BR102018012652A2 - sistema de passo de pás, método para fornecer energia e sistema de turbina eólica - Google Patents

Abstract

são fornecidos sistemas e métodos para fornecer energia a um sistema de passo de pás em uma turbina eólica. um sistema de passo de pás pode incluir um ou mais motores configurados para armar uma ou mais pás de uma turbina eólica e uma fonte de energia. a fonte de energia pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série. a pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia pode ser configurada para fornecer energia para o um ou mais motores durante um evento de perda de energia. a fonte de energia pode ainda incluir pelo menos um dispositivo de corrente de derivação configurado para permitir que uma corrente de derivação forneça energia a partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia para o um ou mais motores. a corrente de derivação pode ser uma corrente que contorna um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia.

Description

“SISTEMA DE PASSO DE PÁS, MÉTODO PARA FORNECER ENERGIA E SISTEMA DE TURBINA EÓLICA”

Campo da Invenção [001] A presente divulgação se refere, de modo geral, a turbinas eólicas, e mais particularmente a métodos e sistemas para fornecer energia para um ou mais motores em um sistema de passo de pás para uma turbina eólica durante um evento de perda de energia.

Antecedentes da Invenção [002] Geralmente, uma turbina eólica inclui um rotor que inclui um conjunto de cubo rotativo com várias pás. As pás transformam a energia eólica em um torque rotacional mecânico que aciona um ou mais geradores através do rotor. Os geradores são às vezes, mas nem sempre, acoplados rotativamente ao rotor através de uma caixa de engrenagens. A caixa de engrenagens aumenta a velocidade de rotação inerentemente baixa do rotor para que o gerador converta eficientemente a energia mecânica rotacional em energia elétrica, que é alimentada em uma rede elétrica através de pelo menos uma conexão elétrica. Turbinas eólicas de acionamento direto sem engrenagem também existem. O rotor, gerador, caixa de engrenagens e outros componentes são tipicamente montados dentro de um alojamento, ou nacela, que é posicionado no topo de uma torre.

[003] Durante a operação da turbina eólica, no entanto, podem ocorrer perturbações na rede. Por exemplo, uma anormalidade de tensão ou corrente, como uma queda de tensão, pode ocorrer quando partes de uma rede elétrica sofrem uma falha de rede. Nesse caso, a turbina eólica pode precisar ser eletricamente isolada da rede. Por exemplo, um ou mais disjuntores ou comutadores podem precisar ser abertos para isolar eletricamente a turbina eólica da rede elétrica. A turbina eólica pode ainda precisar ser desligada para que a turbina eólica não continue a produzir energia.

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2/31 [004] Quando uma turbina eólica é desligada, as pás da turbina eólica podem precisar de ser armadas a fim de virar o passo das pás de modo que o vento não gire mecanicamente as pás. Por exemplo, um ou mais motores de um sistema de passo de pás podem armar mecanicamente uma ou mais pás na turbina eólica, a fim de virar o passo das pás para fora do vento. No entanto, em uma configuração típica, quando uma turbina eólica é desconectada da rede elétrica, o sistema de passo de pás pode ser desligado e, portanto, incapaz de armar as pás. Em alguns sistemas de turbina eólica, uma fonte de energia de reserva pode ser configurada para fornecer energia para o um ou mais motores no sistema de passo de pás. No entanto, quando um dispositivo de armazenamento de energia, tal como uma célula de bateria, falha nessa fonte de energia de reserva, o sistema de passo de pás pode falhar e ser incapaz de armar as pás da turbina eólica.

Descrição Resumida da Invenção [005] Os aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na descrição seguinte, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da presente invenção.

[006] Um aspecto exemplificativo da presente divulgação é direcionado a um sistema de passo de pás para uma turbina eólica. A turbina eólica pode incluir uma ou mais pás. O sistema de passo de pás pode incluir um ou mais motores configurados para armar a uma ou mais pás da turbina eólica. O sistema de passo de pás pode incluir ainda uma fonte de energia. A fonte de energia pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série. A pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia pode ser configurada para fornecer energia ao um ou mais motores durante um evento de perda de energia. A fonte de energia pode ainda incluir pelo menos um dispositivo de corrente de derivação configurado para permitir que uma corrente de derivação forneça energia a

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3/31 partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia para o um ou mais motores. A corrente de derivação pode ser uma corrente que contorna um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia.

[007] Um outro aspecto exemplificativo da presente divulgação é direcionado a um método para fornecer energia a um ou mais motores de um sistema de passo de pás para armar uma ou mais pás de uma turbina eólica. O método pode incluir determinar, por meio de um dispositivo de controle, que ocorreu um evento de perda de energia. O método pode ainda incluir fazer com que, por meio do dispositivo de controle, uma fonte de energia seja eletricamente acoplada ao um ou mais motores. A fonte de energia pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação acoplado em paralelo com pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia. O método pode ainda incluir determinar, por meio do dispositivo de controle, que um dispositivo de armazenamento de energia falhou. O método pode ainda incluir controlar, por meio do dispositivo de controle, o dispositivo de corrente de derivação para permitir que uma corrente de derivação contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha para fornecer energia ao um ou mais motores.

[008] Ainda outro aspecto exemplificativo da presente divulgação é direcionado a um sistema de turbina eólica. O sistema de turbina eólica pode incluir uma turbina eólica compreendendo uma ou mais pás. O sistema de turbina eólica pode ainda incluir um sistema de passo de pás. O sistema de passo de pás pode incluir um ou mais motores configurados para armar a uma ou mais pás. O sistema de passo de pás pode incluir ainda uma fonte de energia. A fonte de energia pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série. A pluralidade de dispositivos

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4/31 de armazenamento de energia pode ser configurada para fornecer energia ao um ou mais motores durante um evento de perda de energia. A fonte de energia pode ainda incluir pelo menos um dispositivo de corrente de derivação configurado para permitir que uma corrente de derivação forneça energia a partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia para o um ou mais motores. A corrente de derivação pode ser uma corrente que contorna um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia. O pelo menos um dispositivo de corrente de derivação pode ser um diodo, um dispositivo de comutação MOSFET ou um dispositivo de comutação IGBT.

[009] Variações e modificações podem ser feitas a estas formas de realização de exemplo da presente divulgação.

[010] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidos com referência à descrição seguinte e reivindicações anexas. As figuras anexas, que são incorporadas e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção.

Breve Descrição das Figuras [011] Uma divulgação completa e facilitadora da presente invenção, incluindo seu melhor modo, direcionada a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo que faz referência às figuras anexas, nas quais:

[012] A Figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma parte de uma turbina eólica de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[013] A Figura 2 representa uma vista esquemática do sistema de turbina eólica incluindo um sistema de passo de pás de acordo com

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5/31 aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[014] A Figura 3 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[015] A Figura 4 representa um problema abordado por um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[016] A Figura 5 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[017] A Figura 6 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[018] A Figura 7 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[019] A Figura 8 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[020] A Figura 9 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[021] A Figura 10 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[022] A Figura 11 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[023] A Figura 12 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[024] A Figura 13 representa um sistema de passo de pás de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[025] A Figura 14 representa um fluxograma de um método de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação;

[026] A Figura 15 representa um exemplo de dispositivo de controle de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação.

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Descrição Detalhada da Invenção [027] Será agora feita referência em detalhe para formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nas figuras. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não limitando a invenção. De fato, será evidente para um técnico no assunto que podem ser feitas várias modificações e variações na presente invenção sem se afastar do escopo ou sentido da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma forma de realização podem ser utilizadas com outra forma de realização para produzir ainda uma outra forma de realização. Assim, pretende-se que a presente invenção abranja tais modificações e variações como estando dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[028] Geralmente, exemplos de aspectos da presente divulgação são direcionados para sistemas de passo de pás e métodos de controle para um sistema de passo de pás em um sistema de turbina eólica. Mais particularmente, um sistema de turbina eólica pode incluir uma turbina eólica com uma ou mais pás e um sistema de passo de pás. O sistema de passo de pás pode incluir um ou mais motores configurados para armar uma ou mais pás da turbina eólica. Por exemplo, em algumas implementações, cada pá de uma turbina eólica pode ter um motor individual configurado para armar a pá. Em algumas implementações, um único motor pode ser configurado para armar uma pluralidade de pás, tal como girando um mecanismo de engrenagem que arma cada pá na turbina eólica.

[029] O sistema de passo de pás pode ainda incluir uma fonte de energia (por exemplo, uma fonte de energia de reserva). Por exemplo, uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia pode ser acoplada em série. Os dispositivos de armazenamento de energia podem ser, por exemplo, baterias ou supercapacitores. Os dispositivos de armazenamento de

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7/31 energia podem ser configurados para fornecer energia para o um ou mais motores durante um evento de perda de energia. Por exemplo, como aqui utilizado, o termo “evento de perda de energia” pode significar qualquer caso em que uma fonte primária de energia não é fornecida ao sistema de passo de pás. Por exemplo, durante uma falha de rede, a turbina eólica pode ser eletricamente isolada de uma rede elétrica e, portanto, incapaz de receber energia elétrica da rede elétrica.

[030] Os dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série fornecerão uma tensão empilhada, que pode ser usada para alimentar o um ou mais motores. Contudo, quando um dispositivo de armazenamento de energia falha, o dispositivo de armazenamento de energia com falha pode criar um circuito aberto, não permitindo assim que qualquer corrente flua para o um ou mais motores.

[031] De acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação, a fonte de energia do sistema de passo de pás pode ainda incluir pelo menos um dispositivo de corrente de derivação configurado para permitir que um dispositivo de corrente de derivação forneça energia a partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia para o um ou mais motores. Por exemplo, o dispositivo de corrente de derivação pode ser um diodo, um diodo de potência, um diodo Zener ou um dispositivo de comutação, tal como um dispositivo de comutação IGBT ou MOSFET. A corrente de derivação pode ser uma corrente que contorne um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia, permitindo assim que o um ou mais motores armem a uma ou mais pás da turbina eólica.

[032] Em algumas implementações, o sistema de passo de pás pode incluir uma pluralidade de dispositivos de corrente de derivação, e cada dispositivo de armazenamento de energia pode ter um dispositivo de corrente

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8/31 de derivação acoplado em paralelo com o respectivo dispositivo de armazenamento de energia. Em algumas implementações, um dispositivo de corrente de derivação pode ser acoplado em paralelo com uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia.

[033] Por exemplo, um ou mais diodos de potência podem ser posicionados em paralelo com um ou mais dispositivos de armazenamento de energia. Durante o funcionamento normal, o um ou mais diodos de potência impedirão que uma corrente flua através deles. No entanto, quando um dispositivo de armazenamento de energia falha aberto ou com uma alta resistência, uma tensão invertida será impressa no dispositivo de armazenamento de energia com falha devido aos outros dispositivos de armazenamento de energia no sistema. A tensão invertida fará com que o diodo de potência conduza, limitando assim a tensão invertida no dispositivo de armazenamento de energia com falha. Além disso, à medida que o diodo de potência conduz, a corrente de derivação pode fluir para outros dispositivos de armazenamento de energia a jusante, completando o circuito elétrico. Deste modo, a corrente de derivação pode fluir através do dispositivo de corrente de derivação para completar o circuito para fornecer energia ao um ou mais motores no sistema de passo de pás.

[034] Em algumas implementações, o dispositivo de corrente de derivação pode ser um dispositivo de comutação, tal como um dispositivo de comutação de semicondutores (por exemplo, dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT). Por exemplo, um dispositivo de controle pode ser configurado para determinar se um dispositivo de armazenamento de energia falhou. Em algumas implementações, o dispositivo de controle pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia falhou com base, pelo menos em parte, em uma tensão através do dispositivo de corrente de derivação. Por exemplo, uma tensão através do dispositivo de

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9/31 corrente de derivação (por exemplo, diodo, IGBT ou MOSFET) pode ser medida, e quando a tensão se reverte ou declina abaixo de uma tensão limite, o dispositivo de controle pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia correspondente falhou. O dispositivo de controle pode ainda ser configurado para controlar o dispositivo de comutação, para permitir que a corrente de derivação contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha. Deste modo, a corrente de derivação pode fluir através do dispositivo de corrente de derivação para completar o circuito para fornecer energia ao um ou mais motores no sistema de passo de pás.

[035] Em algumas implementações, o dispositivo de controle pode ainda ser configurado para fornecer um alerta para manutenção programada ser executada no dispositivo de armazenamento de energia com falha. Por exemplo, após determinar que um dispositivo de armazenamento de energia falhou, o dispositivo de controle pode ser configurado para fornecer uma saída para um sistema de computação, um visor ou outra saída que possa alertar um técnico de que um dispositivo de armazenamento de energia falhou. Em algumas implementações, o dispositivo específico de armazenamento de energia com falha pode ser identificado. Um técnico pode então substituir o dispositivo de armazenamento de energia com falha.

[036] Como observado, o dispositivo de corrente de derivação pode ser posicionado em paralelo com pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia. Em algumas implementações, um dispositivo de corrente de derivação pode ser posicionado em paralelo com uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia. Por exemplo, dois ou mais dispositivos de armazenamento de energia podem ser acoplados em série, e o dispositivo de corrente de derivação pode ser posicionado em paralelo com os dois ou mais dispositivos de armazenamento de energia.

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10/31 [037] Em algumas implementações, o sistema de passo de pás pode ainda incluir um fusível acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia na pluralidade e o dispositivo de corrente de derivação. A corrente de derivação pode fluir através do fusível. Por exemplo, cada dispositivo de armazenamento de energia pode incluir uma pluralidade de nós, um primeiro nó (por exemplo, um nó em uma primeira tensão) e um segundo nó (por exemplo, um nó em uma segunda tensão) quando dois dispositivos de armazenamento de energia são acoplados em série, um primeiro nó de um primeiro dispositivo de armazenamento de energia pode ser acoplado a um segundo nó de um segundo dispositivo de armazenamento de energia. Em algumas implementações, um fusível pode ser acoplado no nó onde os dois dispositivos de armazenamento de energia são acoplados. Em algumas implementações, um fusível pode ser acoplado a apenas um único nó de um dispositivo de armazenamento de energia, como nas extremidades de uma cadeia de dispositivos de armazenamento de energia acoplados em série.

[038] O fusível pode ainda ser acoplado a um dispositivo de corrente de derivação. Por exemplo, um dispositivo de corrente de derivação pode ter um primeiro nó em uma extremidade do dispositivo de corrente de derivação e um segundo nó na outra extremidade do dispositivo de corrente de derivação. Em algumas implementações, uma pluralidade de dispositivos de corrente de derivação pode ser acoplada em série, com cada dispositivo de corrente de derivação em paralelo com um ou mais dispositivos de armazenamento de energia. Em algumas implementações, o fusível pode ser acoplado a um nó entre dois dispositivos de corrente de derivação. Em algumas implementações, um fusível pode ser acoplado a apenas um único nó de um dispositivo de corrente de derivação, como no final de uma cadeia de dispositivos de corrente de derivação acoplados em série.

[039] Em algumas implementações, o fusível pode ser

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11/31 configurado para proteger contra um curto-circuito em um dispositivo de corrente de derivação para um dispositivo de corrente de derivação instalado incorretamente. Por exemplo, se um dispositivo de corrente de derivação (por exemplo, diodo de potência) curto, um curto-circuito pode ser criado através do dispositivo de corrente de derivação, permitindo que uma corrente muito alta flua através do dispositivo de corrente de derivação. Um fusível pode ser configurado para proteger contra um curto-circuito, por exemplo, sendo dimensionado de tal forma que o fusível queime quando o curto-circuito começa a fluir. Da mesma forma, um fusível pode ser configurado para proteger contra um dispositivo de corrente de derivação incorretamente instalado. Por exemplo, se um diodo de potência for instalado em sentido contrário, em um modo de funcionamento normal, a tensão através do diodo de potência causaria uma corrente muito alta fluindo. O fusível pode ser configurado para proteger contra o dispositivo de corrente de derivação instalado incorretamente, por exemplo, sendo dimensionado de tal modo que o fusível queime quando a corrente alta começa a fluir.

[040] Em algumas implementações, um fusível pode ser configurado para proteger uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia. Por exemplo, um dispositivo de corrente de derivação pode ser instalado em paralelo com uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia. O fusível pode ser acoplado entre pelo menos um dos dispositivos de armazenamento de energia e o dispositivo de corrente de derivação. Em algumas implementações, o sistema de passo de pás pode incluir uma pluralidade de fusíveis, e cada fusível pode ser acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação acoplado em paralelo com o(s) respectivo(s) dispositivo(s) de armazenamento de energia.

[041] Deste modo, os sistemas e métodos de acordo com

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12/31 aspectos de exemplo da presente divulgação podem ter um efeito técnico de permitir que uma corrente de derivação flua através de um dispositivo de corrente de derivação, contornando assim um dispositivo de armazenamento de energia com falha em uma fonte de energia de um sistema de passo de pás. Isto pode permitir que a fonte de energia forneça energia a um ou mais motores do sistema de passo de pás para permitir a operação do sistema de passo de pás no caso de um dispositivo de armazenamento de energia com falha durante um evento de perda de energia.

[042] Além disso, os sistemas e métodos de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação podem permitir a detecção de um dispositivo de armazenamento de energia com falha, e alertar ainda um técnico de que a manutenção necessita ser executada no dispositivo de armazenamento de energia com falha. Isso pode aumentar a confiabilidade de um sistema de passo de pás e ajudar a garantir que o sistema de passo de pás esteja disponível no caso de um evento de perda de energia.

[043] Adicionalmente, os sistemas e métodos de acordo com aspectos exemplificativos da presente divulgação podem proteger contra curtocircuitos e componentes incorretamente instalados, melhorando assim a segurança para um técnico que possa trabalhar no sistema de passo de pás.

[044] Com referência agora às Figuras, Exemplos de formas de realização da presente divulgação serão agora discutidos em detalhe. A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma turbina eólica exemplificativa (100). A turbina eólica (100) inclui uma nacela (102) que aloja um gerador (não mostrado na Figura 1). A nacela (102) é montada em uma torre (104) (uma parte da torre (104) é mostrada na Figura 1). A torre (104) pode ter qualquer altura adequada que facilite o funcionamento da turbina eólica (100) como aqui descrito. A turbina eólica (100) também inclui um rotor (106) que inclui três pás (108) ligadas a um cubo rotativo (110).

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Alternativamente, a turbina eólica (100) inclui qualquer número de pás (108) que facilitam o funcionamento da turbina eólica (100) como aqui descrito. As pás (108) podem ser armadas ao longo de um eixo de cada pá (108). Por exemplo, cada pá (108) pode ser armada para virar o passo da pá (108) para dentro ou para fora do vento. Em algumas implementações, as pás (108) podem ser armadas por um sistema de passo de pás (não mostrado na Figura 1) operativamente acoplado às pás (108).

[045] A Figura 2 é uma vista esquemática de um sistema exemplificativo de turbina eólica (200) que pode ser utilizado com a turbina eólica (100). O sistema de turbina eólica (200) pode incluir uma turbina eólica (100), que pode incluir uma ou mais pás (108). A turbina eólica (100) pode ser acoplada a uma rede elétrica (210). A energia gerada pela turbina eólica (100) pode ser proporcionada a barramento de turbina (212). Em algumas implementações, a energia gerada pela turbina eólica (100) pode ser uma energia multifásica (por exemplo, trifásica). Em algumas implementações, um comutador / disjuntor (214) pode ser usado para acoplar seletivamente a turbina eólica (100) à rede elétrica (210) acoplando o barramento de turbina (212) ao barramento de rede (216).

[046] O sistema de turbina eólica (200) pode ainda incluir um sistema de passo de pás (220). O sistema de passo de pás (220) pode incluir uma fonte de energia (222) e um ou mais motores (224). O um ou mais motores (224) podem armar uma ou mais pás (108) da turbina eólica (100). Em algumas implementações, um único motor (224) pode armar uma pluralidade de pás (108), tal como todas as pás (108). Em algumas implementações, cada pá (108) pode ser armada por um respectivo motor (224). O um ou mais motores (224) podem ser usados para armar as pás (108) durante um evento de perda de energia, tal como uma falha de grade. Por exemplo, quando ocorre uma falha de rede que exige que a turbina eólica (100) seja isolada

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14/31 eletricamente da rede elétrica (210), o um ou mais motores (224) podem ser usados para virar o passo das pás (108) para fora do vento. Similarmente, um evento de perda de energia para uma fonte de energia primária para um sistema de passo de pás (220) pode ocorrer, tal como quando ocorre uma falha entre uma rede elétrica (210) e um sistema de passo de pás (220). O um ou mais motores podem ser alimentados durante o evento de perda de energia pela fonte de energia (222).

[047] A fonte de energia (222) pode ser usada para fornecer energia ao um ou mais motores (224). Por exemplo, a fonte de energia (222) pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia, como descrito aqui. A energia armazenada nos dispositivos de armazenamento de energia pode ser fornecida ao um ou mais motores (224) de modo a armar as pás (108). Por exemplo, como descrito em maior detalhe em relação às Figuras 3 a 13, a energia armazenada nos dispositivos de armazenamento de energia pode ser fornecida ao um ou mais motores (224) quando uma fonte primária de energia não está disponível, tal como durante um evento de perda de energia.

[048] Em algumas implementações, o sistema de passo de pás (220) pode ser acoplado à rede elétrica (210). Por exemplo, a energia da rede elétrica pode ser fornecida ao sistema de passo de pás (220) e armazenada na fonte de energia (222). Em algumas implementações, o sistema de passo de pás (220) pode ser acoplado de forma seletiva à rede elétrica (210) por um comutador (230).

[049] O sistema de turbina eólica (200) pode ainda incluir um dispositivo de controle (240). O dispositivo de controle (240) pode ser configurado para controlar o sistema de passo de pás (220) para armar as pás (108). Por exemplo, em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode acoplar eletricamente a fonte de energia (222) ao um ou mais

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15/31 motores (224) para fornecer energia ao um ou mais motores (224). Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que ocorreu um evento de perda de energia. Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para receber um ou mais sinais indicativos de uma perturbação na rede, tal como a partir de um ou mais sensores de tensão ou sensores de corrente acoplados à rede elétrica (210). Da mesma forma, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que ocorreu um evento de perda de energia em uma fonte primária de energia para um sistema de passo de pás (220). Em algumas implementações, o dispositivo de controle pode determinar que um evento de perda de energia ocorreu pela detecção de uma anormalidade de tensão ou corrente da rede elétrica (210).

[050] Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia, em uma fonte de energia (222), falhou. Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para detectar uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação em uma fonte de energia (222). Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia em uma fonte de energia (222) falhou com base, pelo menos em parte, em uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação na fonte de energia (222), como aqui descrito.

[051] Em algumas implementações, um dispositivo de controle (240) pode ainda fornecer um alerta para manutenção programada a ser executada em um dispositivo de armazenamento de energia com falha. Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para fornecer uma saída para um sistema de computação, um visor ou outra saída que possa alertar um técnico de que um dispositivo de armazenamento de energia falhou.

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Em algumas implementações, o dispositivo específico de armazenamento de energia com falha pode ser identificado. Um técnico pode então substituir o dispositivo de armazenamento de energia com falha.

[052] Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para controlar um dispositivo de comutação em uma fonte de energia (222). Por exemplo, a fonte de energia (222) pode incluir um ou mais dispositivos de comutação IGBT ou MOSFET como dispositivos de corrente de derivação. Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para controlar os dispositivos de comutação MOSFET ou IGBT para permitir que a corrente de derivação contorne um dispositivo de armazenamento de energia com falha.

[053] O sistema de turbina eólica (200) pode ainda incluir elementos adicionais, tais como transformadores, conversores de energia, comutadores, disjuntores, dispositivos de proteção do sistema ou outros elementos para fornecer a funcionalidade aqui descrita. Por exemplo, os transformadores podem transformar a energia de uma primeira tensão em uma segunda tensão, e os conversores de energia podem converter a energia de energia CA em energia CC, conforme necessário.

[054] Referindo-se agora à Figura 3, um exemplo de sistema de passo de pás (220), de acordo com exemplos de aspectos da presente divulgação é representado. Como mostrado, o sistema de passo de pás (220) pode incluir uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) acoplados em série. Os dispositivos de armazenamento de energia (310) podem ser, por exemplo, baterias ou supercapacitores. Os dispositivos de armazenamento de energia podem ainda ser configurados para fornecer energia a um ou mais motores (224) de modo a armar uma ou mais pás (108).

[055] Em algumas implementações, os dispositivos de armazenamento de energia (310) podem ser acoplados ao motor (224) por um

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17/31 dispositivo de controle (240) (não mostrado). Por exemplo, um dispositivo de controle (240) pode fechar um ou mais comutadores (não mostrados) para acoplar os dispositivos de armazenamento de energia (310) ao motor (224).

[056] O sistema de passo de pás (220) pode ainda incluir um ou mais dispositivos de corrente de derivação (320). Os dispositivos de corrente de derivação podem ser configurados para permitir que uma corrente de derivação contorne um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha (310). Por exemplo, quando um dispositivo de armazenamento de energia (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) acoplados em série falha, o dispositivo de armazenamento de energia com falha pode criar um circuito aberto, que pode impedir que uma corrente flua a partir dos dispositivos de armazenamento de energia (310) para o um ou mais motores (224). O(s) dispositivo(s) de corrente de derivação (320) pode(m) permitir que a corrente de derivação contorne o um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310).

[057] Por exemplo, como mostrado na Figura 3, o(s) dispositivo(s) de corrente de derivação pode(m) ser diodos de potência (330). Em algumas implementações, um diodo de potência (330) pode ser acoplado em paralelo com pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310). Em algumas implementações, cada dispositivo de armazenamento de energia (310) pode ter um diodo de potência (330) acoplado em paralelo com o respectivo dispositivo de armazenamento de energia (310). Em algumas implementações, um diodo de potência pode ser acoplado em paralelo com uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310). Quando um dispositivo de armazenamento de energia (310) falha, um circuito aberto ou alta resistência pode ser criado. Nesse caso, uma tensão invertida ou tensão abaixo de um limiar pode ser impressa no dispositivo de armazenamento de

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18/31 energia com falha (210) devido a outros dispositivos de armazenamento de energia (310) no sistema de passo de pás (220). Por exemplo, uma tensão invertida pode ser uma tensão negativa, ou uma tensão abaixo de uma tensão limite. Quando a tensão invertida ocorre, um diodo de potência correspondente (330) acoplado em paralelo pode conduzir. Por exemplo, como mostrado na Figura 3, um dispositivo de armazenamento de energia com falha (312) pode criar um circuito aberto nos dispositivos de armazenamento de energia conectados em série (310). O dispositivo de armazenamento de energia com falha (312) pode criar uma tensão invertida (por exemplo, negativa, zero ou tensão abaixo de um limiar) através de um diodo de potência (332) correspondente, permitindo assim que uma corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312). Desta forma, a corrente de derivação (350) pode contornar o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312), permitindo assim que a energia dos dispositivos de armazenamento de energia (310) seja fornecida ao um ou mais motores (224).

[058] Em algumas implementações, um ou mais fusíveis (340) podem ser acoplados entre o pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) e um dispositivo de corrente de derivação (320). Em algumas implementações, uma pluralidade de fusíveis (340) pode ser incluída em um sistema de passo de pás (220), em que cada fusível (340) é acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) acoplado em paralelo com o pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310). Por exemplo, como mostrado na Figura 3, cada dispositivo de armazenamento de energia (310) pode incluir um primeiro nó (por exemplo, um nó -) e um segundo nó (por exemplo, um nó +). Um fusível (340) pode ser acoplado ao segundo nó de

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19/31 cada dispositivo de armazenamento de energia (210) e um dispositivo de corrente de derivação (320). Em algumas implementações, cada fusível (340) pode ser configurado para proteger contra um curto-circuito em um dispositivo de corrente de derivação (320) ou um dispositivo de corrente de derivação incorretamente instalado (320), como aqui descrito.

[059] O sistema de passo de pás (220) pode ainda incluir elementos de proteção do sistema, como um fusível (370) e um circuito indutor compreendendo um indutor (360) e dois diodos indutores (362) acoplados ao um ou mais motores (224). Em algumas implementações, um resistor de derivação (364) pode ser acoplado a um dispositivo de armazenamento de energia (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia, como mostrado na Figura 3. Em algumas implementações, uma ligação à terra (366) também pode ser incluída no sistema de passo de pás (220).

[060] Referindo-se agora à Figura 4, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos da Figura 3 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um sistema de passo de pás (220) pode ainda incluir um dispositivo de controle, tal como um dispositivo de controle (240). Adicionalmente, o dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser um dispositivo de comutação (380), tal como um dispositivo de comutação (380) IGBT ou MOSFET.

[061] Em algumas implementações, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou. Por exemplo, um dispositivo de controle (240) pode ser configurado para detectar uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação (320), tal como um dispositivo de comutação (380). O dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou com

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20/31 base, pelo menos em parte, em uma tensão através do dispositivo de corrente de derivação (320).

[062] Além disso, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para controlar um dispositivo de comutação (380) para permitir que uma corrente de derivação (350) contorne um dispositivo de armazenamento de energia com falha (312). Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode detectar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) é um dispositivo de armazenamento de energia com falha (312) com base, pelo menos em parte, em uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, dispositivo de comutação (382)). O dispositivo de controle (240) pode ainda controlar o dispositivo de corrente de derivação correspondente (320) (por exemplo, dispositivo de comutação (382)) para permitir que o dispositivo de corrente de derivação (250) flua para permitir que a corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312). Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode enviar um sinal de controlo para fechar o dispositivo de comutação (382) para permitir que a corrente de derivação (350) flua. Desta forma, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou, e ainda controlar um dispositivo de comutação (310) para permitir que uma corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312).

[063] Referindo-se agora à Figura 5, é apresentado um exemplo de benefício proporcionado pela inclusão de um ou mais fusíveis (340). Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 e 4 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, o diodo de potência (334) foi instalado incorretamente no sistema de passo de pás (220). Por exemplo, o diodo de potência (334) é instalado em sentido contrário. Nesta situação, o diodo de potência (334) permitirá que uma corrente muito alta flua

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21/31 durante o funcionamento normal do dispositivo de armazenamento de energia correspondente (314). O fusível (334) pode ser configurado para proteger contra o dispositivo de corrente de derivação instalado incorretamente, por exemplo, sendo dimensionado de modo que o fusível (344) queimará no caso de uma alta corrente fluindo através do diodo de potência incorretamente instalado (334).

[064] Similarmente, o diodo de potência (336) entrou em curtocircuito. Nesta situação, uma corrente alta pode fluir através do fusível (346). O fusível (346) pode ser configurado para proteger contra um curto-circuito no diodo de potência (336) sendo, por exemplo, dimensionado de forma que o fusível (346) queime no caso de uma corrente elevada fluindo através do diodo de potência em curto-circuito (336).

[065] Deste modo, os fusíveis (340) podem proporcionar proteção ao sistema de passo de pás (220) e podem permitir um funcionamento mais seguro do sistema de passo de pás (220), tal como, por exemplo, quando um técnico realiza serviço no sistema de passo de pás (220).

[066] Referindo-se agora à Figura 6, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 5 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser acoplado em paralelo a uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310). Por exemplo, como mostrado, cada dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência) é acoplado em paralelo com dois dispositivos de armazenamento de energia (310). Um fusível (340) pode ser acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) e um dispositivo de corrente de derivação (320), como mostrado.

[067] Referindo-se agora à Figura 7, um sistema de passo de

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22/31 pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 6 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser acoplado em paralelo a uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310). Por exemplo, como mostrado, cada dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência) é acoplado em paralelo com três dispositivos de armazenamento de energia (310). Um fusível (340) pode ser acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) e um dispositivo de corrente de derivação (320), como mostrado.

[068] Referindo-se agora à Figura 8, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 7 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um único dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser acoplado em paralelo a uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310). Por exemplo, como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência) é acoplado em paralelo com dois dispositivos de armazenamento de energia (310), enquanto os restantes dos dispositivos de armazenamento de energia (310) estão, cada um, acoplados em paralelo com um dispositivo de corrente de derivação correspondente (320). Um fusível (340) pode ser acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) e um dispositivo de corrente de derivação (320), como mostrado.

[069] Referindo-se agora à Figura 9, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras a 8 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência)

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23/31 pode ser acoplado em paralelo com cada dispositivo de armazenamento de energia (310). Um fusível (340) pode ser acoplado entre todos os outros dispositivos de corrente de derivação (320) e pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310), como mostrado, enquanto os dispositivos de corrente de derivação alternada podem ser diretamente acoplados a um dispositivo de armazenamento de energia correspondente (310).

[070] Referindo-se agora à Figura 10, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 9 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência) pode ser acoplado em paralelo com cada dispositivo de armazenamento de energia (310). Um fusível (340) pode ser acoplado entre todos os outros dispositivos de corrente de derivação (320) e pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310), como mostrado, enquanto os dispositivos de corrente de derivação alternada podem ser diretamente acoplados a um dispositivo de armazenamento de energia correspondente (310).

[071] Referindo-se agora à Figura 11, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 10 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, dois dispositivos de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodos de potência) podem ser acoplados em paralelo com uma pluralidade (por exemplo, três) de dispositivos de armazenamento de energia (310). Um único fusível (340) pode ser acoplado entre os dois dispositivos de corrente de derivação e dois dispositivos de armazenamento de energia (310), como mostrado.

[072] Referindo-se agora à Figura 12, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é

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24/31 representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 11 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, três dispositivos de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodos de potência) podem ser, cada um, acoplados em paralelo a uma pluralidade (por exemplo, dois) de dispositivos de armazenamento de energia (310). Dois fusíveis (340) podem ser incluídos para fornecer proteção, como mostrado.

[073] Referindo-se agora à Figura 13, um sistema de passo de pás (220), de acordo com aspectos adicionais da presente divulgação, é representado. Elementos que são os mesmos ou semelhantes aos das Figuras 3 a 12 são referidos com os mesmos números de referência. Como mostrado, um dispositivo de corrente de derivação (320) (por exemplo, diodo de potência) pode ser acoplado em paralelo com um dispositivo de armazenamento de energia único (310). No exemplo do sistema de passo de pás (220) representado na Figura 13, não são incluídos fusíveis (340). Em algumas implementações (não mostradas), cada dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser acoplado em paralelo com uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310).

[074] Referindo-se agora à Figura 14, é representado um fluxograma de um exemplo de método (1400) para fornecer energia a um ou mais motores de um sistema de passo de pás para armar uma ou mais pás de uma turbina eólica. Uma turbina eólica (100) pode incluir uma pluralidade de pás (108). Um ou mais motores (224) em um sistema de passo de pás (220) podem ser configurados para armar as pás (108). Algumas ou todas as etapas no método (1400) podem ser implementadas por um dispositivo de controle ou sistema de controle, tal como um dispositivo de controle (240) ou dispositivo/sistema de controle (1510) representado nas Figuras 2, 4 e 15. Adicionalmente, a Figura 14 representa as etapas executadas em uma ordem específica para fins de ilustração e discussão. Os técnicos no assunto,

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25/31 utilizando as divulgações aqui fornecidas, compreenderão que várias etapas de qualquer um dos métodos aqui descritos podem ser adaptadas, omitidas, rearranjadas ou expandidas de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[075] Em (1402), um método (1400) pode incluir a determinação de que ocorreu um evento de perda de energia. Por exemplo, um dispositivo de controle (240) pode ser configurado para receber um ou mais sinais a partir de um ou mais sensores ligados a uma rede elétrica (210). O dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que ocorreu uma perturbação de rede detectando uma anormalidade de tensão ou corrente da rede elétrica. Por exemplo, uma perturbação de rede pode ser uma falha de rede, e um dispositivo de controle (240) pode determinar que ocorreu uma perturbação de rede quando uma tensão ou corrente excede ou desce abaixo de um ou mais limiares. Por exemplo, quando uma tensão vai para zero, o dispositivo de controle pode ser configurado para determinar que ocorreu um evento de perda de energia (por exemplo, uma falha de grade). Similarmente, um dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que uma fonte primária de energia para um sistema de passo de pás (220) falhou. Por exemplo, um dispositivo de controle (240) pode monitorar uma tensão e/ou corrente de uma fonte de energia primária.

[076] Em (1404), o método (1400) pode incluir o controle de uma fonte de energia para fornecer energia a um ou mais motores do sistema de passo de pás. Por exemplo, em (1406), um dispositivo de controle (240) pode acoplar uma fonte de energia (222) a um ou mais motores (224), por exemplo, fechando um ou mais comutadores de modo a permitir que a energia armazenada na fonte de energia (222) seja fornecida ao um ou mais motores (224) de modo a armar uma ou mais pás (108) de uma turbina eólica (100).

[077] No (1408), o método (1400) pode incluir a determinação de

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26/31 que um dispositivo de armazenamento de energia falhou. Por exemplo, um dispositivo de controle (240) pode ser configurado para obter um ou mais sinais indicativos de uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação (320) em um sistema de passo de pás (220). O dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou com base, pelo menos em parte, na tensão através do dispositivo de corrente de derivação (320). Por exemplo, uma tensão através de um dispositivo de corrente de derivação (220) pode cair abaixo de um limiar, ou tornar-se negativa. Nesse caso, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou.

[078] Em algumas implementações em que um dispositivo de comutação é usado como um dispositivo de corrente de derivação (220), o dispositivo de controle (240) pode controlar ainda uma fonte de energia para fornecer energia a um ou mais motores do sistema de passo de pás, por exemplo, em (1410), controlando o dispositivo de comutação para permitir que uma corrente de derivação contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (310). Por exemplo, um dispositivo de corrente de derivação (320) pode ser um dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380). Um dispositivo de controle (240) pode ser configurado para fornecer um ou mais comandos de comutação para o dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380) para permitir que uma corrente de derivação flua através do dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380) para contornar o dispositivo de armazenamento de energia com falha (310).

[079] Em (1412), o método (1400) pode incluir o fornecimento de um alerta para manutenção programada a ser executada em um dispositivo de armazenamento de energia com falha. Por exemplo, o dispositivo de controle (240) pode ser configurado para fornecer uma saída para um sistema de

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27/31 computação, um visor ou outra saída que possa alertar um técnico de que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou. Em algumas implementações, o dispositivo específico de armazenamento de energia com falha (310) pode ser identificado. Um técnico pode então substituir o dispositivo de armazenamento de energia com falha (310).

[080] Deste modo, o método (1400) pode permitir o fornecimento de energia a um ou mais motores de um sistema de passo de pás para armar uma ou mais pás de uma turbina eólica durante um evento de perda de energia. Além disso, o método (1400) pode permitir que um dispositivo de corrente de derivação seja usado para permitir que uma corrente de desvio contorne um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha.

[081] Referindo-se agora à Figura 15, um exemplo de dispositivo/sistema de controle (1510), de acordo com exemplos de formas de realização da presente divulgação, é representado. O dispositivo/sistema de controle (1510) pode ser utilizado, por exemplo, como dispositivo de controle (240) mostrado nas Figuras 2 e 4 e/ou para implementar qualquer um dos reguladores ou módulos aqui descritos. Em algumas formas de realização, o dispositivo/sistema de controle (1510) pode incluir um ou mais processadores (1512) e um ou mais dispositivos de memória (1514). O(s) processador(es) (1512) e dispositivo(s) de memória (1514) podem ser distribuídos de modo que estão localizados em mais uma localidade ou com dispositivos diferentes.

[082] O(s) processador(es) (1512) e dispositivo(s) de memória (1514) podem ser configurados para executar uma variedade de funções e/ou instruções implementadas por computador (por exemplo, executar os métodos, etapas, cálculos e assim por diante e armazenar dados relevantes como aqui revelado). As instruções quando executadas pelo(s) processador(es) (1512) podem fazer com que o(s) processador(es) (1512) executem operações de acordo com exemplos de aspectos da presente divulgação. Por exemplo, as

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28/31 instruções, quando executadas pelo(s) processador(es) (1512), podem fazer com que o(s) processador(es) (1512) implementem o método da Figura 14 (1400) discutido aqui.

[083] Além disso, o dispositivo de controle (1510) pode incluir uma interface de comunicação (1516) para facilitar a comunicação entre o dispositivo de controle (1510) e vários componentes de um sistema de turbina eólica (200), sistema de passo de pás (220), um parque eólico ou rede elétrica (210), incluindo parâmetros de energia, parâmetros de corrente, parâmetros de tensão ou outros parâmetros aqui descritos. Além disso, a interface de comunicação (1518) pode incluir uma interface de sensor (1518) (por exemplo, um ou mais conversores de analógico para digital) para permitir que os sinais transmitidos de um ou mais sensores (1520, 1522) sejam convertidos em sinais que possam ser compreendidos e processados pelo(s) processador(es) (1512). Deve ser percebido que os sensores (por exemplo, os sensores (1520, 1522)) podem ser comunicativamente acoplados à interface de comunicação (1518) utilizando qualquer meio adequado, tal como uma ligação com ou sem fios. Os sinais podem ser comunicados usando qualquer protocolo de comunicação adequado. Os sensores (1520, 1522) podem ser, por exemplo, sensores de tensão, sensores de corrente, sensores de energia ou qualquer outro dispositivo de sensor aqui descrito.

[084] Como tal, o(s) processador(es) (1512) pode(m) ser configurado(s) para receber um ou mais sinais dos sensores (1520) e (1522). Por exemplo, em algumas formas de realização, o(s) processador(es) (1512) pode(m) receber sinais indicativos de uma corrente a partir do sensor (1520). Em algumas formas de realização, o(s) processador(es) (1512) podem receber sinais indicativos de tensão (por exemplo, tensão da rede, tensão através de um dispositivo de corrente de derivação) a partir do sensor (1522).

[085] Como aqui utilizado, o termo “processador” se refere não

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29/31 só a circuitos integrados referidos na técnica como estando incluídos em um computador, mas também se refere a um dispositivo de controle, um dispositivo de micro controle, um microcomputador, um dispositivo de controle lógico programável (PLC - programmable logic control), um circuito integrado específico da aplicação e outros circuitos programáveis. Adicionalmente, o(s) dispositivo(s) de memória (1514) podem geralmente incluir elemento(s) de memória incluindo, mas não limitado a, meio legível por computador (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), meio não volátil legível por computador (por exemplo, memória USB), um disco compacto de memória apenas para leitura (CD-ROM), um disco magneto-óptico (MOD), um disco versátil digital (DVD) e/ou outros elementos de memória adequados. Esse(s) dispositivo(s) de memória (1514) pode(m) geralmente ser configurado(s) para armazenar instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas pelo(s) processador(es) (1512), configuram o dispositivo de controle (1510) para realizar as várias funções como aqui descrito.

[086] A tecnologia aqui discutida faz referência a sistemas baseados em computador e ações tomadas por e informações enviadas para e a partir de sistemas baseados em computador. Um técnico no assunto reconhecerá que a flexibilidade inerente dos sistemas baseados em computador permite uma grande variedade de configurações possíveis, combinações e divisões de tarefas e funcionalidade dentre e entre componentes. Por exemplo, os processos discutidos aqui podem ser implementados usando um único dispositivo de computação ou vários dispositivos de computação trabalhando em combinação. Bancos de dados, memória, instruções e aplicativos podem ser implementados em um único sistema ou distribuídos através de vários sistemas. Componentes distribuídos podem operar sequencialmente ou em paralelo.

[087] Embora características específicas de várias formas de

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30/31 realização possam ser mostradas em algumas figuras e não em outras, isto é apenas por conveniência. De acordo com os princípios da presente divulgação, qualquer característica de uma figura pode ser referenciada e/ou reivindicada em combinação com qualquer característica de qualquer outra figura.

[088] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer o técnico no assunto realize a invenção, incluindo a construção e utilização de quaisquer dispositivos ou sistemas e a execução de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Pretende-se que estes outros exemplos estejam dentro do escopo das reivindicações se incluírem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.

Lista de Partes

Caractere de referência	Componente
100	Turbina eólica
102	Nacela
104	Torre
106	Rotor
108	Pás
110	Cubo rotativo
200	Sistema de turbina eólica
210	Rede elétrica
212	Barramento de turbina
214	Comutador / disjuntor
216	Barramento de rede
220	Sistema de passo de pás
222	Fonte de energia
224	Motor(es)
230	Comutador
240	Dispositivo de controle

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31/31

Caractere de referência	Componente
310	Dispositivo de armazenamento de energia
312	Dispositivo de armazenamento de energia com falha
314	Dispositivo de armazenamento de energia
320	Dispositivo(s) de corrente de derivação
330	Diodo de potência
332	Diodo de potência
334	Diodo de potência
336	Diodo de potência
340	Fusível(eis)
344	Fusível
346	Fusível
350	Corrente de derivação
360	Indutor
362	Diodo indutor
364	Resistor de derivação
366	Ligação à terra
370	Fusível
380	Dispositivo de comutação
382	Dispositivo de comutação

1400	Método
1402	Etapa de Método
1404	Etapa de Método
1406	Etapa de Método
1408	Etapa de Método
1410	Etapa de Método
1412	Etapa de Método
1510	Dispositivo/sistema de controle
1512	Processador(es)
1514	Dispositivo(s) de memória
1516	Interface de comunicação
1518	Interface de sensor
1520	Sensor
1522	Sensor

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Claims (20)

1. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220) para uma turbina eólica (100), a turbina eólica (100) compreendendo uma ou mais pás (108), caracterizado pelo fato de que o sistema de passo de pás (220) compreende:

um ou mais motores (224) configurados para armar a uma ou mais pás (108) da turbina eólica (100); e uma fonte de energia (222) compreendendo:

uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) acoplados em série, a pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) configurada para fornecer energia para o um ou mais motores (224) durante um evento de perda de energia; e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) configurado para permitir que uma corrente de derivação (350) forneça energia a partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) para o um ou mais motores (224);

em que a corrente de derivação (350) compreende uma corrente que contorna um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha (312) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310).

2. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo de armazenamento de energia (310) compreende uma bateria ou um supercapacitor.

3. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de corrente de derivação (320) compreende um diodo de potência (330).

4. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um dispositivo de controle (240, 1510) configurado para

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2/6 determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou.

5. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (240,1510) é configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou com base, pelo menos em parte, em uma tensão através do pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320).

6. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (240,1510) é ainda configurado para fornecer um alerta para manutenção programada a ser executada no dispositivo de armazenamento de energia com falha (312).

7. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de corrente de derivação (320) compreende um dispositivo de comutação (380);

em que o dispositivo de comutação (380) compreende um dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380); e em que o dispositivo de controle (240, 1510) é ainda configurado para controlar o dispositivo de comutação (380) para permitir que a corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312).

8. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) está posicionado em paralelo com pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310).

9. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um fusível (340) acoplado entre pelo menos um dispositivo de

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3/6 armazenamento de energia (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320);

em que a corrente de derivação (350) flui através do fusível (340).

10. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o fusível (340) é configurado para proteger contra um curto-circuito no dispositivo de corrente de derivação (320) ou um dispositivo de corrente de derivação instalado incorretamente (320).

11. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) compreende uma pluralidade de dispositivo de corrente de derivação (320); e em que um dispositivo de corrente de derivação (320) é acoplado em paralelo com cada dispositivo de armazenamento de energia (310).

12. SISTEMA DE PASSO DE PÁS (220), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma pluralidade de fusíveis (340);

em que cada fusível (340) é acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) acoplado em paralelo com o pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310).

13. MÉTODO PARA FORNECER ENERGIA a um ou mais motores (224) de um sistema de passo de pás (220) para armar uma ou mais pás (108) de uma turbina eólica (100), caracterizado pelo fato de que o método compreende:

determinar, por meio de um dispositivo de controle (240,1510), que ocorreu um evento de perda de energia;

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4/6 fazer com que, por meio do dispositivo de controle (240, 1510), uma fonte de energia (222) seja eletricamente acoplada ao um ou mais motores (224), a fonte de energia (222) compreendendo uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) acoplados em série e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) acoplado em paralelo com pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310);

determinar, por meio do dispositivo de controle (240, 1510), que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou; e controlar, por meio do dispositivo de controle (240, 1510), o dispositivo de corrente de derivação (320) para permitir que uma corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312) para fornecer energia ao um ou mais motores (224).

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de corrente de derivação (320) compreende um dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380); e em que controlar, por meio do dispositivo de controle (240, 1510), o dispositivo de corrente de derivação (320) para permitir que uma corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312) para fornecer energia ao um ou mais motores (224) compreende controlar o dispositivo de comutação MOSFET ou IGBT (380) para permitir que a corrente de derivação (350) contorne o dispositivo de armazenamento de energia com falha (312).

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a determinação, por meio de um dispositivo de controle (240,1510), de que ocorreu um evento de perda de energia, compreende detectar, pelo dispositivo de controle (240,1510), uma anormalidade de tensão ou corrente de uma rede elétrica (210).

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado

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5/6 pelo fato de que determinar, por meio do dispositivo de controle (240,1510), que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou compreende determinar, por meio do dispositivo de controle (240,1510), que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou com base, pelo menos em parte, em uma tensão através do pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320).

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

fornecer um alerta para manutenção programada a ser executada no dispositivo de armazenamento de energia com falha (312).

18. SISTEMA DE TURBINA EÓLICA (200), caracterizado pelo fato de que compreende:

uma turbina eólica (100) compreendendo uma ou mais pás (108); e um sistema de passo de pás(220), compreendendo:

um ou mais motores (224) configurados para armar a uma ou mais pás (108); e uma fonte de energia (222) compreendendo:

uma pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) acoplados em série, a pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) configurada para fornecer energia para o um ou mais motores (224) durante um evento de perda de energia; e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) configurado para permitir que uma corrente de derivação (350) forneça energia a partir de pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) para o um ou mais motores (224);

em que a corrente de derivação (350) compreende uma corrente que contorna um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com falha

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6/6 (312) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310); e em que o pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320) compreende pelo menos um diodo, dispositivo de comutação MOSFET (380) ou dispositivo de comutação IGBT (380).

19. SISTEMA DE TURBINA EÓLICA (200), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um fusível (340) acoplado entre pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia (310) na pluralidade de dispositivos de armazenamento de energia (310) e pelo menos um dispositivo de corrente de derivação (320);

em que a corrente de derivação (350) flui através do fusível (340).

20. SISTEMA DE TURBINA EÓLICA (200), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um dispositivo de controle (240, 1510) configurado para determinar que um dispositivo de armazenamento de energia (310) falhou.