BR102023005533A2

BR102023005533A2 - Método para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica

Info

Publication number: BR102023005533A2
Application number: BR102023005533-8A
Authority: BR
Inventors: Bernard P. Landa; Pierino Gianni Bonanni
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2023-10-17
Also published as: US12066010B2; CN116892488A; EP4257823A1; US20230313779A1; CA3191899A1

Abstract

método para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica. um sistema e método são fornecidos para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre. uma localização fixa em relação à torre é estabelecida e uma deflexão total de uma localização geográfica da localização fixa é determinada. são determinadas as componentes da deflexão total que são geradas por cargas de não empuxo atuando na torre. os componentes de deflexão de cargas de não empuxo são subtraídos da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre a partir de cargas de empuxo operacionais no rotor.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente matéria objeto se refere geralmente a torres de turbina eólica e, mais particularmente, a um método e sistema para rastrear a deflexão da torre de turbinas eólicas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e ecologicamente corretas atualmente disponíveis, e as turbinas eólicas têm ganhado cada vez mais atenção a esse respeito. Uma turbina eólica moderna normalmente inclui uma torre, gerador, caixa de câmbio, nacela e uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor capturam a energia cinética do vento usando princípios de aerofólio conhecidos e transmitem a energia cinética por meio da energia rotacional para girar um eixo que acopla as pás de rotor a uma caixa de câmbio ou, se uma caixa de câmbio não for usada, diretamente ao gerador. O gerador então converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser implantada em uma rede elétrica.

[003] À medida que os tamanhos e alturas dos cubos continuam a aumentar junto com o tamanho e a capacidade das turbinas eólicas, a torre de aço que suporta o cubo se torna um componente cada vez mais crítico. Uma consideração importante para a integridade da turbina eólica é a deflexão da torre, pois influencia as cargas de reação mecânica, a folga da ponta da pá e a fadiga do ciclo de vida. Além disso, o monitoramento e rastreamento das deflexões da torre é uma ferramenta útil para o controle operacional de cargas mecânicas e captura de energia.

[004] O topo da torre durante um estado sem carga ou ocioso se comporta como um ponto de pivô neutro, que é uma posição livre de deflexão do topo da torre em torno da qual a nacela (incluindo o cabeçote de máquina e o rotor) gira. Com o tempo, as cargas e outras condições que afetam a torre mencionada acima podem fazer com que esse ponto de pivô se desvie de frente para trás, de um lado para o outro ou de forma torcional. Variações de longo prazo no ponto de pivô (que podem ser deflexões permanentes) são uma indicação da estrutura da torre e/ou mudanças na fundação ao longo do tempo. Variações de curto período no ponto de pivô são uma indicação do movimento oscilatório da torre de cargas do rotor e/ou do trem de acionamento.

[005] O movimento do topo da torre é difícil de modelar ou inferir e usar de forma confiável no controle de feedback para uma turbina eólica. Os principais fatores de preocupação operacional para o monitoramento da deflexão da torre são o empuxo do rotor, a deflexão máxima (frente-ré, lado a lado) e acoplamento dinâmico dos modos de frequência. Os métodos atuais para monitorar o empuxo do rotor representam as pás de uma turbina eólica em uma condição operacional nominal e idealizada. No entanto, a variabilidade na aerodinâmica da pá e as interações do sistema resultam em variação no carregamento estrutural e no desempenho de energia, ambos críticos para a operacionalidade da turbina eólica. A deflexão da torre é um indicador da carga do rotor e fornece um meio de observar a variação no desempenho do rotor, operação abaixo do ideal da turbina e outras condições que podem exigir manutenção/reparo.

[006] Seria desejável detectar e rastrear com precisão a deflexão da torre do gerador eólico por meio do estabelecimento de uma posição de referência geográfica conhecida para o ponto de pivô do topo da torre ou outra localização fixa relativo à torre (por exemplo, um local fixo no topo da torre ou na nacela) e rastrear as mudanças nesta posição ao longo do tempo. Essas informações seriam úteis para monitorar a integridade da estrutura de aço e da fundação da torre e para controlar e gerenciar as cargas estruturais e operacionais que podem causar deflexão e diminuir a vida útil da torre e de outros componentes da turbina eólica. Os métodos de modelagem podem ser aplicados utilizando as deflexões do ponto de pivô do topo da torre ou outra localização fixa para determinar as deflexões anterior/posterior e lateral do topo da torre e as cargas reacionárias associadas.

[007] A presente invenção fornece uma solução para determinar com precisão o ponto de pivô do topo da torre para uma torre de turbina eólica.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[008] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[009] Em um aspecto, a presente divulgação é direcionada a um método para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre. O método inclui estabelecer uma localização fixa em relação à torre e, em seguida, detectar uma deflexão total de uma localização geográfica (“geo-localização”) da localização fixa. O método então determina os componentes da deflexão total que são gerados por cargas de não empuxo atuando na torre. Os componentes de deflexão de cargas de não empuxo são subtraídos da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre a partir de cargas de empuxo operacionais no rotor.

[010] Em uma forma de realização particular, o componente de deflexão de cargas de empuxo é usado diretamente como uma variável de controle para realizar um ou mais de: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre um componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; determinar a integridade da torre ou da fundação; ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado.

[011] Em uma determinada forma de realização, o método pode incluir, a partir do componente de deflexão de cargas de empuxo, determinar o empuxo do rotor resultante das cargas operacionais atuando no rotor e comparar o empuxo do rotor determinado com um empuxo do rotor esperado para as condições operacionais da turbina eólica. Esta forma de realização do método pode incluir a realização de pelo menos um dos seguintes: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado.

[012] As etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total da localização fixa podem incluir gerar e aplicar um fator de correção de deslocamento da torre a um vetor da deflexão total antes de determinar a geo- localização da localização fixa. Este fator de correção de distorção da torre pode corrigir o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[013] Em uma forma de realização particular, a etapa de detecção da deflexão total da geo-localização da localização fixa pode incluir: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) em uma posição fixa na nacela ou na torre; (b) com base em uma geo-localização do GNSS do receptor rover e uma posição conhecida da localização fixa em relação ao receptor rover, calcular, por meio do controlador, a geo-localização da posição fixa; e (c) repetir as etapas (a) a (b) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento da localização fixa durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre. Com esta forma de realização, o receptor rover pode estar em comunicação com um receptor de estação base fixa que transmite dados de correção para o receptor rover, em que a geo-localização do GNSS do rover é determinada em relação à estação base.

[014] A geo-localização do GNSS do receptor rover pode ser uma posição de latitude e de longitude global absoluta fornecida diretamente ao receptor rover.

[015] Em uma determinada forma de realização, a localização fixa em relação à torre corresponde a um ponto de pivô superior da torre (TPP) da torre, em que a etapa de detecção da deflexão total da geo-localização do TPP da torre pode incluir: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) em uma posição fixa na nacela; (b) conduzir uma pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela e registrar os sinais de geo-localização recebidos pelo receptor rover durante as varreduras de guinada; (c) através de um controlador, converter os sinais de geo-localização em uma plotagem circular e determinar um raio da plotagem circular, o raio sendo uma distância entre o receptor rover e o TPP; (d) com base na geo-localização do GNSS do receptor rover e no raio, calcular, por meio do controlador, a geo-localização do TPP; e (e) repetir as etapas (b) a (d) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento do TPP durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

[016] Nesta forma de realização, as etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total podem incluir gerar e aplicar um fator de correção de deslocamento da torre ao raio das varreduras de guinada antes de determinar a geo-localização do TPP. O fator de correção de distorção da torre corrige o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[017] Também com esta forma de realização, a pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus pode incluir pelo menos uma varredura de guinada em uma direção positiva e pelo menos uma varredura de guinada em uma direção negativa oposta. Além disso, a pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus pode ser conduzida durante baixas velocidades de vento, de modo a minimizar as cargas de vento transitórias que podem causar deflexão da torre durante as varreduras de guinada.

[018] O método pode incluir a localização do receptor rover no topo e na extremidade traseira da nacela a uma distância fixa predeterminada (“x”) para um eixo da linha central da nacela, em que a geo-localização do TPP ao longo do eixo da linha central é calculada com base no raio das varreduras de guinada e a distância “x”. Uma pluralidade de receptores rover podem ser configuradas na nacela, em que os sinais de localização dos receptores rover são usados para gerar a plotagem circular e determinar o raio para cada um dos receptores rover.

[019] A invenção também abrange um sistema para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre. O sistema inclui pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) configurado em uma posição fixa na nacela ou na torre. Um controlador está em comunicação com o receptor rover, o controlador configurado para realizar as seguintes operações: detectar uma deflexão total de uma localização geográfica (“geo-localização”) de uma localização fixa na torre; determinar os componentes da deflexão total que são gerados por cargas de não empuxo atuando na torre; e subtraindo os componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre a partir de cargas de empuxo operacionais no rotor.

[020] O controlador pode ainda ser configurado para: (a) com base em uma geo-localização do GNSS do receptor rover e uma posição conhecida da localização fixa em relação ao receptor rover, calcular a geo- localização da localização fixa; e (b) repetir a etapa (a) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento da localização fixa durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

[021] Em uma forma de realização particular do sistema, o receptor rover está em uma posição fixa na nacela e a localização fixa corresponde a um ponto de pivô superior da torre (TPP) da torre. Nesta forma de realização, o controlador pode ser configurado para: (a) receber e registrar sinais de geo-localização do receptor rover durante uma pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela; (b) converter os sinais de geo- localização em uma plotagem circular e determinar um raio da plotagem circular, o raio sendo uma distância entre o receptor rover e o TPP; (c) com base na geo-localização do GNSS do receptor rover e no raio, calcular a geo- localização do TPP; e (d) repetir as etapas (a) a (c) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento do TPP durante o período de tempo que representa a deflexão total. O controlador pode ainda ser configurado para aplicar um fator de correção de deslocamento da torre ao raio das varreduras de guinada com base em um ou mais de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; e deslocamento da torre de cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[022] A invenção será posteriormente suportada e descrita com referência à seguinte descrição e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[023] Uma divulgação completa e capacitadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica configurada com um sistema e método de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista em diagrama de uma nacela configurada com sensores para realizar formas de realização de método da invenção; A Figura 3 é uma vista em diagrama que descreve as etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 4 é uma vista em diagrama que descreve outras etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 5 é uma vista em diagrama que representa ainda outras etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 6 é uma vista em diagrama que descreve mais etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 7 é uma vista em diagrama que descreve ainda outras etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma forma de realização alternativa de uma turbina eólica configurada com um sistema e método de acordo com a presente invenção; A Figura 9 é uma vista em diagrama de uma torre configurada com sensores para realizar formas de realização de métodos alternativos da invenção; e A Figura 10 é uma vista de diagrama representando as etapas do método de acordo com uma forma de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[024] Agora será feita referência em detalhes às formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. Na verdade, será evidente para aqueles técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma forma de realização podem ser usadas com outra forma de realização para produzir ainda uma forma de realização adicional. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações que caiam no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[025] Em geral, o presente assunto é direcionado a um método e sistema associado para determinar e rastrear uma geo-localização de um local fixo em relação a uma torre de turbina eólica para determinar a deflexão da torre. Em uma forma de realização particular, a localização fixa corresponde a um ponto de pivô que é essencialmente uma posição livre de deflexão neutra do topo da torre sobre a qual a nacela (incluindo o cabeçote de máquina e o rotor) gira. Conforme descrito neste documento, a localização e a deflexão deste ponto de pivô superior da torre (TPP) fornecem informações valiosas para fins de análise e correção de distorções permanentes e transitórias da torre.

[026] Com referência agora aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica (10) configurada com um sistema (58) para praticar vários métodos de acordo com a presente divulgação. Como mostrado, a turbina eólica (10) geralmente inclui uma torre (12), uma nacela (14) montada na torre (12) e um rotor (16) acoplado à nacela (14). O rotor (16) inclui um cubo giratório (18) e pelo menos uma pá de rotor (20) acoplada a e estendendo-se para fora a partir do cubo (18). Por exemplo, na forma de realização ilustrada, o rotor (16) inclui três pás de rotor (20). No entanto, em uma forma de realização alternativa, o rotor (16) pode incluir mais ou menos do que três pás de rotor (20). Cada pá de rotor (20) pode ser espaçada em torno do cubo (18) para facilitar a rotação do rotor (16) para permitir que a energia cinética seja transferida do vento para energia mecânica utilizável e, subsequentemente, energia elétrica. Por exemplo, o cubo (18) pode ser rotativamente acoplado a um gerador elétrico posicionado dentro da nacela (14) para permitir que a energia elétrica seja produzida.

[027] Para os fins da presente divulgação, o termo “nacela” é usado neste documento para incluir componentes do cabeçote de máquina (por exemplo, componentes do trem de acionamento, gerador, etc.) localizados dentro do alojamento da nacela e os componentes do cubo (18).

[028] Com referência às Figuras 1 e 2, pelo menos um receptor rover (24) de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) é montado em uma posição fixa, pré-determinada sobre a nacela (14). O receptor rover (24) está em comunicação direta ou indireta com um controlador (66). Na forma de realização representada, o receptor rover (24) também está em comunicação com uma estação base fixa (40), conforme descrita em mais detalhes abaixo. O controlador (66) pode ser um controlador local associado a uma única turbina eólica (10), um controlador ao nível de fazenda associado a uma pluralidade de turbinas eólicas (10) dentro de um parque eólico ou um controlador remoto localizado, por exemplo, em uma instalação de controle/ monitoramento remoto. O controlador (66) é configurado para realizar vários processos, conforme descrito em mais detalhes abaixo, para determinar a geo- localização do TPP (22) da torre do turbina eólica (12).

[029] Em uma forma de realização alternativa da turbina eólica (10) representada na Figura 8, um ou mais dos receptores rover (24) são montados em posição fixa na torre (12), desejavelmente no ou próximo ao topo da torre (12).

[030] O sistema GNSS pode utilizar qualquer um dos sistemas de posicionamento baseados em satélite disponíveis, como GPS, GLONASS, Galileo, NavIC e BeiDou. Em certas formas de realização, o sistema GNSS também pode empregar técnicas cinemáticas em tempo real (RTK) para aumentar a precisão dos dados de posição derivados do sistema GNSS. As técnicas de RTK são conhecidas dos técnicos no assunto. Em geral, a distância entre um receptor de navegação por satélite (o receptor rover (24)) e um satélite pode ser calculada a partir do tempo que leva para um sinal viajar do satélite ao receptor. A precisão da medição de alcance resultante é uma função da capacidade do receptor de processar com precisão os sinais do satélite, bem como fontes de erro adicionais, como atrasos ionosféricos e troposféricos não mitigados, caminhos múltiplos, relógio de satélite e erros de efemérides, etc.

[031] As técnicas de RTK usam a onda portadora do sinal de satélite como seu sinal. O RTK usa uma estação base fixa (40) e o rover (24) para transmitir dados de correção para o receptor rover (24) e reduzir o erro de posição do rover. A estação base (40) retransmite a fase da portadora que ela observa, e o rover (24) compara suas próprias medições de fase com as recebidas da estação base. Isso permite que o receptor rover (24) calcule sua posição relativa em relação à estação base (40) com um alto grau de precisão (normalmente em milímetros). A precisão da geo-localização do receptor rover (24) é, portanto, essencialmente a mesma precisão que a posição calculada da estação base (40). Em essência, a estação base (40) está localizada em um local pesquisado conhecido (uma posição de referência) e o receptor rover (24) assume uma posição em relação à estação base (40).

[032] Os receptores rover (24) também podem ser configurados com capacidade de Sistema de Navegação Inercial (INS) e incluem elementos de navegação inercial (por exemplo, acelerômetros, giroscópios). Esse recurso INS integrado pode melhorar a precisão cinemática (posição, velocidade e rotação) reduzindo a variabilidade da medição em uma taxa de amostragem muito maior.

[033] Como mencionado, alternativamente, a geo-localização do rover pode ser baseada na posição global absoluta de latitude e de longitude fornecida diretamente ao rover a partir do(s) satélite(s) GNSS.

[034] Referindo-se à forma de realização das Figuras 2 e 4, o receptor rover (24) pode estar localizado no topo e na extremidade traseira da nacela (14) a uma distância fixa predeterminada (32) (“x”) a um eixo de linha central (38) da nacela. O receptor rover (24) pode ser montado de modo a se estender para fora dos lados da nacela (14), como representado nas figuras. Para fins de determinação da geo-localização do TPP (22) (em uma forma de realização do método) com base na geo-localização do GNSS do receptor rover (24), é razoavelmente assumido que o TPP (22) se encontra na (ou dentro de uma margem aceitável) da linha central (38) da nacela (14).

[035] Na forma de realização alternativa representada nas Figuras 9 e 10, os receptores rover (24) são montados em membros de estrutura fixados perto ou no topo da torre (12). Esses receptores rover (24) estão em valores conhecidos de comprimento/distância “r”, “x”, e “y” em relação a um local fixo (23) na torre (12), que pode estar na linha “y” que está no ponto médio de distância “X” entre os receptores rover (24). A posição relativa da localização fixa (23) em relação aos receptores rover (24) é, portanto, um valor espacial conhecido e não variável.

[036] Na forma de realização das Figuras 2 a 4, a localização fixa corresponde à UTE (22), que deve ser determinada. Conforme representado na Figura 3, um método para determinar a localização do TPP (22) inclui a condução de uma pluralidade de varreduras de guinada (28) de 360 graus da nacela (14) e registro dos sinais de geo-localização recebidos pelo receptor rover (24) durante as varreduras de guinada (28). A pluralidade de varreduras de guinada (28) de 360 graus pode incluir uma ou mais varreduras de guinada (28) em uma direção positiva e uma ou mais varreduras de guinada (28) em uma direção negativa oposta. As varreduras de guinada de 360 graus devem ser feitas em condições de baixa velocidade do vento.

[037] O controlador (66) converte os sinais de geo-localização do receptor rover (24) em uma plotagem circular (30) e determina um raio “r” (36) da plotagem circular. Este raio (36) corresponde à distância do receptor rover (24) ao TPP (22) da torre de turbina eólica (12). O controlador (66) usa então o comprimento do raio (36) e a geo-localização do receptor rover (24) para calcular uma geo-localização do TPP (22). Por exemplo, referindo-se à Figura 4, sabendo a distância “x” (32) do receptor rover (24) do eixo de linha central (38) da nacela (14) e com a suposição de que o TPP se encontra no eixo de linha central (38) em um distância “y” (34) da linha de “x” (32), o comprimento de “y” (34) é prontamente resolvido usando a relação para um triângulo retângulo: r2 = x2 + y2. Com os valores de “x” e “y” determinados, a geo- localização precisa do TPP (22) em relação à geo-localização do receptor rover (24) é então facilmente determinada. As mudanças de latitude e de longitude (x e y) para uma geo-localização conhecida do receptor rover (24) darão a geo- localização do TPP.

[038] Com referência à Figura 7, geração das varreduras de guinada (28) com dois ou mais dos receptores rover (24) na nacela (14), por exemplo, dois receptores rover (24) em lados opostos e a uma distância igual ou diferente “x” do eixo da linha central (38) da nacela (14), é representado. Os sinais de geo-localização de ambos os receptores rover (24) podem ser usados para gerar gráficos circulares (30) e determinar o raio (36) das varreduras de guinada (28) (Figura 3). Quando a distância “x” é a mesma para cada rover, os respectivos gráficos (30) devem ter o mesmo raio (36). Uma distância menor ou maior “x” produzirá um gráfico de raio menor ou maior, respectivamente. Os diferentes gráficos de raio (30) podem ser usados determinar de forma independente o TPP, o que fornece uma verificação de precisão do sistema.

[039] Na forma de realização das Figuras 9 e 10, os valores de “x” e “y” são simplesmente medidos. As mudanças de latitude e de longitude (x e y) para a geo-localização conhecida do receptor rover (24) darão a geo- localização da localização fixa (22) na torre.

[040] Referindo-se à Figura 6, certos fatores de “carga de não empuxo” atuando na torre (12) podem produzir distorções permanentes ou transitórias na torre (12) que contribuem para a deflexão total da torre. Esses fatores são considerados como “cargas de não empuxo”, pois não são o resultado de empuxo ou forças exercidas na torre por meio da produção de energia do rotor. Para os propósitos da presente invenção, deseja-se determinar os componentes da deflexão total da torre que são atribuídos às cargas ou influências de não empuxo e remover ou subtrair esses componentes de deflexão de cargas de não empuxo do componente de deflexão total a fim de determinar deflexão da torre devido apenas às cargas de empuxo operacionais que atuam no rotor.

[041] Exemplos de cargas de não empuxo atuando na torre incluem (mas não estão necessariamente limitados a): saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[042] Um valor “limpo” de deflexão da torre (por exemplo, o componente de deflexão de cargas de empuxo da deflexão total) vazio dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo pode ser usado como uma variável de controle para várias condições operacionais da turbina eólica. Por exemplo, o componente de deflexão de cargas de empuxo pode ser usado diretamente como uma variável de controle para executar um ou mais de: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre um componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado.

[043] De forma alternativa, o componente de deflexão de cargas de empuxo pode ser correlacionado a um empuxo do rotor real resultante de cargas operacionais atuando no rotor, que pode então ser usado como uma variável de controle comparando o empuxo do rotor determinado com um empuxo do rotor esperado para condições operacionais da turbina eólica. O empuxo do rotor determinado pode ser usado para executar qualquer um ou combinação de: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado.

[044] Referindo-se à forma de realização das Figuras 2 a 6, pode ser apreciado que as cargas de não empuxo podem afetar a precisão da determinação inicial do raio (36) das varreduras de guinada (28). Por exemplo, o centro de massa da nacela (14) (incluindo os componentes do cabeçote de máquina e do cubo (18)) normalmente não está alinhada com a linha central (45) da nacela (14), mas se projeta em direção ao cubo (18), criando assim um braço de momento permanente na torre (12). Conforme as varreduras de guinada (28) são conduzidas, a torre pode continuamente “inclinar-se” em direção ao cubo (18) (indicado pela seta tracejada na Figura 6). Se esta “esguio” não for contabilizado, o raio (36) da varredura de guinada (29) seria diminuído na quantidade de “esguio”. O grau de “inclinação” pode ser determinado empiricamente ou por meio da modelagem da nacela (14) e da torre (12). Um fator de correção de distorção da torre saliente (44) (td(saliência)) pode ser calculado e aplicado ao raio (36) da varredura de guinada (28) para forneça um raio corrigido (36).

[045] Ainda com referência à Figura 6, as diferenças de temperatura entre os lados da torre (12) podem resultar em uma distorção térmica da torre (12). O diferencial de temperatura resultante do aquecimento solar de um lado da torre em comparação com o lado sombreado da torre pode causar expansão do lado aquecido e inclinação da torre para o lado sombreado. O grau de distorção térmica pode ser determinado empiricamente ou por meio de modelagem e usado para calcular um fator de correção de distorção da torre térmica (46) (td(térmico)) que é aplicado ao raio (36) da varredura de guinada (28) para dar um raio corrigido (36).

[046] Ainda com referência à Figura 6, cargas transitórias na nacela (14) causadas pelo vento também podem resultar na distorção da torre (12), fazendo com que a torre se incline para longe da direção do vento. O grau de distorção da carga do vento pode ser determinado empiricamente ou por meio de modelagem e usado para calcular um fator de correção de distorção da torre eólica (50) (td(vento)) que é aplicado ao raio (36) da varredura de guinada (28) para dar um raio corrigido (36).

[047] Todos os fatores de correção de distorção (44, 46, e 50) podem ser combinados em um fator de distorção total (42) que é aplicado ao raio (36) da varredura de guinada (28) para dar um raio corrigido (36).

[048] Na forma de realização das Figuras 9 e 10, o fator de distorção total (42) pode ser aplicado como uma correção de vetor para o vetor de deflexão total Dtotal.

[049] Com referência à forma de realização das Figuras 9 e 10, a etapa de detecção da deflexão total da geo-localização da localização fixa (23) pode incluir, com base na geo-localização do GNSS do receptor rover (24) e uma posição conhecida da localização fixa (23) em relação ao receptor rover (24), calcular, por meio do controlador, a geo-localização da posição fixa (23) (conforme discutido acima). Estas etapas de determinação da geo-localização da localização fixa (23) podem ser repetidas uma ou mais vezes durante um período de tempo fixo. Mudanças na geo-localização da posição fixa (23) ao longo do período de tempo correspondem a uma trajetória total ou vetor de deslocamento (60) da localização fixa (23) ao longo do período de tempo, que representa a deflexão total da torre (22). O vetor de deslocamento total (60) tem um componente de lado a lado (64) e um componente de frente para trás (62). Vários valores da geo-localização para a posição fixa (23) podem ser plotados, calculados em média ou manipulados de outra forma para gerar o vetor de deslocamento total (60) da Figura 10.

[050] A forma de realização da Figura 7 também permite o cálculo de uma direção de rumo (56) da nacela (14). A direção de rumo (56) pode ser usada pelo sistema de controle da turbina eólica para controle de guinada da nacela. A geo-localização dos dois receptores rover (24) é determinada e uma linha através das duas geo-localizações fornece uma primeira linha de rumo (54). Um ângulo fixo (57) (por exemplo, um ângulo de 90 graus) entre a linha de rumo (54) e o eixo da linha central (38) é adicionado/subtraído ao rumo da linha (54) para fornecer o rumo (56) do eixo da linha central (38), que corresponde ao rumo da nacela (14). Por exemplo, na representação à esquerda da Figura 7, a primeira linha de rumo (54) tem uma orientação de 270 graus ou 090 graus e o ângulo fixo (57) é de 90 graus. O rumo do eixo de linha central (38) correspondente ao rumo da nacela é, portanto, Norte (000°) (270 graus + 90 graus ou 090 graus - 90 graus). A representação à direita é outra ilustração em que o rumo final (56) da nacela é determinado da mesma forma como sendo 030°.

[051] Referindo-se à forma de realização das Figuras 4 e 5, em que a localização fixa corresponde ao TPP, as formas de realização do presente método também podem incluir a determinação da geo-localização do TPP, conforme descrito acima, uma pluralidade de vezes ao longo de um período de tempo fixo e a determinação de uma trajetória de deslocamento total do TPP ao longo do período de tempo, o que pode ser representado por um vetor. Os múltiplos TPPs formam a trajetória de deslocamento total que pode ser combinada em um vetor de deslocamento total (60) para o período de tempo monitorado, o vetor de deslocamento total (60) tendo um componente lado-a-lado (64) e um componente anterior-posterior (62).

[052] Como mencionado acima, o deslocamento do TPP ao longo do tempo pode ser indicativo de vários fatores que afetam a distorção da torre, bem como uma referência para medições de deflexão da torre. As alterações de TPP resultantes da distorção da torre podem ser o resultado de assentamento da fundação, movimento sísmico, relaxamento do invólucro/flange da torre, falha estrutural incipiente e outros. Os deslocamentos da torre da carga transmitida à torre pelo rotor, cabeçote de máquina e efeitos ambientais podem ser medidos com precisão e relatados com base no movimento do TPP. O vetor de deslocamento total (60) ou trajetória de deslocamento de TPP pode ser usado para avaliar/ determinar várias características da torre, incluindo determinação da integridade da torre, previsão de vida útil da torre (longevidade), gerenciamento de carga, manutenção da torre ou mudanças nos procedimentos de operação e manutenção para reduzir a distorção da torre. Com base em qualquer uma ou mais dessas características, o método inclui a implementação de ações de controle ou procedimentos para combater quaisquer efeitos adversos na torre ou operação geral da turbina eólica.

[053] Outros aspectos da invenção são fornecidos pela matéria objeto das seguintes cláusulas.

[054] Cláusula 1: Um método para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre, o método compreendendo: estabelecer uma localização fixa em relação à torre; detectar uma deflexão total de uma localização geográfica (“geo-localização”) da localização fixa; determinar os componentes da deflexão total que são gerados por cargas de não empuxo atuando na torre; e subtraindo os componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre a partir de cargas de empuxo operacionais no rotor.

[055] Cláusula 2: A cláusula de acordo com a cláusula 1, em que o componente de deflexão de cargas de empuxo é usado diretamente como uma variável de controle para executar uma ou mais alterações de um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre um componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado.

[056] Cláusula 3: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 2, compreendendo ainda, a partir do componente de deflexão de cargas de empuxo, determinar o empuxo do rotor resultante das cargas operacionais atuando no rotor e comparar o empuxo do rotor determinado com um empuxo do rotor esperado para as condições de operação da turbina eólica.

[057] Cláusula 4: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 3, compreendendo ainda a realização de pelo menos um dos seguintes: alteração de um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado.

[058] Cláusula 5: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 4, em que as etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total compreendem gerar e aplicar um fator de correção de deslocamento da torre a um vetor da deflexão total anterior para determinar a geo-localização da localização fixa.

[059] Cláusula 6: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 5, em que o fator de correção de distorção da torre corrige o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[060] Cláusula 7: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 6, em que a etapa de detecção da deflexão total da geo- localização da localização fixa compreende: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) em posição fixa na nacela ou na torre; (b) com base em uma geo-localização do GNSS do receptor rover e uma posição conhecida da localização fixa em relação ao receptor rover, calcular, por meio do controlador, a geo-localização da posição fixa; e (c) repetir as etapas (a) a (b) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento da localização fixa durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

[061] Cláusula 8: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 7, em que o receptor rover está em comunicação com um receptor de estação base fixa que transmite dados de correção para o receptor rover, em que a geo-localização do GNSS do rover é determinada em relação à estação base.

[062] Cláusula 9: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 8, em que a geo-localização do GNSS do rover é uma posição de latitude e de longitude global absoluta fornecida diretamente ao rover.

[063] Cláusula 10: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 9, em que a localização fixa corresponde a um ponto de pivô superior da torre (TPP) da torre, a etapa de detecção da deflexão total da geo- localização do TPP do A torre compreende: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) em uma posição fixa na nacela; (b) conduzir uma pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela e registrar sinais de geo-localização recebidos pelo receptor rover durante as varreduras de guinada; (c) por meio de um controlador, converter os sinais de geo-localização em uma plotagem circular e determinar um raio da plotagem circular, o raio sendo uma distância entre o receptor rover e o TPP; (d) com base na geo-localização do GNSS do receptor rover e no raio, calcular, por meio do controlador, a geo-localização do TPP; e (e) repetir as etapas (b) a (d) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento do TPP durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

[064] Cláusula 11: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 10, em que as etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total compreendem gerar e aplicar um fator de correção de deslocamento da torre ao raio das varreduras de guinada antes de determinar a geo-localização do TPP.

[065] Cláusula 12: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 11, em que o fator de correção de distorção da torre corrige o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[066] Cláusula 13: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 12, em que a pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus compreende pelo menos uma varredura de guinada em uma direção positiva e pelo menos uma varredura de guinada em uma direção negativa oposta.

[067] Cláusula 14: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 13, em que a pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela é conduzida durante baixas velocidades de vento, de modo a minimizar cargas de vento transitórias que podem causar deflexão da torre durante a varredura de guinada.

[068] Cláusula 15: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 14, em que o receptor rover está localizado no topo e na extremidade traseira da nacela a uma distância fixa predeterminada (“x”) a um eixo de linha central da nacela, em que a geo-localização do TPP ao longo do eixo da linha central é calculado com base no raio e na distância “x”.

[069] Cláusula 16: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 15, em que uma pluralidade de receptores rover são configurados na nacela, os sinais de localização de receptores rover usados para gerar a plotagem circular e determinar o raio para cada um dos receptores rover.

[070] Cláusula 17: Um sistema para determinar a deflexão de uma torre de uma turbina eólica, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre, o sistema compreendendo: pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite (GNSS) configurado em uma posição fixa na nacela ou na torre; um controlador em comunicação com o receptor rover, o controlador configurado para realizar as seguintes operações: detectar uma deflexão total de uma localização geográfica (“geo-localização”) de uma localização fixa na torre; determinar os componentes da deflexão total que são gerados por cargas de não empuxo atuando na torre; e subtraindo os componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre a partir de cargas de empuxo operacionais no rotor.

[071] Cláusula 18: A cláusula de acordo com a cláusula 17, em que o controlador é configurado para: (a) com base em uma geo-localização do GNSS do receptor rover e uma posição conhecida da localização fixa em relação ao receptor rover, calcular a geo-localização da localização fixa; e (b) repetir a etapa (a) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento da localização fixa durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

[072] Cláusula 19: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 17 a 18, em que o receptor rover está em uma posição fixa na nacela e a localização fixa corresponde a um ponto de pivô superior da torre (TPP) da torre, o controlador configurado para: (a) receber e registrar sinais de geo- localização do receptor rover durante uma pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela; (b) converter os sinais de geo-localização em uma plotagem circular e determinar um raio da plotagem circular, o raio sendo uma distância entre o receptor rover e o TPP; (c) com base na geo-localização do GNSS do receptor rover e no raio, calcular a geo-localização do TPP; e (d) repetir as etapas (a) até (c) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento do TPP durante o período de tempo que representa a deflexão total.

[073] Cláusula 20: A cláusula de acordo com qualquer uma das cláusulas 17 a 19, em que o controlador é ainda configurado para aplicar um fator de correção de deslocamento da torre ao raio das varreduras de guinada com base em um ou mais de: saliência de peso da nacela em relação a uma eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; e deslocamento da torre de cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

[074] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a invenção, incluindo a fabricação e o uso 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. Esses outros exemplos destinam-se a estar 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 insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

1. MÉTODO PARA DETERMINAR A DEFLEXÃO DE UMA TORRE DE UMA TURBINA EÓLICA, a turbina eólica incluindo uma nacela com um cabeçote de máquina e um rotor no topo da torre, o método caracterizado por compreender: estabelecer uma localização fixa em relação à torre; detectar uma deflexão total de uma localização geográfica da localização fixa; determinar componentes da deflexão total que são gerados por cargas de não empuxo atuando na torre; e subtrair os componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total para determinar um componente de deflexão de cargas de empuxo correspondente à deflexão da torre de cargas de empuxo operacionais no rotor.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo componente de deflexão de cargas de empuxo ser usado diretamente como uma variável de controle para executar um ou mais de: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre um componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o componente de deflexão de cargas de empuxo esperado e o componente de deflexão de cargas de empuxo determinado.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por compreender ainda, a partir do componente de deflexão de cargas de empuxo, determinar o empuxo do rotor resultante das cargas operacionais atuando no rotor e comparar o empuxo do rotor determinado com um empuxo do rotor esperado para as condições de operação da turbina eólica.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender ainda a realização de pelo menos um de: alterar um parâmetro operacional da turbina eólica com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; executar um procedimento de reparo ou de manutenção com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado; ou determinar a integridade da torre ou da fundação, ou fazer uma previsão de vida útil da torre ou da fundação, com base em uma diferença entre o empuxo do rotor esperado e o empuxo do rotor determinado.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelas etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total compreenderem gerar e aplicar um fator de correção de deslocamento da torre a um vetor da deflexão total antes de determinar a localização geográfica da localização fixa.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por um fator de correção de distorção da torre corrigir o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela etapa de detecção da deflexão total da localização geográfica da localização fixa compreender: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite em uma posição fixa na nacela ou na torre; (b) com base em uma localização geográfica do sistema global de navegação por satélite do receptor rover e uma posição conhecida da localização fixa em relação ao receptor rover, calcular, por meio de um controlador, a localização geográfica da posição fixa; e (c) repetir as etapas (a) a (b) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento da localização fixa durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo receptor rover estar em comunicação com um receptor de estação base fixa que transmite dados de correção para o receptor rover, em que a localização geográfica do sistema global de navegação por satélite do rover é determinada em relação à estação base.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pela localização geográfica do sistema global de navegação por satélite do rover ser uma posição de latitude e de longitude global absoluta fornecida diretamente ao rover.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela localização fixa corresponder a um ponto de pivô superior da torre, a etapa de detecção da deflexão total da localização geográfica do ponto de pivô superior da torre compreende: (a) configurar pelo menos um receptor rover de um sistema global de navegação por satélite em uma posição fixa na nacela; (b) conduzir uma pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela e registrar os sinais de localização geográfica recebidos pelo receptor rover durante as varreduras de guinada; (c) através de um controlador, converter os sinais de localização geográfica em uma plotagem circular e determinar um raio da plotagem circular, o raio sendo uma distância entre o receptor rover e o ponto de pivô superior; (d) com base na localização geográfica do sistema global de navegação por satélite do receptor rover e no raio, calcular, por meio do controlador, a localização geográfica do ponto de pivô superior; e (e) repetir as etapas (b) a (d) pelo menos mais uma vez durante um período de tempo fixo e determinar uma trajetória total ou vetor de deslocamento do ponto de pivô superior durante o período de tempo que representa a deflexão total da torre.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelas etapas de determinação e de subtração dos componentes de deflexão de cargas de não empuxo da deflexão total compreenderem gerar e aplicar o fator de correção de deslocamento da torre ao raio das varreduras de guinada antes de determinar a localização geográfica do ponto de pivô superior.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fator de correção de distorção da torre corrigir o deslocamento da torre causado por qualquer um ou combinação de: saliência de peso da nacela em relação a um eixo vertical da torre; distorção térmica da torre causada por diferenças de temperatura entre os lados da torre; ou distorção da torre devido a cargas transitórias colocadas na torre ou na nacela.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pela pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus compreender pelo menos uma varredura de guinada em uma direção positiva e pelo menos uma varredura de guinada em uma direção negativa oposta.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pela pluralidade de varreduras de guinada de 360 graus da nacela serem conduzidas durante baixas velocidades de vento, de modo a minimizar cargas de vento transientes que causam deflexão da torre durante as varreduras de guinada.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 14, caracterizado pelo receptor rover estar localizado no topo e na extremidade traseira da nacela a uma distância fixa predeterminada (x) para um eixo da linha central da nacela, em que a localização geográfica do ponto de pivô superior ao longo do eixo da linha central é calculado com base no raio e na distância fixa predeterminada (x).