica pode ser usada para determinar outras medidas associadas ao membro incluindo, por exemplo, o deslocamento do membro portador de carga, a velocidade do membro portador de carga, a aceleração do membro portador de carga e um momento que atua sobre o membro portador de carga. [008] De acordo com outros aspectos da descrição, sistemas de controle distribuído podem ser usados em uma turbina eólica ou entre múltiplas turbinas eólicas. Esses sistemas de controle distribuído podem modificar uma ou mais características de cada turbina eólica em resposta à estimativa de cargas associadas a uma ou mais turbinas eólicas. Em uma modalidade, múltiplos controladores realizam modificações desejadas de modo que cada controlador possa agir como um substituto ou reserva caso outro falhe. Em outra modalidade, um controlador pode modificar características em resposta a um controlador em uma turbina eólica relacionada que estima uma carga na turbina eólica relacionada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] O sumário antecedente da invenção, assim como a descrição detalhada posterior de modalidades ilustrativas, é mais bem compreendido quando lido em conjunto com os desenhos anexos, que estão aqui incluídos a título de exemplo, não a título de limitação em relação à invenção reivindicada. [0010] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma turbina eólica, de acordo com uma modalidade da descrição. [0011] A figura 2 ilustra um corte transversal de um aerofólio que compreende um sistema de medição de carga baseado em pressão, de acordo com uma modalidade da descrição. [0012] A figura 3A ilustra um gráfico que mostra um coeficiente de força normal versus um coeficiente de diferencial de pressão, de acor- do com uma modalidade da descrição. [0013] A figura 3B ilustra um gráfico que mostra um coeficiente de força tangencial versus um coeficiente de diferencial de pressão, de acordo com uma modalidade da descrição. [0014] A figura 4 ilustra forças exemplificadoras que atuam sobre um membro portador de carga aerodinâmica, de acordo com uma modalidade da descrição. [0015] A figura 5 ilustra um fluxograma de um método para determinar uma relação entre um coeficiente de força e um coeficiente de diferencial de pressão, assim como uma relação entre uma velocidade de rotor e/ou ângulo de passo da pá e velocidade de vento, de acordo com uma modalidade da descrição. [0016] A figura 6 ilustra um fluxograma de um método para controlar uma ou mais características de aerofólio em resposta às cargas de determinação que atuam sobre o aerofólio, de acordo com uma modalidade da descrição. [0017] A figura 7 ilustra a modificação de uma ou mais características de uma pá de turbina eólica, de acordo com uma modalidade da descrição. [0018] A figura 8 ilustra um fluxograma para um método para equilibrar pás e/ou otimizar cargas em uma turbina eólica, de acordo com uma modalidade da descrição. [0019] A figura 9 ilustra um sistema de controle para determinar uma distribuição de carga em um aerofólio, de acordo com uma modalidade da descrição. [0020] A figura 10A ilustra uma distribuição de carga exemplifica-dora em uma pá de turbina eólica, de acordo com uma modalidade da descrição. [0021] A figura 10B ilustra outro exemplo de distribuição de carga em uma pá de turbina eólica, de acordo com uma modalidade da des- crição. [0022] A figura 11 ilustra uma turbina eólica exemplificadora que compreende múltiplos controladores, de acordo com uma modalidade da descrição. [0023] A figura 12 ilustra um sistema exemplificador de múltiplas turbinas eólicas com múltiplos controladores, de acordo com uma modalidade da descrição.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0024] Na descrição a seguir de várias modalidades ilustrativas, é feita referência aos desenhos anexos, que formam uma parte do presente documento, e nos quais são mostradas, a título de ilustração, várias modalidades nas quais a invenção pode ser praticada. Deve-se compreender que outras modalidades podem ser utilizadas e modificações estruturais e funcionais podem ser feitas sem que se saia do escopo da presente invenção. [0025] A figura 1 ilustra uma turbina eólica 2 em uma fundação 4 com uma torre 6 que suporta uma nacele 8. Uma ou mais pás 10 são fixadas a um cubo 12 através de um flange de parafuso 14. O cubo 12 está conectado a um trem de acionamento (não mostrado) na nacele 8. Em uma disposição, as pás 10 podem ser pás de rotor de comprimento fixo que têm porção radicular 16 e porção de ponta 18. Em outra disposição, as pás 10 podem ser pás de comprimento variável que têm uma porção radicular 16 e uma porção de ponta 18. As pás de comprimento variável podem ser configuradas para se estenderem e retraírem dadas certas condições. Vários modos para controlar uma pá de comprimento variável podem ser usados para otimizar ou, de outro modo, aumentar a eficácia de tais pás e/ou uma turbina, como a turbina eólica 2, à qual as pás estão fixadas. Qualquer sistema de acionamento, como uma chave de fenda, uma disposição de pistão/cilindro ou uma polia/guincho pode ser usado para mover a porção de ponta 18 em relação à porção radicular 16. Tais sistemas de acionamento são descritos na Patente U.S. nQ 6.902.370, intitulada "Telescoping Wind Turbine" e depositada em 4 de junho de 2002, que está aqui incorporada a título de referência. A turbina eólica 2 inclui, ainda, uma mecanismo de orientação e um motor de guinada e pode incluir um sistema de controle de passo, não mostrado. Alternativa ou adicionalmente, as pás 10 podem incluir uma mistura de pás de rotor de comprimento variável e de comprimento fixo. [0026] De acordo com ainda outros aspectos, as pás 10 podem incluir um ou mais defletores de ar alocáveis configurados para modificar o fluxo de ar ao se estenderem a partir de uma superfície de pás 10. Em outras modalidades, características adicionais (não mostradas) e/ou métodos podem ser usados para modificar fluxo de ar ao longo de uma pá. Por exemplo, o passo de pá pode ser modificado, um ou mais atuadores de plasma podem ser atuados, uma turbina eólica pode utilizar sucção/sopro ativo, uma ou mais abas dispostas em uma pá podem ser ativadas etc., para modificar o fluxo de ar. A modificação do fluxo de ar pode resultar no aumento de elevação e/ou diminuição na carga. Um controlador pode, portanto, modificar a saída de potência, eficiência, carga e similares como uso dos defletores de ar alocáveis. Exemplos de defletores de ar alocáveis são descritos no Pedido de Patente U.S. nQ 12/122.584, intitulado "Wind Turbine with Gust Compensation Air Defletor" e depositado em 16 de maio de 2008, o qual está aqui incorporado a título de referência. [0027] A figura 2 ilustra um corte transversal exemplificador de um aerofólio, como a partir de uma asa de avião, pá de turbina eólica etc., conforme usado em conjunto com a presente descrição. O aerofólio inclui uma borda dianteira 22, uma borda posterior 24, uma superfície superior 26 e uma superfície inferior 28. Uma corda média aerodinâmica, c, pode ser definida como uma linha entre a borda dianteira 22 e a borda posterior 24 do aerofólio 20. O aerofólio 20 mostrado na figura 2 é meramente um projeto de corte transversal ilustrativo e reconhece-se que variações de corte transversal infinitas podem ser usadas como parte da presente invenção. O aerofólio 20 pode ser feito de qualquer construção e materiais adequados, como fibra de vidro e/ou fibra de carbono. [0028] Com referência adicional à figura 2, a pá 20 inclui orifícios em dois locais de captação de pressão, P1 e P2. P1 está localizado na superfície inferior 28 da pá 20 e P2 está localizado na superfície superior 26 da pá 20. Um transdutor de pressão 30 é fornecido para medir o diferencial de pressão entre os dois locais de captação de pressão. Os locais 30a, 30b indicam lados opostos do diafragma de transdutor de pressão para determinar o diferencial de pressão entre cada ponto P1 e P2. Em uma disposição alternativa, múltiplos transdutores de pressão podem ser usados. O local de P1 e P2 mostrado na figura 2 é meramente ilustrativo de um local exemplificador de cada orifício. O local de P1 e P2 pode ser, em geral, dependente da geometria de corte transversal da pá 20 ou asa. Em um exemplo, o local dos sensores de pressão e portas pode corresponder a 0,125c e 0,150c nas superfícies de pressão e sucção, respectivamente, em que c representa o comprimento da corta. Essa faixa pode, em alguns exemplos, ser preferível para reduzir o erro em um limite especificado (por exemplo, 7%). Em algumas modalidades, P1 e P2 podem ser dispostos, por e-xemplo, entre 5% e 70% do comprimento da corda c e, em algumas modalidades, dispostos, por exemplo, entre 10% e 60% do comprimento da corda c. [0029] Com o uso do diferencial de pressão entre Pi e P2, um controlador pode determinar várias cargas de uma pá que inclui uma carga de elevação, uma carga de força normal, uma carga de força tangente, uma carga em plano (produção de potência) e uma carga nor- mal de rotor. Mais especificamente, as forças aerodinâmicas e momentos gerados ao longo da extensão de uma pá são proporcionais a uma diferença na pressão entre dois pontos de uma superfície de ae-rofólio. Com o uso de uma pressão dinâmica local determinada e o diferencial de pressão medido (isto é, a diferença nas pressões entre P-i e P2), as cargas que atuam sobre uma pá podem ser prontamente determinadas. Em geral, a pressão dinâmica local (ou valor estimado da mesma) pode ser determinada com o uso da equação a seguir: em que p~ corresponde à densidade de ar ambiente e vest corresponde à velocidade de ar local estimada nos sensores de pressão. Para uma turbina eólica, uma estimativa da velocidade de ar eólica pode ser obtida com o uso da velocidade de rotor e velocidade eólica, conforme definido na equação 2: [0030] Ou seja, um valor estimado de velocidade de ar local nas proximidades dos sensores de pressão (vest) pode ser calculado com o uso da velocidade de rotor (curot0r) conhecida, da posição radial dos sensores de pressão (Censor), e da velocidade eólica (vvento,est)· Em alguns casos, a velocidade eólica pode não ser diretamente mensurável (por exemplo, sensores podem não ser usados ou incluídos na pá ou turbina para medir a velocidade eólica). Em tais casos, a velocidade eólica pode ser determinada empiricamente como o uso da turbina eólica como um anemômetro. O conjunto a seguir de equações estima a velocidade eólica com base na velocidade de rotor dependendo do ângulo de passo da pá (/3): em que ??#? ??# representam coeficientes determinados empiricamen-te e ? representa o passo de pá que tem um mínimo de /3mín. as diferentes regiões podem ter perfis de carga diferentes e, portanto, precisam de algoritmos ou fórmulas diferentes para determinar a carga estimada dadas as várias entradas de dados. Como um exemplo particular no qual simulações foram realizadas para uma turbina ZOND™ de 750 kW com um rotor de 48 m composto de três pás EUROS™, os coeficientes de Região II e Região III foram determinados: [0031] Uma vez que a pressão dinâmica local tiver sido calculada, será usada para adimensionalizar o diferencial de pressão medido, resultando em um coeficiente de diferencial de pressão (CAP), conforme detalhado na equação 4: [0032] Esse coeficiente de diferencial de pressão, junto com constantes determinadas empiricamente, podem ser usados para estimar cada carga associada à pá. Especificamente, em uma modalidade, para calcular qualquer uma das cargas indicadas acima (por exemplo, carga de elevação, carga de força normal, carga de força tangente, carga em plano) com base no diferencial de pressão medido, um coeficiente para cada força correspondente a cada carga é calculado com o uso do coeficiente de diferencial de pressão determinado. As equações 5, 6 e 7 são fórmulas exemplificadoras para calcular o coeficiente de força de elevação (C/>esf), coeficiente de força normal (Cn,est) e coeficiente de força tangente {Ctest), respectivamente. Em algumas disposições, esses coeficientes podem representar coeficientes estimados ou valores em vez de reais. [0033] Nas equações 5, 6 e 7, ?m, Km e Km representam, cada, coeficientes empíricos que podem depender da geometria de seção de pá local e locais de instalação de orifício de pressão. Conforme mostrado pelas equações 5, 6 e 7, o coeficiente de diferencial de pressão tem uma relação linear com cada um dentre o coeficiente de força de elevação e o coeficiente de força normal e tem uma relação quadrática com o coeficiente de força tangente. Para determinar cada um dos coeficientes empíricos, a relação linear ou quadrática pode ser encaixada a dados coletados empíricos ou calculados para o tipo de pá (por e-xemplo, geometria de seção de pá) e/ou locais de instalação de sensor de pressão. [0034] A figura 3A ilustra um encaixe linear exemplificador entre o coeficiente de diferencial de pressão (CAp) e o coeficiente de força normal (C„) com base em dados empíricos para um tipo particular de pá e local de instalação e sensor. Por exemplo, simulações e/ou testes podem ser realizados em uma pá do tipo particular e que tem os sensores de pressão localizados nos locais de instalação de sensor. Os resultados dos testes e/ou simulação podem, então, ser analisados para identificar uma relação linear entre CAp e Cn. Em algumas disposições, algoritmos de melhor encaixe (por exemplo, mínimos quadrados) podem ser usados para computar a relação entre o coeficiente de diferencial de pressão e cada um dos outros coeficientes. [0035] De modo similar, a figura 3B ilustra uma relação quadrática exemplificadora entre o coeficiente de diferencial de pressão (CAp) e o coeficiente de força tangencial (Ct). Novamente, os dados coletados através de estudos empíricos e análises podem ser usados para derivar a relação quadrática para um tipo particular de pá e/ou local de ins- talação de sensor de pressão. [0036] A figura 4 é um diagrama que ilustra forças exemplificado-ras que atuam sobre uma pá de rotor 401 junto com um vetor eólico exemplificador 403. As forças ilustradas incluem a força resultante (R), força de elevação (f*), força de arrasto (fd), força normal (fn), força tangente (fí), força normal-rotor (FN) e força tangente-rotor (FT). Por e-xemplo, a força normal-rotor FN é perpendicular ao plano do rotor 407 enquanto a força normal f„ é normal em relação à corda média aerodinâmica 405 da pá de rotor 401. As forças normais ao plano do rotor 407 podem ser usadas para determinar momentos de flexão da raiz, o que contribui com a tensão na pá. Em conformidade, os controles podem ser implantados para minimizar os momentos de flexão da raiz ou para otimizar a saída de potência. Em um exemplo, otimizar a saída de potência pode incluir equilibrar o momento de flexão da raiz enquanto maximiza as cargas produtoras de potência em plano. A modificação de momentos de flexão, cargas normais, cargas de produção de potência e outras forças pode ser controlada em uma variedade de formas, incluindo a mudança do passo de pá ou guinada, empregando defletores de ar, estendendo/retraindo pás expansíveis e retráteis, e similares, conforme é descrito com mais detalhes abaixo. [0037] Com o uso dos coeficientes de força de elevação, força normal e força tangente (conforme determinado por, por exemplo, e-quações 5, 6 e 7 respectivamente), e a pressão dinâmica local estimada (conforme determinada, por exemplo, pela equação 1), a carga de elevação (£), carga de força normal (?) e carga de força tangente (t) podem ser estimadas com base nas seguintes equações: [0038] As Equações 8, 9 e 10 estimam cargas aerodinâmicas no quadro de referência de corda fixa local. Em general, essas cargas podem ser traduzidas em outros quadros de referência se os ângulos de transformação apropriados forem conhecidos. Por exemplo, a carga normal ao plano do rotor pode ser calculada como o uso das cargas de força normal e tangente determinadas do quadro de referência de corda fixa local com base na seguinte equação: em que é?Sensor corresponde ao ângulo de rotação da pá no local de sensor e ? corresponde ao ângulo de passo da pá (conforme discutido). Em geral, os sensores superior e inferior estarão localizados em posições radiais correspondentes em uma superfície superior e uma superfície inferior da pá. Em conformidade, o ângulo de rotação da pá será o mesmo. Para calcular a carga da normal no quadro de referência fixado na pá, ? é configurado para zero. [0039] De modo similar, as cargas tangenciais relativas a diversos quadros de referência podem ser calculadas com base nas cargas de força normal e tangente determinadas (relativas ao quadro de referência de corda fixa local). Por exemplo, a equação de carga tangencial a seguir pode ser aplicada: [0040] Novamente, a carga tangencial no quadro de referência fixado na pá pode ser calculada ao configurar o ângulo de passo da pá ? para zero. [0041] A figura 5 ilustra um fluxograma de um método exemplifica-dor para determinar empiricamente a relação entre cada coeficiente de carga e o coeficiente de diferencial de pressão, assim como determinar empiricamente a relação entre a velocidade de rotor e/ou o ângulo de passo da pá e a velocidade eólica. Essas relações determinadas empiricamente podem, posteriormente, ser usadas ao determinar cargas em uma pá de turbina eólica com o uso de um único diferencial de pressão, conforme discutido mais abaixo. [0042] Na etapa 500, um sistema de computação pode coletar, receber ou, de outra forma, determinar informações de carga geradas com base em testes empíricos e análises (por exemplo, simulações, testes de campo, dados para turbinas em serviço etc.). O sistema de computação pode compreender um controlador para modificar ou, de outra forma, configurar características de uma turbina eólica, um aero-fólio, dispositivos em ou sobre um aerofólio, conjuntos de turbinas eólicas e similares e/ou combinações dos mesmos. O sistema de computação pode corresponder a um controlador para um dispositivo defletor de ar em um ou mais exemplos. Alternativa ou adicionalmente, o sistema de computação pode corresponder a um controlador para uma pá inteira pá. Em ainda outros exemplos, o sistema de computação pode ser configurado para controlar todos os dispositivos ou um subconjunto dos mesmos em uma turbina eólica. Em ainda outro exemplo, o sistema de computação pode ser configurado para controlar múltiplas turbinas eólicas. Com o uso dos dados de carga coletados, os coeficientes de força de elevação (Cl), força normal (Cn), força tangente (Ct) e diferencial de pressão (CAp) podem ser calculados ou, de outra forma, determinados na etapa 505. Por exemplo, o coeficiente de diferencial de pressão pode ser calculado a partir das informações de carga recebidas com base na equação: em que pé a pressão local medida na superfície de pá, p„éa pressão barométrica (isto é, ar ambiente) eq»é a pressão dinâmica. A pressão dinâmica pode ser calculada com o uso da equação a seguir: em que p»éa densidade de ar ambiente e é a velocidade do ar ambiente. A densidade de ar ambiente pode ser determinada de acor- do com a lei do gás ideal com o uso da temperatura de ar ambiente (To.) e da constate de gás para ar seco (Rar, que tern um valor de 287 J/(kg K)), de acordo com a seguinte equação: [0043] Um coeficiente para cada força pode ser calculado a partir das informações de carga recebidas e da pressão dinâmica determinada com base na equação: em que Fé a força associada ao coeficiente sendo calculado (por e-xemplo, de elevação, normal, tangencial etc.) e A é a área nominal sobre a qual a força está atuando (definida como ? vezes o diâmetro nominal ao quadrado, tudo dividido por quatro). Por exemplo, em relação à elevação, a área nominal sobre a qual a força de elevação está atuando pode ser, por exemplo, a área do formato da asa. [0044] Mediante a determinação de cada um desses coeficientes, as relações podem ser derivadas ou, de outro modo, determinadas entre o coeficiente de diferencial de pressão e cada um dentre o coeficiente de elevação, o coeficiente de força normal e o coeficiente de força tangente na etapa 510. Conforme discutido acima e ilustrado na figura 3A e na figura 3B, a relação pode ser, por exemplo, uma relação linear ou uma relação quadrática e pode ser determinada com o uso de algoritmos de melhor encaixe, como mínimos quadrados e similares. Em um exemplo, os coeficientes de elevação e de força normal podem ter uma relação linear com o coeficiente de diferencial de pressão enquanto o coeficiente de força tangente pode ter uma relação quadrática com o coeficiente de diferencial de pressão. Na etapa 515, as constantes (por exemplo, Km, Kn# e Km) que resultam das relações determinadas podem ser extraídas e armazenadas. Por exemplo, as constantes podem ser armazenadas em um dispositivo de armazena- mento em um aerofólio, em uma turbina ou em um controlador central configurado para controlar turbinas múltiplas. [0045] Na etapa 520, o sistema pode, adicionalmente, coletar (por exemplo, receber) ou, de outra forma, determinar dados de velocidade de vento medidos (vvent0), informações de velocidade de rotor detectadas (corotor) e ângulo de passo da pá (?). Essas informações podem ser medidas, em alguns exemplos, durante testes empíricos e/ou simulações. Com o uso dos dados coletados, o sistema pode, na etapa 525, determinar (por exemplo, calcular) relações entre os dados de velocidade de vento e um ou mais dentre a velocidade de rotor e o ângulo de passo da pá. Por exemplo, uma primeira relação pode ser definida para um ângulo de passo da pá mínimo (/3m/n) da pá de rotor enquanto uma segunda relação pode ser determinada para ângulo de passo da pás acima do ângulo de passo da pá mínimo. Exemplos das várias relações são mostrados no conjunto de equações 3. Essas relações (entre velocidade de vento e velocidade de rotor e/ou ângulo de passo da pá), assim como com as relações de coeficiente de diferencial de pressão, podem ser determinadas com o uso de dados empíricos e algoritmos de melhor encaixe, como mínimos quadrados. Uma vez que as relações foram determinadas, as constantes para as relações de velocidade de vento podem, então, ser extraídas e armazenadas na etapa 530 para uso subsequente. [0046] Ao identificar as várias relações entre coeficientes de carga e coeficientes de diferencial de pressão, e entre velocidade de rotor e ângulos de passo da pá e velocidade eólica, um sistema de controle de turbina pode modificar, apropriadamente, características de pá e turbina em resposta para compensar por ou, de outra forma, tratar de várias cargas e condições de carga. Em um exemplo, um sistema de controle de turbina pode modificar características de pá ou turbina, como a alocação/retração de defletores de ar em uma pá, exten- são/retração de uma porção de ponta de uma pá, modificar ângulos de passo e/ou guinada e similares. Em alguns casos, o sistema de controle de turbina pode modificar características de pá para otimizar a razão de elevação para arrasto, conforme descrito com mais detalhes abaixo. [0047] A figura 6 ilustra um método exemplificador para controlar uma ou mais características de pá e turbina com base em determinações de carga, como aquelas realizadas de acordo com aspectos descritos no presente documento (por exemplo, com o uso de um único diferencial de pressão). Um ou mais sistemas de controle pode ser u-sado para controlar as características de pá e/ou turbina. O(s) siste-ma(s) de controle pode estar localizado na pá, na turbina ou em uma sala de controle remota da turbina. O sistema de controle também pode ser configurado para controlar um único dispositivo (por exemplo, um único defletor de ar, única pá de rotor, única turbina) ou múltiplos dispositivos (por exemplo, múltiplos defletores de ar, múltiplas pás de rotor, múltiplas turbinas). Na etapa 600, o sistema de controle pode receber ou determinar dados de sensor de pressão a partir de um par de orifícios de pressão em uma pá enquanto a turbina está em operação. Em um exemplo, os dados podem ser fornecidos sem fio ou através de conexões com fio e/ou com o uso de uma ou mais redes públicas ou privadas. Na etapa 605, o sistema de controle pode determinar o diferencial de pressão (??) entre as leituras de sensor de pressão a partir dos dois orifícios de captação de pressão (por exemplo, e P2 na figura 2), uma velocidade de rotor (curoíor), pressão barométrica (isto é, ar ambiente) (p»), temperatura de ar ambiente (7„) e um ângulo de passo da pá (por exemplo, positivo em direção a pás em bandeira, ?). Em várias disposições, o sistema de controle pode determinar pelo menos dois dentre uma velocidade de rotor (??????), pressão barométrica (isto é, ar ambiente) (p»), temperatura de ar ambiente (7„) e um ân- guio de passo da pá (por exemplo, positivo em direção a pás em bandeira, /3). Em outros exemplos, o sistema de controle pode apenas determinar uma das características supracitadas. [0048] Na etapa 610, o sistema de controle pode determinar a velocidade de ar local (vest). A velocidade de ar local, conforme mostrada na equação 2, pode ser determinada com base em um ou mais dentre a velocidade eólica (vventaest), a velocidade de rotor e o local radial dos sensores (rsensor) estimados, e/ou combinações dos mesmos. Em algumas disposições, o local do sensor pode ser predefinido e pré-armazenado (por exemplo, determinado no momento da instalação na pá). A velocidade eólica estimada, por sua vez, pode ser calculada com base na velocidade de rotor e/ou no ângulo de passo da pá, conforme mostrado no conjunto de equação 3. Em um exemplo particular, o sistema de controle pode determinar se o ângulo de passo da pá está ou não acima de um ângulo de passo da pá (?min) predeterminado mínimo, conforme indicado acima. Se estiver, um primeiro algoritmo de determinação ou fórmula pode ser usado para gerar a velocidade eólica estimada. Se, entretanto, o ângulo de passo da pá for igual ao mínimo, o sistema de controle pode aplicar um segundo algoritmo ou fórmula para gerar a velocidade eólica estimada. [0049] Com o uso da velocidade de ar local, o sistema de controle pode determinar a pressão dinâmica local na etapa 615, de acordo, por exemplo, com a equação 1 mostrada acima. A densidade de ar ambiente (p~) pode ser calculada com base na lei do gás ideal com o uso da pressão barométrica (isto é, ar ambiente) (p«), a constante de gás para ar seco (fíar) e a temperatura de ar ambiente (7«,), de acordo com a equação 15. Com o uso do diferencial de pressão recebido na etapa 600 e da pressão dinâmica local determinada na etapa 615, o coeficiente de diferencial de pressão pode, então, ser calculado pelo sistema de controle na etapa 620. Por exemplo, um coeficiente de dife- rencial de pressão estimado pode ser determinado com o uso da e-quação 4. Nas etapas 625 a 635, o coeficiente de diferencial de pressão determinado pode, então, ser usado para determinar as cargas desejadas. Especificamente, na etapa 625, o sistema de controle pode recuperar as constantes determinadas para cada uma das várias relações de coeficiente de carga para o coeficiente de diferencial de pressão determinadas, extraídas e armazenadas na etapa 515 do fluxo-grama na figura 5. Com o uso das constantes recuperadas e do tipo de relação coeficiente para coeficiente, na etapa 630, o sistema de controle pode, então, estimar cada um dentre os coeficientes de carga de elevação, normal e tangente com base, por exemplo, nas equações 5, 6 e 7, respectivamente. As cargas podem, então, ser derivadas com base em cada um dos coeficientes e na pressão dinâmica local na e-tapa 635. Por exemplo, a carga de elevação (£) pode ser calculada ao multiplicar a pressão dinâmica local pelo coeficiente de elevação de carga, conforme apresentado na equação 8. De modo similar, a carga de força normal (?) e a carga de força tangente (t) podem ser determinadas ao multiplicar a pressão dinâmica local pelo coeficiente de carga de força normal e a carga de força tangente, respectivamente, conforme apresentado nas equações 9 e 10. A carga normal de rotor (LN) e a carga da tangente-rotor (LT) também podem ser calculadas com o uso, por exemplo, das equações 11 e 12, respectivamente. [0050] Uma vez que as cargas foram determinadas, o sistema de controle pode comparar uma ou mais das cargas a limites de carga especificados para determinar se as cargas excedem, cumprem ou são inferiores aos limites da etapa 640. Dependendo dos resultados da comparação, o sistema de controle pode modificar uma ou mais características de pá ou turbina na etapa 645. Por exemplo, se a carga normal de rotor exceder um limite especificado, o sistema de controle pode alocar um ou mais defletores de ar na pá para reduzir tensão e ex- tensão na pá. Em outro exemplo, se a carga de tangente-rotor cair para além de um limite especificado, o sistema de controle pode modificar um passo de pá para aumentar a carga de tangente-rotor (por e-xemplo, para aumentar a produção de potência). Em outros exemplos, os controles podem ser baseados em uma combinação de cargas, como tanto a carga normal de rotor e a carga de tangente-rotor. Em particular, o sistema de controle pode modificar características de pá e turbina para otimizar a razão entre a carga de tangente-rotor e a carga normal de rotor. [0051] De acordo com algumas disposições, o perfil de carga estimado e vários coeficientes usados para determinar uma carga com base em uma única leitura de diferencial de pressão (por exemplo, coeficientes de normal, tangencial e de força de elevação descritos acima) podem mudar, dependendo das características de pá ou turbina. Por exemplo, coeficientes e/ou correlações lineares ou quadráticas diferentes podem ser definidas para diferentes conjuntos de características de pá ou turbina. Em um exemplo particular, uma primeira correlação /relação pode ser definida e usada para determinar carga se um primeiro conjunto de um ou mais defletores de ar forem alocados enquanto uma segunda correlação/relação pode ser definida e usada se um segundo conjunto de um ou mais defletores de ar for alocado (ou se nenhum defletor de ar for alocado). De modo similar, passos ou guinadas diferentes (ou combinações dos mesmos) também podem afetar a correlação/relação definida e usada para determinar a carga. Em conformidade, um sistema de controle pode armazenar uma variedade de equações/relações de carga diferentes e automaticamente selecionar a relação apropriada, dependendo das características de pá e/ou turbina atualmente existentes quando a carga deve ser determinada. [0052] A seleção da equação/relação a ser usada na determinação de carga pode ser realizada com base na minimização de uma quantidade estimada de erro. Por exemplo, se uma equação ou relação não for definida para um ajuste atual de parâmetros da turbina (por exemplo, o(s) defletor(es) particular(es) ativado(s), o ângulo de passo ou guinada e/ou combinações dos mesmos), um sistema de controle pode selecionar uma relação para outro conjunto de parâmetros de turbina que resultariam na menor quantidade estimada de erro para o conjunto atual de parâmetros de turbina. O erro no uso de uma relação definida para um primeiro conjunto de parâmetros de turbina para calcular a carga para um segundo conjunto de parâmetros de turbina pode ser estimado com o uso de uma variedade de métodos, incluindo teste empírico. [0053] Com o uso de técnicas de determinação de carga, como aquelas descritas no presente documento, um sistema de controle de turbina pode realizar, ainda, equilíbrio e/ou otimização de pá. Em um exemplo, uma ou mais pás da turbina podem ser ajustadas para equilibrar cargas detectadas dentre todas as pás. Em conformidade, se uma pá está experimentando cargas mais altas que outras pás, uma ou mais características da uma pá podem ser ajustadas para diminuir a carga até o nível detectado pelas outras pás. Por exemplo, um passo ou guinada de carga superior pode ser ajustado e/ou defletores de ar na pá de carga superior podem ser alocados. Em outros exemplos, se a pá for uma pá de comprimento variável, uma porção de ponta pode ser estendida para modificar cargas eficazes. Pás individuais ou em agrupadas (por exemplo, menos que todas as pás, subgrupos predefi-nidos de pás etc.) podem ser controlados separadamente das outras pás. [0054] Cargas determinadas também podem ser usadas para otimizar várias características da operação da turbina. Por exemplo, a razão de elevação para arrasto de uma ou mais pás pode ser otimiza- da para maximizar a geração de potência. Portanto, em um exemplo particular, um passo de uma pá pode ser modificado para aumentar a razão de elevação para arrasto, aumentando, assim, a geração de potência. Novamente, assim como com o equilíbrio de pá, cada pá individual pode ser controlada separadamente das outras pás. Adicional ou alternativamente, subgrupos de pás podem ser definidos e controlados juntos separadamente de outras pás ou subgrupos de pás. O controle de turbina também pode incluir a avaliação de fatias do trajeto da pá. Em conformidade, se for determinado que uma fatia do trajeto da pá está experimentando uma carga mais alta que outras porções do trajeto da pá, um sistema de controle pode modificar, por exemplo, a guinada da turbina para compensar e equalizar as cargas. [0055] O equilíbrio e a otimização da operação da turbina podem ser realizados durante o voo ou durante um estado de turbina ocioso. Em conformidade, uma turbina pode ser controlada continuamente, em momentos predefinidos, ou mediante a detecção de uma condição (por exemplo, elevação para arrasto está abaixo de um limite especificado) durante a operação para garantir que a geração de potência seja maximizada e/ou outros objetivos sejam cumpridos. A habilidade de equilibrar e modificar características de pá após a instalação elimina a necessidade de remover pás ou desmontar outras partes da turbina para realizar o equilíbrio ou outros ajustes. [0056] A figura 7 ilustra uma modalidade em que um sistema de controle de turbina realiza equilíbrio e/ou otimização de pá. Especificamente, a figura 7 lustra a turbina eólica 700 que compreende três pás, 702a, 702b e 702c. As pás 702a, 702b e 702c compreendem sensores de pressão 704a, 704b e 704c, respectivamente. Cada sensor de pressão 704 pode compreender dois orifícios (Pi e P2) e trans-dutor 30, conforme ilustrado na figura 2. Um diferencial de pressão pode, portanto, ser medido em cada pá 702 por cada sensor de pressão 704. Cada pá 702 pode, ainda, compreender vários controles, sistemas e similares, que podem variar várias características da pá 702 para trazer cargas que atuam em cada pá para um nível desejado. Por exemplo, cada pá pode compreender um defletor de ar 706, que pode ser alocado ou retraído, ou porção de ponta 708, que pode ser estendida ou retraída. Ademais, cada pá 702 pode ser configurada de modo que o passo e/ou guinada da pá possa ser ajustado em resposta às cargas detectadas. [0057] Na modalidade mostrada na figura 7, a pá 702c é ajustada em resposta ao sistema de controle de turbina 714 que capta que as cargas atuando sobre a pá 702c estão desequilibradas em relação à-quelas que estão atuando em cada uma das duas outras pás, 702a e 702b, e/ou não estão em uma faixa predeterminada de cargas aceitáveis. Especificamente, o sistema de controle de turbina 714 recebe leituras de diferencial de pressão de cada um dos sensores de pressão 704a, 704b e 704c. Com o uso, por exemplo, de qualquer uma das técnicas de determinação de carga, conforme descrito acima, o sistema de controle de turbina 714 determina que a pá 702c precisa de a-juste para trazer as cargas para faixas de carga aceitáveis e/ou equilibrar as cargas com aquelas associadas às pás 702a e 702b. Em conformidade, o sistema de controle de turbina 714 pode ajustar uma ou mais características da pá 702c. Por exemplo, o sistema de controle de turbina 714 pode alocar o defletor de ar 706c, conforme ilustrado pela seta 710. Alternativa ou adicionalmente, o sistema de controle de turbina 714 pode se estender ou retrair a porção de ponta 708c, conforme ilustrado pela seta 712, e/ou o sistema de controle de turbina 714 pode alterar o passo ou guinada da pá 702c, conforme ilustrado por setas 714. [0058] Ao receber uma leitura de diferencial de pressão de cada pá 702 de uma turbina eólica 700, o sistema de controle de turbina 714 pode, portanto, determinar cargas associadas a cada pá e realizar a-justes às características de cada pá, se necessário, para trazer as cargas efetivas para uma faixa predeterminada aceitável e/ou equilibrar as cargas dentre cada pá. Na modalidade ilustrada na figura 7, apenas a pá 702c é mostrada como recebendo ajuste, entretanto, conforme será bem compreendido, dado o benefício da presente descrição, mais que uma pá e/ou mais que uma característica de cada pá pode ser a-justada para equilibrar e/ou otimizar cargas em cada pá. Por exemplo, em outra modalidade, em resposta ao recebimento de leituras de diferencial de pressão de cada pá, o sistema de controle de turbina 714 pode alocar o defletor de ar 706c de pá 702c, ajustar o passo de pá 702a e estender ou retrair a porção de ponta 708b da pá 702b. Qualquer outra combinação de características de ajuste entre cada pá para alcançar uma distribuição de carga desejada pode ser prontamente empregada sem que se saia do escopo da presente descrição. [0059] A figura 8 ilustra um fluxograma de um método exemplifica-dor para otimizar e/ou equilibrar pás de uma turbina eólica. Na etapa 800, dados de sensor de pressão são determinados por um sistema de controle. Os dados de sensor de pressão podem ser determinados (por exemplo, recebidos, calculados, medidos etc.) a partir de uma pluralidade de sensores de pressão em uma pluralidade de pás. Por e-xemplo, voltando à figura 7, dados de sensor de pressão podem ser recebidos a partir de sensores de pressão 704a, 704b e 704c nas pás 702a, 702b e 702c, respectivamente. Na etapa 805, diferenciais de pressão podem ser determinados a partir dos dados de sensor de pressão recebidos. Por exemplo, cada sensor de pressão 704 pode incluir um orifício de pressão na superfície inferior de uma pá e um orifício de sensor de pressão em uma superfície superior de uma pá (como P-i e P2 na figura 2). O sistema, na etapa 805, pode, então, determinar uma diferença em pressão entre esses dois orifícios que, con- forme apresentado acima, podem ser proporcionais às cargas que a pá está experimentando. [0060] Na etapa 810, essas cargas podem ser determinadas com o uso, por exemplo, de qualquer um dos métodos supracitados. Em algumas modalidades, outras características além do diferencial de pressão podem ser usadas para determinar cargas. Por exemplo, o sistema pode usar um ou mais dentre a velocidade de rotor da turbina eólica, pressão barométrica (isto é, ar ambiente), temperatura de ar ambiente, um sensor local radial, um ângulo de torção da pá de turbina eólica, e/ou um ângulo de passo da pá de turbina eólica na determinação de cargas que atuam sobre a pá. Na etapa 815, o sistema pode determinar se as cargas estão desequilibradas. Por exemplo, em uma modalidade, as cargas experimentadas por uma primeira dentre as pás de turbina eólica podem ser comparadas às cargas experimentadas por outras pás de turbina eólica. Se as cargas experimentadas pela primeira pá estiverem desequilibradas em relação às cargas experimentadas por outras pás, o método pode prosseguir para a etapa 820. Se, entretanto, as cargas não estiverem desequilibradas, o sistema pode prosseguir para a etapa 825. Na etapa 820, as características da pá são modificadas para colocar a carga que atua sobre uma primeira pá de volta par ao equilíbrio. Por exemplo, e a pá está equipada com um defletor de ar alocável, o método pode alocar o defletor de ar. Adicional ou alternativamente, o método pode mudar o ângulo de passo da pá ou o ângulo de guinada da turbina e/ou pá para equilibrar as cargas. Ou o método pode estender ou retrair uma porção de ponta da pá. Qualquer modificação nessa etapa pode ser feita em "tempo real", isto é, enquanto a turbina eólica está girando ou durante o estado o-cioso de uma turbina. Em conformidade, o método pode trazer as pás para o equilíbrio enquanto a turbina eólica está operando para evitar, por exemplo, tempo ocioso e produtividade perdida. [0061] O sistema também pode determinar se as cargas determinadas estão em uma faixa aceitável na etapa 825. Por exemplo, o sistema pode determinar se as cargas que atuam sobre uma pá estão muito altas e, em conformidade, modificar, por exemplo, qualquer uma das características supracitadas em resposta na etapa 830 para evitar danos à pá. Alternativa ou adicionalmente, o sistema pode determinar que, por exemplo, uma razão de elevação para arrasto está muito baixa e modificar qualquer uma das características supracitadas na etapa 830 para aumentar a geração de potência. Novamente, qualquer modificação na etapa 830 pode ser realizada em "tempo real", para evitar, por exemplo, tempo ocioso e produtividade perdida ou durante um estado ocioso da turbina. [0062] Em algumas modalidades da descrição, com o uso de qualquer uma das técnicas de estimativa de carga, conforme descrito acima, um perfil de carga pode ser determinado ou estimado ao longo do comprimento de um aerofólio ou uma pá. Por exemplo, as técnicas de estimativa de carga, conforme descrito acima, podem ser usadas para determinar, por exemplo, uma carga de normal-rotor e/ou de tan-gente-rotor em múltiplos locais ao longo de um aerofólio ou pá. Com o uso das cargas estimadas em múltiplos locais, uma distribuição de carga pode ser determinada. Essa distribuição de carga pode ser usada ao derivar medidas adicionais sobre o aerofólio ou pá. Por exemplo, uma distribuição de carga pode ser usada para determinar um momento de flexão de raiz que atua em um aerofólio ou pá. Se o momento de flexão de raiz for alto demais, um sistema de controle pode alterar uma ou mais características para reduzir o momento e, portanto, evitar danos ao rotor e/ou às pás. De modo contrário, se o momento de flexão da raiz for muito baixo, um sistema de controle pode alterar uma ou mais características para aumentar o momento para, por exemplo, aumentar a geração de potência. Alternativamente, uma distribuição de carga pode ser usada para derivar o deslocamento (por exemplo, a flexão ou rotação) de um aerofólio ou pá. Ou uma distribuição de carga pode ser usada para determinar velocidades e acelerações associadas a um aerofólio ou pá. Em conformidade, com o uso, por exemplo, de qualquer uma das técnicas supracitadas, um sistema de controle para uma turbina eólica pode derivar muitas medidas úteis usadas no controle da turbina eólica ao meramente estimar cargas associadas a pelo menos uma pá da turbina. [0063] A figura 9 ilustra um exemplo de sistema de controle 906 que determina uma distribuição de carga na pá 902c de uma turbina eólica. Na figura 9, a turbina eólica 900 compreende um cubo 908 e três pás, 902a, 902b e 902c. A pá 902c é equipada com uma pluralidade de sensores de pressão 904. Na modalidade mostrada, apenas a pá 902c é mostrada tendo sensores de pressão 904 para simplicidade, entretanto, em algumas modalidades, mais que uma pá pode compreender um ou mais sensores de pressão. Os sensores de pressão 904 podem compreender, por exemplo, dois orifícios de captação de pressão (P-? e P2) e um transdutor 30, conforme mostrado na figura 2. Em conformidade, o sistema de controle 906 pode receber dados que correspondem a múltiplos diferenciais de pressão ao longo do comprimento da pá 902c. Especificamente, cada sensor de pressão 904n pode determinar uma pressão em P1ií7 (isto é, uma superfície inferior da pá 902c) e uma pressão em P2,„ (isto é, uma superfície superior de pá 902c) e determinar um diferencial de pressão entre os dois locais. Portanto, para cada local radial ao longo da pá 902c em que cada sensor de pressão 904n está localizado, o sistema de controle 906 pode receber dados referentes a uma diferença na pressão no topo da pá 902c e na parte inferior da pá 902c. O sistema de controle 906 pode, então, usar o diferencial de pressão recebido em cada local para estimar uma distribuição de carga ao longo da pá 902c com o uso, por exemplo, de qualquer uma das técnicas de estimativa de carga descritas no presente documento. [0064] Por exemplo, conforme descrito na figura 9, o sistema de controle 906 é mostrado como estimando a carga normal de rotor (LN) e a carga tangencial (LT) em cada local radial. Em outras modalidades, o sistema de controle 906 pode estimar, por exemplo, a carga de elevação (£), a carga da normal (?), a carga tangencial (r) e/ou qualquer outra carga desejada. Uma vez que qualquer carga desejada é determinada, o sistema de controle 906 determina uma distribuição de carga ao longo da pá 902c e pode, adicionalmente, usar a distribuição de carga para determinar outras métricas associadas à turbina eólica 900. Por exemplo, o sistema de controle 906 pode usar a distribuição de carga para determinar um deslocamento de pá 902c, incluindo uma quantidade de flexão ou torção de pá 902c. Alternativamente, o sistema de controle 906 pode determinar uma aceleração ou velocidade de pá 902c e/ou turbina eólica 900 em conformidade com a distribuição de carga. Ao medir diferenciais de pressão ao longo do comprimento radial da pá 902c, um sistema de controle 906 pode, portanto estimar uma distribuição de carga e derivar outras medidas relevantes em conformidade. [0065] A magnitude de cada carga estimada LN>n e LTn, conforme mostrado na figura 9, é para fins ilustrativos apenas. Em outras modalidades, as forças estimadas em cada local ao longo da pá 902c podem ter, por exemplo, uma relação linear ou quadrática. Por exemplo, em uma modalidade, a carga normal de rotor pode ser linearmente proporcional à distância radial do sensor de pressão 904n a partir do cubo 908. Portanto, a carga normal de rotor pode aumentar proporcionalmente ao comprimento radial a partir do cubo 908 e, em conformidade, a distribuição de carga aparecería mais uniforme do que aquela mostrada na figura 9. Alternativamente, o sistema de controle 906 po- de, por exemplo, buscar alcançar uma relação linear e/ou quadrática entre as cargas ao longo do comprimento da pá 902c. Portanto, mediante a estimativa das cargas ao longo do comprimento da pá 902c, o controlador 906 pode determinar que as cargas não são proporcionais à distância radial do sensor de pressão correspondente 904n a partir do cubo 908 (isto é, as cargas estão desequilibradas). Em conformidade, o controlador 906 pode ajustar uma ou mais características de pá 902c, conforme discutido no presente documento para trazer as cargas de volta para o equilíbrio. [0066] As figuras 10A e 10B ilustram duas modalidades exemplifi-cativas de uma distribuição de carga equilibrada ao longo de uma pá de turbina eólica. Na figura 10A, turbina eólica 1000 compreende três pás 1002a, 1002b e 1002c. Para simplicidade, as pás 1002a e 1002b não foram completamente ilustradas. A pá 1002c pode ser equipada com sensores de pressão ao longo de seu comprimento (não mostrado) tal como o sensor de pressão descrito acima em relação à figura 2 e/ou sensores de pressão 904 descritos acima em relação à figura 9. Cada sensor de pressão ao longo do comprimento da pá 1002c mede um diferencial de pressão em seu local, em que o diferencial de pressão corresponde a uma diferença em pressão entre uma superfície superior da pá 1002c e uma superfície inferior da pá 1002c. Com o uso de, por exemplo, qualquer uma das técnicas da distribuição de carga discutidas na presente invenção, um sistema de controle (não mostrado) pode estimar as cargas ao longo do comprimento da pá 1002c. Por exemplo, conforme ilustrado, um sistema de controle pode calcular a carga normal de rotor (LN) em cada local. Alternativa ou adicionalmente, um sistema de controle pode estimar qualquer carga discutida na presente invenção. Nessa modalidade, a distribuição de carga normal de rotor é linear. Dessa forma, o controlador pode determinar se a pá está em equilíbrio. Adicional ou alternativamente, o sistema de contro- le pode usar a distribuição linear para calcular outras métricas correspondentes à pá 1002c, tais como, por exemplo, deslocamento, aceleração, velocidade e/ou impulso. Com o dessas métricas, o controlador pode controlar mais eficientemente a turbina eólica, por exemplo, através de características de modificação da pá de turbina eólica 1002c a fim de trazer as cargas para uma faixa desejada e/ou equilibrar as cargas com cargas que atuam em outras pás (por exemplo, 1002a e/ou 1002b). [0067] A figura 10B representa uma distribuição de carga alternativa que pode ser estimada pelo sistema de controle e/ou que o sistema de controle pode ajustar características da pá a fim de alcançar isso. Na modalidade ilustrada na figura 10B, a distribuição de carga não é mais linear, mas, de preferência, pode ter, por exemplo, uma relação quadrática ou outra relação não linear. A distribuição de carga pode variar dependendo, por exemplo, da configuração da turbina eólica, das condições ambientais e/ou de outros fatores. Independentemente das características reais da distribuição de carga, um sistema de controle pode usar a distribuição de carga na determinação de outras métricas da pá ou turbina eólica e/ou ajustar as características de pá a fim de alcançar uma distribuição desejada. [0068] O valor de carga determinado nos pontos distintos ao longo de uma pá de rotor, conforme ilustrado nas figuras 10A e 10B, pode ser usado para calcular uma distribuição. Por exemplo, um ajuste linear ou quadrático pode ser determinado para gerar uma equação correspondente à distribuição. Com o uso dessa distribuição, os valores de carga em outros pontos (por exemplo, pontos em que um sensor de pressão ou outro dispositivo de captação não está localizado) podem ser calculados ou, de outro modo, determinados. [0069] Em outras modalidades da presente revelação, uma ou mais turbinas eólicas podem compreender um sistema de controle dis- tributivo. Em uma modalidade do sistema de controle distribuído, uma turbina eólica pode compreender múltiplos controladores comunicati-vamente acoplados. Por exemplo, uma turbina eólica pode ter um controlador específico de função para cada característica modificável de uma pá de turbina eólica. Uma turbina eólica pode, dessa forma, compreender um controlador que controla uma porção de ponta extensível de uma pá de turbina eólica, um controlador que controla uma inclinação da pá de turbina eólica, um controlador que controla uma guinada da turbina eólica e/ou da pá de turbina eólica, um controlador que controla um defletor de ar na pá de turbina eólica e/ou um ou mais controladores que controlam uma ou mais características adicionais da pá de turbina eólica. Adicionalmente, a turbina eólica pode compreender um controlador central com capacidade de controlar uma ou mais das características mencionadas acima. Em tais modalidades, cada controlador específico de função pode atuar como um substituto ou reserva para o controlador central e/ou o controlador central pode atuar como um substituto ou reserva para cada controlador específico de função. Por exemplo, em relação a um defletor de ar, um controlador central bem como um controlador de defletor de ar pode ser configurado para controlar a operação do defletor de ar. Se, por exemplo, o controlador central falhar, o controlador de defletor de ar pode controlar o defletor de ar se e quando uma pá de turbina eólica precisar ser ajustada. Alternativamente, se o controlador de defletor de ar falhar, o controlador central pode controlar o defletor de ar se e quando a pá de turbina eólica precisar ser ajustada. Consequentemente, uma turbina eólica pode evitar o dano e/ou o desligamento se um controlador falhar devido a um outro controlador poder executar uma operação adequada. [0070] A figura 11 ilustra uma modalidade de um sistema de controle distributivo que usa múltiplos controladores. Na figura 11, a turbina eólica 1100 compreende três pás, 1104a, 1104b e 1104c. Cada pá 1104 e/ou turbina eólica 1100 pode ser configurada de tal modo que inúmeras características possam ser alteradas em resposta, por e-xemplo, à detecção de cargas excessivas e/ou fora de equilíbrio. Por exemplo, cada pá 1104 pode ter uma porção de ponta que é configurado para se estender ou retrair. Adicionalmente, cada pá 1104 pode ter um defletor de ar que pode ser alocado ou retraído. Ainda adicionalmente, cada pá 1104 pode ser configurada de tal modo que a inclinação ou guinada de cada pá possa ser alterada a fim de modificar as cargas que atuam na pá 1104. A turbina eólica 1100 pode compreender um controlador central 1102 que é configurado para modificar uma ou mais características da turbina eólica 1100 e/ou das pás 1104. Por exemplo, o controlador central 1102 pode ser configurado para modificar um ou mais dentre ângulo de inclinação e ângulo de guinada para cada pá 1104 e/ou pode ser configurado para estender ou retrair um ou mais dentre um defletor de ar e/ou uma porção de ponta de cada pá 1104. [0071] Além do controlador central 1102, a turbina eólica 1100 pode compreender adicionalmente controladores específicos de função configurados para modificar várias características da turbina eólica 1100 e/ou das pás 1104. Especificamente, cada pá pode compreender um controlador de inclinação e/ou guinada 1106, controlador de defletor de ar 1108 e/ou controlador de comprimento variável 1110. Consequentemente, cada característica de pás 1104 pode ser modificada com o uso dos controladores específicos de função. Adicionalmente, cada controlador específico de função pode ser redundante com, por exemplo, o controlador central 1102. Por exemplo, o controlador central 1102 bem como o controlador de comprimento variável 1110 podem ser configurados para modificar o comprimento de uma ou mais pás 1104 a fim de modificar as cargas e/ou colocar as cargas em equilíbrio. Consequentemente, mediante a modificação do comprimento de pás 1104, o controlador central 1102 ou o controlador de comprimento variável 1110 pode ser usado. Se um dos controladores falhar, o outro controlador pode ainda executar a modificação desejada em resposta a cargas excessivas e/ou fora de equilíbrio. Consequentemente, cada controlador fornece um reserva, devido ao fato de que as características de turbina eólica 1100 podem ser modificadas a fim de, por exemplo, evitar o dano mesmo se um ou mais controladores falharem. [0072] Em uma outra modalidade de um sistema de controle distribuído, múltiplos controladores dentre múltiplas turbinas eólicas podem ser comunicativamente acoplados a fim de fornecer operação eficiente e/ou evitar dano devido às cargas excessivas. Por exemplo, em uma modalidade, múltiplas turbinas eólicas podem ser dispostas próximas umas às outras. Cada turbina eólica pode compreender um ou mais controladores configurado para modificar uma ou mais características de cada turbina eólica. Por exemplo, cada turbina pode compreender um ou mais controladores que estendem ou retraem uma porção de ponta de suas pás, modificam um ângulo de inclinação de suas pás, modificam um ângulo de guinada da turbina eólica e/ou de suas pás e/ou alocar ou retrair nos defletores de ar em suas pás. Os controladores pode se comunicar uns com os outros e ajustar as características consequentemente. Por meio de exemplo, um controlador em uma primeira turbina eólica pode detectar cargas excessivas na turbina com o uso, por exemplo, de qualquer uma das técnicas de estimação de carga citadas acima. A primeira turbina eólica pode, então, ajustar i-númeras características a fim de impedir, por exemplo, dano à turbina ocasionado pelas cargas excessivas. Adicionalmente, um ou mais controladores na turbina eólica podem, então, se comunicar com uma ou mais controladores localizados em outras turbinas eólicas. Consequentemente, os controladores na outra turbina eólica podem ajustar uma ou mais características em resposta à determinação de carga da primeira turbina eólica. Dessa forma, o dano pode ser reduzido nas outras turbinas e/ou as outras turbinas podem ser operadas mais eficientemente. [0073] A figura 12 ilustra uma modalidade em que múltiplos controladores são comunicativamente acoplados a fim de fornecer um sistema de controle distribuído dentre múltiplas turbinas eólicas. Especificamente, estação eólica 1200 compreende múltiplas turbinas eólicas 1202 comunicativamente acopladas umas às outras através do sistema de controle 1208. Cada turbina eólica 1202 pode se comunicar mutuamente com o uso de qualquer método bem conhecido incluindo comunicação com ou sem fio. As características de cada turbina eólica 1202 (por exemplo, inclinação, guinada, comprimento de pás, defleto-res de ar alocados ou não) são configuradas para serem modificadas em resposta a, por exemplo, uma determinação de que as cargas que atuam em cada turbina 1202 são excessivas e/ou fora de equilíbrio. Os métodos para estimar as cargas e/ou modificar uma ou mais características podem ser executados, por exemplo, por qualquer um dos métodos fornecidos na presente invenção. Cada turbina eólica 1202 pode ser adicionalmente disposta em grupos. Por exemplo, as turbinas eólicas 1202a a 1202f podem ser dispostas no grupo 1204 e as turbinas eólicas 1202g a 1202k podem ser dispostas no grupo 1206. Cada turbina eólica 1202 pode compreender adicionalmente um ou mais controladores (não ilustrado) para controlar as uma ou mais características modificáveis de cada turbina eólica 1202. [0074] Um controlador em cada turbina eólica 1202 e/ou sistema de controle 1208 pode estimar as cargas excessivas que empregam, por exemplo, qualquer uma das técnicas de estimação/determinação de carga descritas na presente invenção. Por exemplo, a turbina eólica 1202g pode ser submetida a uma rajada de vento repentina 1208. Dependendo, por exemplo, da configuração atual da turbina eólica 1202g, a rajada de vento 1208 pode ocasionar cargas excessivas na turbina eólica 1202g. Em resposta, um ou mais controladores na turbina eólica 1202g pode modificar uma ou mais características. Por exemplo, um controlador pode modificar a guinada da turbina eólica 1202g de tal modo que a turbina eólica fique voltada diretamente para a rajada de vento. Adicional ou alternativamente, um controlador pode ajustar a inclinação ou a guinada de uma ou mais pás, pode alocar ou retrair um defletor de ar em uma ou mais pás e/ou pode estender ou retrair uma porção de ponta de uma ou mais pás. Adicionalmente, a turbina eólica 1202g pode ser comunicativamente acoplada a um ou mais dos controladores das outras turbinas eólicas 1202a a 1202k, por exemplo, através do sistema de controle 1208. Consequentemente, outras turbinas eólicas 1202 pode usar estimação ou determinação de carga e/ou dados de modificação de característica da turbina eólica 1202g a fim de modificar características na preparação, por exemplo, para uma rajada de vento 1208. Por exemplo, se 1202g for submetido à rajada de vento 1208 que ocasiona cargas excessivas e a turbina eólica 1202g, dessa forma, modificar um ângulo de guinada da turbina eólica 1202g em resposta, uma ou mais das outras turbinas eólicas 1202 pode ajustar seu respectivo ângulo de guinada na preparação da rajada de vento 1208. Consequentemente, as turbinas eólicas tais como, por exemplo, 1202h e 1202e, que podem estar localizadas bem na direção do vento a partir da turbina eólica 1202g, podem compensar a rajada de vento 1208 antes de tal rajada ainda alcançar cada turbina. Dessa forma, nessa modalidade, os controladores distribuídos por todas as múltiplas turbinas eólicas podem ser usados para aumentar a eficiência e/ou reduzir as falhas de turbinas eólicas 1202 através do uso de retroalimentação de uma ou mais turbinas. [0075] A estação eólica 1200 pode compreender adicionalmente agrupamentos de turbinas eólicas tais como, por exemplo, os grupos 1204 e 1206. Consequentemente, as características de cada turbina 1202 podem ser apenas modificadas quando, por exemplo, outras turbinas no mesmo grupo são modificadas. Por exemplo, pode ser determinado que as turbinas eólicas 1202a a 1202f geralmente experimentam as mesmas condições ambientais que as outras devido, por exemplo, a seu local em uma crista, enquanto as turbinas eólicas 1202g a 1202k usualmente experimentam as mesmas condições ambientais que as outras, mas que são tipicamente distintas daquelas experimentadas pelas turbinas eólicas 1202a a 1202f. Dessa forma, as turbinas eólicas 1202a a 1202f podem ser agrupadas no grupo 1204 e as turbinas eólicas 1202g a 1202k podem ser agrupadas no grupo 1206. Consequentemente, quando a turbina eólica 1202g experimenta, por exemplo, a rajada de vento 1208, isso pode ajustar quaisquer inúmeras características conforme explicado acima e as outras turbinas agrupadas com turbina eólica 1202g no grupo 1206 (isto é, turbinas eólicas 1202h a 1202k) podem ajustar de modo similar as características para compensar as cargas aumentadas esperadas, enquanto as turbinas eólicas no grupo 1204 (isto é, turbinas eólicas 1202a-1202f) podem não modificar quaisquer características em resposta. Consequentemente, em alguns aspectos da presente revelação, um sistema de controle distribuído pode ser usado para aumentar a eficiência e diminuir a falha de agrupamentos de turbinas eólicas 1202 que são tipicamente expostos a condições ambientais similares. [0076] Os métodos e recursos mencionados na presente invenção podem ser adicionalmente implantados através de inúmeros meios legíveis por computador que são capazes de armazenar instruções legíveis por computador. Os exemplos de meios legíveis por computador que podem ser usados incluem RAM, ROM, EEPROM, memória rápida ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, DVD ou outro armazenamento de disco óptico, cassetes magnéticos, fita magnética, arma- zenamento magnético e similares. [0077] Embora sistemas e métodos ilustrativos conforme descrito na presente invenção que incorporam vários aspectos da presente invenção sejam mostrados, será compreendido por aqueles elementos versados na técnica que a invenção não está limitada a essas modalidades. As modificações podem ser feitas por aqueles elementos versados na técnica, particularmente, à luz dos ensinamentos supracitados. Por exemplo, cada um dos elementos das modalidades supracitadas pode ser utilizado sozinho ou em combinação ou subcombina-ção com os elementos das outras modalidades. Também será observado e entendido que as modificações podem ser feitas sem que se afaste dos espírito e escopo da presente invenção. A descrição está relacionada dessa forma como ilustrativa, em vez de restritiva da presente invenção.

Claims (20)

1. Turbina eólica, caracterizada pelo fato de que compreende: um cubo; uma pluralidade de pás de turbina eólica conectada a, e disposta em torno do cubo; e uma pluralidade de controladores, em que um primeiro controlador da pluralidade de controladores é configurada para modificar uma primeira característica de pelo menos uma pá de turbina eólica da pluralidade de pás de turbina eólica, e em que um segundo controlador da pluralidade de controladores é configurado para modificar a primeira característica da pelo menos uma pá de turbina eólica.
2. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma pá de turbina eólica compreende: um primeiro orifício de captação de pressão disposto em uma superfície inferior da pelo menos uma pá de turbina eólica; e um segundo orifício de captação de pressão disposto em uma superfície superior da pelo menos uma pá de turbina eólica, em que o primeiro controlador é adicionalmente configurado para determinar pelo menos uma força aerodinâmica associada a pelo menos uma pá de turbina eólica com base em uma diferença em pressão entre um local do primeiro orifício de captação de pressão e um local do segundo orifício de captação de pressão, e em que o primeiro controlador é configurado para modificar a primeira característica em resposta à determinação da pelo menos uma força aerodinâmica.
3. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o primeiro controlador é adicionalmente configurado para determinar a carga aerodinâmica com base em uma velocidade de rotação recebida da pelo menos uma pá de turbina eólica, uma pressão de ar ambiente recebida, uma temperatura de ar ambiente recebida e um ângulo de inclinação recebido da pelo menos uma pá de turbina eólica.
4. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o segundo controlador é adicionalmente configurado para: determinar se o primeiro controlador modificou a primeira característica da pelo menos uma pá de turbina eólica; e em resposta à determinação do primeiro controlador não ter modificado a primeira característica da pelo menos uma pá de turbina eólica, modificar a primeira característica da pelo menos uma pá de turbina eólica.
5. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro controlador é adicionalmente configurado para modificar uma segunda característica da pelo menos uma pá de turbina eólica, em que a segunda característica é diferente da primeira característica.
6. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que cada uma dentre a primeira característica e a segunda característica é uma dentre: um ângulo de inclinação da pelo menos uma pá de turbina eólica; um ângulo de guinada da turbina eólica; uma posição de uma porção de ponta da pelo menos uma pá de turbina eólica; e uma posição de um defletor de ar na pelo menos uma pá de turbina eólica.
7. Método para controlar turbinas eólicas, caracterizado pelo fato de que o método compreende: receber, de um controlador em uma primeira turbina eólica por um controlador em uma segunda turbina eólica, uma carga aerodinâmica estimada associada a uma pá na primeira turbina eólica, em que o controlador na primeira turbina eólica estima a carga aerodinâ- mica associada à pá na primeira turbina eólica com base em um diferencial de pressão determinado entre um primeiro local de pressão e um segundo local de pressão na pá na primeira turbina eólica; e em resposta ao recebimento da carga aerodinâmica estimada associada à pá na primeira turbina eólica, modificar, através do controlador na segunda turbina eólica, uma característica da segunda turbina eólica.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador na primeira turbina eólica estima adicionalmente a carga aerodinâmica associada à pá na primeira turbina eólica com base em uma velocidade de rotação recebida da pá na primeira turbina eólica, uma pressão de ar ambiente recebida, uma temperatura de ar ambiente recebida e um ângulo de inclinação recebido da pá na primeira turbina eólica.
9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador na primeira turbina eólica modifica uma característica da primeira turbina eólica em resposta à estimação da carga aerodinâmica associada à pá na primeira turbina eólica.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a característica da primeira turbina eólica é um ângulo de guinada da primeira turbina eólica, e em que a característica da segunda turbina eólica é um ângulo de guinada da segunda turbina eólica.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a característica da primeira turbina eólica é um ângulo de inclinação da pá da primeira turbina eólica, e em que a característica da segunda turbina eólica é um ângulo de inclinação de uma pá da segunda turbina eólica.
12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a modificação da característica da primeira turbina eólica compreende alocar um defletor de ar na pá da primeira turbina eólica, e em que a modificação da característica da segunda turbina eólica compreende alocar um defletor de ar em uma pá da segunda turbina eólica.
13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a modificação da característica da primeira turbina eólica compreende estender uma porção de ponta da pá da primeira turbina eólica, e em que a modificação da característica da segunda turbina eólica compreende estender uma porção de comprimento variável de uma pá da segunda turbina eólica.
14. Sistema para controlar turbinas eólicas, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: uma pluralidade de turbinas eólicas disposta em uma pluralidade de grupos; e um controlador em cada uma dentre a pluralidade de turbinas eólicas, em que cada controlador é configurado para modificar pelo menos uma característica de uma turbina eólica correspondente, em que o sistema é configurado para: estimar uma carga aerodinâmica associada a uma pá de uma primeira turbina eólica da pluralidade de turbinas eólicas em um primeiro grupo da pluralidade de grupos com base em um diferencial de pressão determinado entre um primeiro local de pressão e um segundo local de pressão na pá da primeira turbina eólica; e em resposta à estimação da carga aerodinâmica associada à pá da primeira turbina eólica, modificar, através do controlador em cada turbina eólica no primeiro grupo, uma característica de cada turbina eólica no primeiro grupo.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o sistema é adicionalmente configurado para estimar a carga aerodinâmica associada à pá da primeira turbina eóli- ca com base em uma velocidade de rotação determinada da pá da primeira turbina eólica, uma pressão de ar ambiente determinada, uma temperatura de ar ambiente determinada e um ângulo de inclinação determinado da pá da primeira turbina eólica.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a característica modificada em cada turbina eólica no primeiro grupo é um ângulo de guinada de cada turbina eólica no primeiro grupo.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a característica modificada em cada turbina eólica no primeiro grupo é um ângulo de inclinação de pelo menos uma pá em cada turbina eólica no primeiro grupo.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a característica modificada em cada turbina eólica no primeiro grupo é uma dentre: alocar um defletor de ar em pelo menos uma pá em cada turbina eólica no primeiro grupo; e retrair o defletor de ar na pelo menos uma pá em cada turbina eólica no primeiro grupo.
19. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a característica modificada em cada turbina eólica no primeiro grupo é uma dentre: estender uma porção de ponta de pelo menos uma pá em cada turbina eólica no primeiro grupo; e retrair a porção de ponta da pelo menos uma pá em cada turbina eólica no primeiro grupo.
20. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o sistema é adicionalmente configurado para: estimar uma carga aerodinâmica associada a uma pá de uma segunda turbina eólica da pluralidade de turbinas eólicas em um segundo grupo da pluralidade de grupos com base em um diferencial de pressão determinado entre um primeiro local de pressão e um se- gundo local de pressão na pá da segunda turbina eólica; e em resposta à estimação da carga aerodinâmica associada à pá da segunda turbina eólica, modificar, através do controlador em cada turbina eólica no segundo grupo, uma característica de cada turbina eólica no segundo grupo.
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