BRPI0708935A2 - sistema de gerenciamento tÉrmico para turbina eàlica - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE GERENCIAMENTO TÉRMICO PARA TURBINA EàLICA. A presente invenção refere-se a um método para conduzir calor gerado em equipamento eletrônico alojado dentro de uma torre de energia eólica pelo uso da torre como um sumidouro de calor para fins de resfriamento. A transferência de calor ocorre por resfriamento com líquido do equipamento eletrônico e por circulação do líquido através de um permutador de calor, que é preso, termicamente à torre. O vento que sopra através da torre em altas velocidades do vento e níveis de energia, então, resfria a torre. Um primeiro método usa um tubo de cobre, que está em contato térmico com a torre. Um segundo método monta componentes de geração de calor direta- mente na torre. Um terceiro método usa um permutador de calor de liquido para ar em intervalos através da circunferência externa da torre. Em todos os três casos, a torre que permanece no vento é usada para remover calor do sistema de controle.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DEGERENCIAMENTO TÉRMICO PARA TURBINA EÓLICA".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a turbinas eólicas alojadas emuma nacela no alto de uma torre alta e, mais particularmente, a um aparelhopara remover calor do interior de uma torre de turbina eólica.Descrição da Técnica Anterior
À medida que a eletricidade gerada pelo vento torna-se lugarcomum em muitas localizações em torno do mundo, torna-se um desejo fa-zer instalações de turbinas eólicas mais estéticas. Uma preocupação especí-fica tem sido a localização de gabinetes de controle, que são colocados dolado de fora das torres de turbinas onde eles se tornam abertos, visivelmen-te. Para endereçar essa preocupação, recentemente tornou-se comum osgabinetes do sistema de controle dentro da torre de turbina de vento. Tipi-camente, há espaço suficiente para acomodar esses gabinetes, mas podehaver sérios problemas de gerenciamento térmico. Por exemplo, em turbinaseólicas de velocidade variável, onde um sistema de controle de conversoreletrônico de energia é comumente usado, pode haver uma geração de calorsignificativa pelo sistema de controle de conversor. Considera-se, por exem-pio, um sistema de conversor completo, como 96% de eficiência em um ge-rador de 1,5 MW. Isso significa que 4% de 1,5 MW ou 60 kW são dissipadospelo conversor. Se o conversor for colocado em torres sem movimento de ar,pode resultar uma grande elevação de temperatura dentro da torre. Essaalta temperatura pode ser prejudicial para a vida do sistema de controle deconversor e outros componentes requeridos dentro da torre. Para lidar comessa subida de temperatura, grandes ventiladores de movimento de ar foramcolocados na torre para esgotar o ar quente; contudo, a remoção de materi-ais pelos furos de corte na torre é indesejável por razões discutidas maistarde. Será melhor encontrar um método alternativo de remoção do calor do interior da torre.
Na técnica anterior, uma estrutura de torre de turbina eólica éusada para elevar um gerador. A torre proporciona suporte estático e dinâ-mico para cargas mecânicas sujeitas à estrutura de torre superior. É costu-me que a torre tenha uma porta de entrada na base da torre. Essa porta éventilada para permitir a passagem de ar externo na torre. Além da porta deentrada, uma abertura é colocada a 180 graus da porta para permitir que aradicional entre na torre no lado oposto a porta. O recorte de torre adicional éindesejável, visto que ele enfraquece a estrutura de torre, enquanto ainda érequerido permitir a entrada de ar adequada na torre.
No caso de uma turbina eólica de velocidade variável, o geradoré conectado eletricamente ao sistema de controle eletrônico de energia nointerior da base de torre via cabos elétricos pendentes. O mesmo é verdadei-ro para uma turbina eólica de velocidade constante, exceto que o sistema decontrole no fundo da torre é um mecanismo de ligação eletromecânico ou deenergia eletrônica mais convencional do que um conversor de velocidadevariável. O sistema de controle assenta em uma plataforma. A remoção decalor do sistema de controle é realizada por sumidouros de calor no topo deum gabinete de sistema de controle. Calor gerado pelo sistema de controle émovido para o sumidouro de calor, onde ventiladores sopram ar através dossumidouros de calor para remover o calor. O calor, porém, permanece natorre e isso causará uma subida na temperatura da torre, se não houver acolocação de recortes de esgotamento no alto da torre. Ventiladores ativosfazem com que o ar quente que sobe seja forçado para fora da torre, exata-mente abaixo do topo da torre.
Há muitas conseqüências indesejáveis dessa abordagem pararemover calor do interior da torre. Primeiro, a abordagem requer três recor-tes adicionais além da porta de manutenção para fins de atração de arma-zenamento frio e ar quente de exaustão. Esses recortes adicionais enfra-quecem a torre estruturalmente e podem resultar na necessidade de adicio-nar aço, o que adiciona custo à estrutura da torre. Em segundo lugar a abor-dagem atrai contaminantes para a torre, que, dependendo do ambiente, po-dem ser corrosivos e prejudiciais para o sistema de controle, cabos penden-tes e outros componentes na torre. Finalmente, os ventiladores de esgota-mento no alto da torre podem contribuir em grande parte com o barulho au-dível na área que circunda a turbina.
É um objetivo da presente invenção encontrar um método aper-feiçoado, um aparelho de mover o calor gerado por um sistema de controleno interior de uma torre para o lado de fora da torre.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
O objetivo da presente invenção é alcançado por um aparelhoem uma torre de turbina eólica, compreendendo meio de transferência decalor para conduzir perdas de controle geradas por um sistema de controleeletrônico, para uma superfície da referida torre, de modo que a referida tor-re, que é submetida ao vento predominante, atua como um sumidouro decalor. A presente invenção proporciona um novo aparelho e método pararemover o calor do interior de uma torre de turbina eólica, contendo um con-versor eletrônico de energia em uma turbina eólica de velocidade variávelou, alternativamente, de mecanismo de ligação em uma turbina eólica develocidade constante. Em ambos os casos, a invenção proporciona uma a-bordagem única para remoção das perdas do sistema de controle. Portanto,a invenção está baseada na idéia de uso da torre como um sumidouro decalor.
Em uma modalidade, o meio de transferência de calor podecompreender um tubo de cobre, que está em contato térmico com a referidatorre e o referido sistema de controle eletrônico. O uso de um tubo de cobretem a vantagem de que a instalação do tubo relevante é muito fácil, e quenenhum dispositivo eletrônico tem que ser usado para operação do meio detransferência de calor.
Em outra modalidade, o meio de transferência de calor podecompreender uma superfície interna plana da referida torre mediante a qualos componentes do referido sistema de controle eletrônico são montados demodo a dissipar calor diretamente para a referida torre. Nesta modalidade, atorre pode compreender uma superfície que é usinada para acomodar oscomponentes. Os componentes, usualmente, compreendem uma superfícieplana, mas também podem compreender uma superfície curvada para adap-tar o componente à superfície interna da torre.Em outra modalidade, permutadores de calor de líquido para arsão colocados em intervalos através de uma superfície externa da referidatorre, os referidos permutadores de calor sendo expostos ao vento, de modoque a transferência de calor ocorre por resfriamento com líquido dos referi-dos componentes de sistema de controle eletrônico por meio de circulaçãodo líquido através dos referidos um ou mais permutadores de calor de líqui-do para ar, que são presos termicamente à referida torre. Comparado ao usode um tubo de cobre para o meio de transferência de calor, um aparelho deacordo com essa modalidade pode transferir maiores quantidades de calor.Portanto, um aparelho de acordo com essa modalidade é adequado paragrandes torres de geradores de vento, uma vez que é capaz de removergrandes quantidades de energia.
Uma grande vantagem do aparelho de acordo com a presenteinvenção é a capacidade para que ele seja personalizado para uma grandefaixa de geradores devido às diferentes quantidades de calor conduzidaspelos diferentes meios de transferência de calor.
Em outras palavras, a invenção proporciona um método paraconduzir perdas geradas no conversor ou mecanismo de ligação para a torree para uso da torre como um sumidouro de calor para fins de resfriamento.
Em uma modalidade, o calor gerado pelo sistema de controleeletrônico é absorvido por um fluido, o fluido transferindo o calor para umasuperfície da torre e dissipando pelo menos parte do calor absorvido na tor-re. O uso de um fluido para transferir o calor para uma superfície de umatorre proporciona a vantagem de transferir uma grande quantidade de calorpara a torre. Portanto, o método de acordo com esta modalidade é preferidoquando usando um sistema eletrônico, que gera uma grande quantidade decalor.
Para dissipar o calor absorvido pelo fluido é preferido que o flui-do seja circulado através de um ou mais permutadores de calor, que sãopresos, termicamente, a uma superfície da torre. O uso de um ou mais per-mutadores de calor torna possível dissipar uma quantidade maior de calor natorre, bem como dissipar o calor mais rápido.Em uma modalidade preferida, os permutadores de calor sãopresos à superfície externa da torre. Naturalmente, o pelo menos um permu-tador de calor pode ser preso na superfície interna da torre, porém, a fixaçãoà superfície externa da torre tem a vantagem de que o permutador de calorpode dissipar o calor não só na torre, mas também no vento ao qual a torre éexposta.
Os permutadores de calor podem ser presos em intervalos atra-vés da circunferência externa da torre. Nesse caso, as maiores dissipaçõesde energia ocorrem nas velocidades do vento mais altas, onde a remoção decalor é maior.
Deve ser apreciado que todo fluido capaz de transferir calor po-de ser usado em conexão com a presente invenção. Contudo, é preferidousar um fluido com uma alta capacidade de calor.
A transferência de calor pode ocorrer por meio de resfriamentolíquido do conversor ou mecanismo de ligação e pela circulação do líquidoatravés de um permutador de calor, que é preso, termicamente, à torre. Ovento que sopra através da torre em altas velocidades do vento e níveis deenergia, então, resfria a torre.
Uma abordagem simples para mover as perdas para a torre in-clui o uso de um tubo de metal, que está em contato térmico com a torre e oconversor. É preferido usar um tubo de cobre. Contudo, qualquer materialcom uma alta capacidade de calor pode ser usado. A seleção do materialusado para o tubo é realizada, enquanto se leva em consideração a quanti-dade de calor que tem que ser transferida.
Outra abordagem usa um método de componentes de monta-gem térmica, que dissipam calor diretamente para a torre. Em uma modali-dade preferida, o sistema de controle eletrônico compreende componentesplanos de geração de calor, o calor sendo transferido através da superfícieplana dos componentes na parede interna da torre.
Em todas as modalidades, porém, a torre que permanece novento é usada como o método principal para remover calor do sistema decontrole.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS.
A invenção será descrita em detalhes com referência aos dese-nhos em que:
figura 1 é uma vista em perspectiva de uma torre de turbina eóli-ca com ventiladores para resfriamento a ar;
figura 2 é uma vista em perspectiva de um sistema de gerencia-mento térmico dentro da torre de gerador de acordo com a invenção; e
figura 3 é uma vista mais detalhada do sistema de gerenciamen-to térmico mostrado na figura 2.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS
A figura 1 é um exemplo de técnica existente usada para remo-ver o calor gerado no interior de uma torre de turbina eólica. Nesta figura,uma turbina eólica é mostrada voltada para o vento que entra 8. Esse ventocria levantamento nas pás da turbina eólica 6, causando a rotação de todo orotor 7. A rotação do rotor resulta em rotação do eixo principal de baixa velo-cidade 5, que é a entrada mecânica para o multiplicador de velocidade 3. Asaída mecânica do multiplicador de velocidade é o eixo de alta velocidade 4,que é conectado a um gerador de alta velocidade 2. A relação de transmis-são da caixa de mudança 3 é selecionada para corresponder a velocidaderequerida do eixo de baixa velocidade 5 com aquela do gerador de alta velo-cidade 2 e do eixo 4. A estrutura de torre de turbina eólica é identificada co-mo 1 na figura. Essa estrutura é usada para elevar a turbina e proporcionarsuporte estático e dinâmico para cargas mecânicas sujeitas à estrutura detorre ascendente. É costume que a torre tenha uma porta de entrada, con-forme mostrado em 9, e essa porta seja ventilada para permitir a passagemde ar externo para a torre. Além da porta, uma abertura é colocada a 180graus da porta para permitir que ar adicional entre na torre em 13. O recortede torre adicional é indesejável visto que ele enfraquece a estrutura de torre,todavia, é necessário para permitir a entrada adequada de ar na torre 1.
Ainda na figura 1, no caso de uma turbina eólica de velocidadevariável, o gerador é conectado eletricamente ao sistema de controle eletrô-nico de energia 11 via cabos elétricos pendentes 15. O mesmo é verdadeiropara uma turbina eólica de velocidade constante, exceto que o sistema decontrole no fundo da torre 11 é um mecanismo de ligação eletrônico ou ele-tromecânico mais convencional do que um conversor de velocidade variável.O sistema de controle 11 assenta em uma plataforma 10. A remoção de ca-lor do sistema de controle 11 é realizada por meio de sumidouros de calor 19mostrados no topo do gabinete de sistema de controle 11.0 calor geradopelo sistema de controle é movido para o sumidouro de calor 19, onde osventiladores 20 sopram ar através dos sumidouros de calor para remover ocalor. O calor, porém, permanece na torre e isso causará uma subida natemperatura da torre, se não for para os recortes de torre de esgotamento 18no alto da torre. Ventiladores ativos 17 fazem com que o ar quente que sobeseja forçado para fora da torre, exatamente abaixo do topo da torre.
Há muitas conseqüências indesejáveis dessa abordagem pararemover calor do interior da torre. Primeiro, a abordagem requer três recor-tes adicionais além da porta de manutenção para fins de aspiração de ar frioe esgotamento de ar quente. Esses recortes adicionais enfraquecem a torreestruturalmente e podem resultar em adição de aço e custo adicionais à es-trutura da torre. Em segundo lugar, a abordagem aspira contaminantes natorre, que, dependendo do ambiente, podem ser corrosivos e prejudiciais aosistema de controle, cabos pendentes e outros componentes na torre. Fi-nalmente, os ventiladores de esgotamento no topo da torre podem contribuirem grande parte para o ruído audível para a área que circunda a turbina. Poressas razões, seria desejável encontrar uma abordagem aperfeiçoada paramover o calor gerado pelo sistema de controle fora da torre.
A figura 2 e a figura 3 revelam aspectos diferentes da invenção.
Alguém habilitado na técnica prontamente reconhecerá da discussão seguin-te que modalidades alternativas das estruturas e métodos aqui ilustradospodem ser empregadas sem afastamento dos princípios da invenção.
Faz-se referência à figura 2, que proporciona uma visão geral dainvenção. Uma turbina eólica é mostrada voltada para o vento que entra 8.Esse vento cria levantamento nas pás da turbina eólica 6, causando rotaçãode todo o rotor 7. A rotação do rotor resulta em rotação do eixo principal debaixa velocidade 5, que é a entrada mecânica para o multiplicador de veloci-dade 3. A saída mecânica do multiplicador de velocidade é o eixo de altavelocidade 4, que é conectado a um gerador de alta velocidade 2. A relaçãode transmissão da caixa de mudança 3 é selecionada para corresponder avelocidade requerida do eixo de baixa velocidade 5 com aquela do geradorde alta velocidade 2 e eixo de alta velocidade 4. A estrutura de torre de tur-bina eólica é identificada como 1 na figura. Essa estrutura é usada para ele-var a turbina e proporcionar suporte estático e dinâmico para cargas mecâ-nicas na estrutura de torre ascendente. É costume que a torre tenha umaporta de entrada, conforme mostrado em 9. Como a torre é uma estrutura detransporte de carga, furos de corte, para permitir a remoção de calor, sãoaltamente indesejáveis.
Ainda, na figura 2, no caso de uma turbina eólica de velocidadevariável o gerador é conectado eletricamente ao sistema de controle eletrô- nico de energia 11 via cabos pendentes elétricos 15. O mesmo é verdadeiropara uma turbina eólica de. velocidade constante, exceto que o sistema decontrole no fundo da torre 11 seja um mecanismo de ligação eletrônico oueletromecânico mais convencional do que um conversor de velocidade vari-ável. O sistema de controle assenta em uma plataforma 10 e contém um sis-tema de resfriamento líquido, consistindo em tubulação 13 e bomba circulan-te 12. A entrada elétrica para o sistema de controle é dos cabos pendentes15 do gerador e a energia elétrica de saída do sistema de controle é conec-tada ao transformador da turbina via condutores subterrâneos 14, mostradossaindo da base da torre. A bomba circulante faz com que líquido circule atra-vés da porção de geração de calor do sistema de controle. Esse líquido éaquecido pelo sistema de controle e sai em uma temperatura elevada. Olíquido é feito termicamente condutivo para a torre via um tubo espiral, con-forme mostrado 13. À medida que o líquido passa através da tubulação 13,ele dá seu calor para a torre 1. O vento 8 soprando através da torre 1 fazcom que o calor que foi fornecido à torre seja dissipado no vento. Uma vezque o calor é finalmente conduzido pelo vento, nenhum calor significativodentro da torre ocorre. Líquido em baixa temperatura na outra extremidadedo tubo espiral é, então, circulado de volta para a entrada do sistema decontrole através da tubulação 13. Há numerosos métodos para fixação datubulação à torre de turbina eólica. Por exemplo, soldagem, bronzeamentoou ligação térmica serão todos métodos aceitáveis. O número de voltas e a5 altura do tubo espiral podem ser dimensionados com base em kWs a seremremovidos do sistema de controle; mais altura permitirá a dissipação de maiskW's para uma subida de temperatura desejada. É comum remover cinco acentenas de kW's enquanto se tenta manter subidas de temperatura de 10 -80 graus Celsius.
Uma segunda abordagem para mover o calor do sistema de con-trole para fora da torre é mostrada na figura 3. Essa abordagem usa umaestrutura de torre 1 similar àquela já discutida. Um recorte da torre é mostra-do na figura, revelando a invenção no interior da torre. Uma superfície planausinada 6 é proporcionada em um lado da torre 1. A superfície 6 é usinada15 de modo que aceitará componentes planos 4 a serem montados na mesma,proporcionando um bom curso condutor térmico para toda a torre 1. Compo-nentes comuns 4, usados no sistema de controle, são módulos eletrônicoscontendo IGBTs, SCR's e diodos. Esses módulos são destinados a seremmontados em superfícies planas. O calor gerado por esses componentes 420 é, então, transferido através da superfície plana e na parede interior da torre1. Os elementos 5 são tubos de calor usados para melhor transferência dofluxo de calor dos componentes 4 para uma superfície maior da torre. O ta-manho dos tubos de calor é determinado pela quantidade de fluxo de calor aser movida. Quanto maior o fluxo de calor, mais longos os tubos de calor. Os25 tubos de calor são conectados termicamente à torre por meio de soldagem,bronzeamento ou ligação térmica e serve para transferir o calor do compo-nente 4 para uma superfície maior da torre. Em algumas aplicações, podenão ser necessário usar os tubos de calor.
Os aspectos e vantagens descritos neste relatório não são todos30 inclusivos e, particularmente, muitos aspectos e vantagens adicionais serãoevidentes para alguém de habilidade comum na técnica em vista das figuras,do relatório e de suas reivindicações. Além disso, será notado que o idiomausado no relatório foi selecionado, principalmente, para fins de legibilidade einstruções e, portanto, utilizar as reivindicações, se necessário, para deter-minar o assunto da invenção.

Claims (12)

1. Aparelho em uma torre de turbina eólica (1) compreendendo:meio de transferência de calor (6, 13) para conduzir perdas decalor geradas por um sistema de controle eletrônico (11,4) para uma super-fície da referida torre, de modo que a referida torre, que é submetida ao ven-to predominante, atua como um sumidouro de calor.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o referidomeio de transferência de calor compreende um tubo de cobre (13), que estáem contato térmico com a referida torre e o referido sistema de controle ele-trônico.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o referidomeio de transferência de calor compreende uma superfície interna plana dareferida torre mediante a qual os componentes (4) do referido sistema decontrole eletrônico são montados de modo a dissipar calor diretamente paraa referida torre.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que um oumais permutadores de calor de líquido para ar são colocados em intervalosatravés de uma superfície externa da referida torre (1), os referidos permu-tadores de calor sendo expostos ao vento, de modo que uma transferênciade calor ocorre por meio de resfriamento com líquido dos referidos compo-nentes do sistema de controle eletrônico (4) por meio de circulação do líqui-do através do referido um ou mais permutadores de calor de líquido para ar,que são presos termicamente à referida torre.
5. Método para remoção de calor do interior de uma torre de tur-bina eólica, a torre de turbina eólica compreendendo um sistema de controleeletrônico de geração de calor (11, 4), em que o método compreende as e-tapas de:a) transferência do calor para uma superfície da torre; eb) dissipação de pelo menos uma parte do calor para a torre.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que o calor étransferido do sistema de controle eletrônico (11, 4) para a torre por meio deum tubo de metal, que está em contato térmico com a torre e o sistema decontrole eletrônico (11,4).
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que o calor étransferido para a torre por meio de um tubo de cobre (13).
8. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que o calor ge-rado pelo sistema de controle eletrônico (11, 4) é absorvido por um fluido, ofluido transferindo o calor para uma superfície da torre e dissipando pelomenos uma parte do calor absorvido para a torre.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que o fluido écirculado através de um ou mais permutadores de calor, que são termica-mente presos a uma superfície da torre.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que os permu-tadores de calor são presos à superfície externa da torre.
11. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que o sistemade controle eletrônico (11,4) compreende componentes de geração de calor(4), o calor sendo transferido através da superfície dos componentes na pa-rede interna da torre.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 - 10, em que o fluido compreende uma alta capacidade de calor.
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PL (1) PL2002120T3 (pt)
PT (1) PT2002120E (pt)
WO (1) WO2007110718A2 (pt)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008052562A2 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Vestas Wind Systems A/S Heating system, wind turbine or wind park, method for utilizing surplus heat of one or more wind turbine components and use hereof
MX2009004507A (es) * 2006-11-03 2009-06-26 Vestas Wind Sys As Convertidor de energia eolica, metodo y uso del mismo.
CN101548098B (zh) 2006-11-03 2012-07-04 维斯塔斯风力系统有限公司 风能转换器、风轮机基础、风轮机基础的方法及应用
ATE511605T1 (de) * 2007-12-21 2011-06-15 Vestas Wind Sys As Windturbinengenerator mit wärmetauscher
DE102008012664A1 (de) 2008-01-30 2009-08-06 Repower Systems Ag Windenergieanlage und ein Turm oder Turmsegment und eine Türzarge dafür
JP5055155B2 (ja) * 2008-02-04 2012-10-24 三菱重工業株式会社 風力発電装置
DE102008019271A1 (de) * 2008-04-16 2009-10-22 Kenersys Gmbh Windkraftanlage mit verbesserter Kühlluftführung
WO2010010442A2 (en) 2008-07-23 2010-01-28 Clipper Windpower Technology, Inc. Wind turbine tower heat exchanger
IT1390758B1 (it) 2008-07-23 2011-09-23 Rolic Invest Sarl Generatore eolico
KR101021333B1 (ko) 2008-09-01 2011-03-14 두산중공업 주식회사 풍력터빈의 나셀 냉각 시스템
IT1391939B1 (it) * 2008-11-12 2012-02-02 Rolic Invest Sarl Generatore eolico
IT1391770B1 (it) 2008-11-13 2012-01-27 Rolic Invest Sarl Generatore eolico per la generazione di energia elettrica
CN102245897B (zh) * 2008-12-17 2014-12-03 湘电达尔文有限责任公司 包括冷却回路的风力涡轮机
IT1392804B1 (it) * 2009-01-30 2012-03-23 Rolic Invest Sarl Imballo e metodo di imballo per pale di generatori eolici
US20120168116A1 (en) * 2009-03-13 2012-07-05 Xemc Darwind B.V. Method of constructing a wind turbine and bottom tower section of wind turbine
IT1393937B1 (it) * 2009-04-09 2012-05-17 Rolic Invest Sarl Aerogeneratore
IT1393707B1 (it) 2009-04-29 2012-05-08 Rolic Invest Sarl Impianto eolico per la generazione di energia elettrica
IT1394723B1 (it) 2009-06-10 2012-07-13 Rolic Invest Sarl Impianto eolico per la generazione di energia elettrica e relativo metodo di controllo
WO2011007224A2 (en) * 2009-07-13 2011-01-20 Clipper Windpower, Inc. Low cost, high thermal conductivity heat flux transporter
IT1395148B1 (it) * 2009-08-07 2012-09-05 Rolic Invest Sarl Metodo e apparecchiatura di attivazione di una macchina elettrica e macchina elettrica
US20100277869A1 (en) * 2009-09-24 2010-11-04 General Electric Company Systems, Methods, and Apparatus for Cooling a Power Conversion System
US7837126B2 (en) 2009-09-25 2010-11-23 General Electric Company Method and system for cooling a wind turbine structure
IT1397081B1 (it) 2009-11-23 2012-12-28 Rolic Invest Sarl Impianto eolico per la generazione di energia elettrica
ES2582215T3 (es) * 2009-12-01 2016-09-09 Vestas Wind Systems A/S Góndola de turbina eólica que comprende un conjunto de intercambiador de calor
JP2011117381A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
JP5318740B2 (ja) * 2009-12-11 2013-10-16 株式会社日立製作所 洋上風車
IT1398060B1 (it) 2010-02-04 2013-02-07 Wilic Sarl Impianto e metodo di raffreddamento di un generatore elettrico di un aerogeneratore, e aerogeneratore comprendente tale impianto di raffreddamento
JP5595057B2 (ja) * 2010-02-08 2014-09-24 三菱重工業株式会社 風力発電装置
AU2010201650A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind generator
IT1399201B1 (it) 2010-03-30 2013-04-11 Wilic Sarl Aerogeneratore e metodo di rimozione di un cuscinetto da un aerogeneratore
IT1399511B1 (it) 2010-04-22 2013-04-19 Wilic Sarl Generatore elettrico per un aerogeneratore e aerogeneratore equipaggiato con tale generatore elettrico
JP5449060B2 (ja) * 2010-06-30 2014-03-19 三菱重工業株式会社 風力発電装置
US10700633B2 (en) * 2010-07-16 2020-06-30 Strategic Solar Energy, Llc Protection of electrical components in solar energy shade structure
US8825500B2 (en) * 2010-07-16 2014-09-02 Strategic Solar Energy, Llc Solar energy collecting systems and methods
US11223319B2 (en) 2010-07-16 2022-01-11 Strategic Solar Energy, Llc Protection of electrical components in solar energy shade structure
JP2012102692A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 風力発電用変圧器及び風力発電用変圧器を搭載する風力発電設備
US8421264B2 (en) * 2010-11-14 2013-04-16 Asia Vital Components Co., Ltd. Wind power generation device for electronic equipment
WO2012070115A1 (ja) * 2010-11-24 2012-05-31 横河電子機器株式会社 風力発電装置
CN102128139A (zh) * 2011-01-26 2011-07-20 南京航空航天大学 利用塔筒壁冷却的风力发电机
JP5284386B2 (ja) * 2011-02-21 2013-09-11 株式会社日立産機システム 風力発電設備
JP5449235B2 (ja) * 2011-02-25 2014-03-19 三菱重工業株式会社 風力発電装置
ITMI20110378A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
ITMI20110377A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
ITMI20110375A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Turbina eolica
EP2528179A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-28 ABB Oy Converter arrangement and method in connection with converter arrangement
JP5492832B2 (ja) * 2011-07-25 2014-05-14 株式会社日立産機システム 変圧器及び風力発電システム
US8851839B2 (en) * 2011-08-23 2014-10-07 Charles Franklin ECKART Wide blade multiple generator wind turbine
PT2568170E (pt) * 2011-09-09 2014-08-25 Areva Wind Gmbh Torre de turbina eólica com reforço circunferencial da parede da torre de guiamento de ar
CN102307459B (zh) * 2011-09-09 2014-05-21 广东明阳风电产业集团有限公司 一种散热装置
KR101349877B1 (ko) * 2012-01-20 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 풍력발전기
US20130202421A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Clipper Windpower, LLC. Passive Liquid Cooling System for Inverters Utilized for Wind Turbine Applications
CN102828921B (zh) * 2012-09-11 2014-07-09 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风力发电机组的塔筒及风力发电机组
DE102013010087A1 (de) * 2013-06-18 2014-12-18 VENSYS Elektrotechnik GmbH Kühlvorrichtung für ein Stromumrichtermodul
DE102013010088A1 (de) * 2013-06-18 2014-12-18 VENSYS Elektrotechnik GmbH Kühlvorrichtung für ein Stromumrichtermodul
US10018188B2 (en) * 2014-07-02 2018-07-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with a tower-mounted heat exchange structure
DE102015212321A1 (de) * 2015-07-01 2017-01-05 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage und Kühlvorrichtung für eine Windenergieanlage
DE102015217035A1 (de) 2015-09-04 2017-03-09 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage und Verfahren zum Steuern einer Kühlung einer Windenergieanlage
DE102015122855A1 (de) * 2015-12-28 2017-06-29 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage und Kühlvorrichtung für eine Windenergieanlage
CN105736259B (zh) 2016-04-15 2019-01-22 新疆金风科技股份有限公司 具有定向敷设电力传输导体的围护结构及敷设方法
CN105927482A (zh) * 2016-05-26 2016-09-07 远景能源（江苏）有限公司 风力发电密闭式塔底主动二次风冷系统及控制方法
US20170370349A1 (en) * 2016-06-27 2017-12-28 General Electric Company System and Method for Adjusting Environmental Operating Conditions Associated with Heat Generating Components of a Wind Turbine
CN106150929B (zh) * 2016-08-05 2020-12-01 江苏金风科技有限公司 风力发电机组塔底冷却装置及控制方法
CN106410706B (zh) * 2016-10-18 2019-09-27 北京金风科创风电设备有限公司 电力输运载体及其加工工艺，以及围护结构
US11056884B2 (en) * 2019-05-06 2021-07-06 General Electric Company Wind turbine system with integrated reactive power compensation device
CN111030560B (zh) * 2019-09-06 2021-08-06 上海工程技术大学 基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法
EP3800347A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-07 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Nacelle housing with service hatch

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6230403Y2 (pt) * 1980-07-01 1987-08-05
DE3029781A1 (de) * 1980-08-04 1982-03-04 Friedrich 3180 Wolfsburg Skeem Schwerkraftmotor
WO1999030031A1 (de) * 1997-12-08 1999-06-17 Siemens Aktiengesellschaft Windkraftanlage und verfahren zur kühlung eines generators einer windkraftanlage
ES2204573T5 (es) * 1999-07-14 2012-05-31 Aloys Wobben Aerogenerador con circuito de refrigeración cerrado
CN1166858C (zh) * 1999-11-29 2004-09-15 杨建新 一种多叶片风轮机驱动的风力发电机系统
DE10016913A1 (de) * 2000-04-05 2001-10-18 Aerodyn Eng Gmbh Offshore-Windenergieanlage mit einem Wärmetauschersystem
JP2002025314A (ja) * 2000-07-13 2002-01-25 Yoshimoto Pole Co Ltd 発電機能を備えた照明柱
DE10139556A1 (de) * 2001-08-10 2003-02-27 Aloys Wobben Einrichtung zur Entfeuchtung eines gasförmigen Mediums und Windenergieanlage mit einer solchen Einrichtung
DE10145414B4 (de) * 2001-09-14 2013-09-12 Aloys Wobben Verfahren zur Errichtung einer Windenergieanlage, Windenergieanlage
DK2278160T3 (en) * 2003-02-01 2018-07-16 Wobben Properties Gmbh Wind turbine
DE10352023B4 (de) * 2003-11-07 2010-12-30 Rittal Rcs Communication Systems Gmbh & Co. Kg Klimatisierungsvorrichtung
US7154191B2 (en) * 2004-06-30 2006-12-26 General Electric Company Electrical machine with double-sided rotor
WO2007011862A2 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Southwest Windpower, Inc. Wind turbine and method of manufacture
US7443066B2 (en) * 2005-07-29 2008-10-28 General Electric Company Methods and apparatus for cooling wind turbine generators
WO2008052562A2 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Vestas Wind Systems A/S Heating system, wind turbine or wind park, method for utilizing surplus heat of one or more wind turbine components and use hereof
US7748946B2 (en) * 2008-12-09 2010-07-06 General Electric Company Cooling system and method for wind turbine components
CN102245897B (zh) * 2008-12-17 2014-12-03 湘电达尔文有限责任公司 包括冷却回路的风力涡轮机
US7837126B2 (en) * 2009-09-25 2010-11-23 General Electric Company Method and system for cooling a wind turbine structure

Also Published As

Publication number Publication date
DK2002120T3 (da) 2010-03-15
EP2002120A2 (en) 2008-12-17
NO20084242L (no) 2008-10-09
ATE447671T1 (de) 2009-11-15
WO2007110718A3 (en) 2007-12-06
CN101384818A (zh) 2009-03-11
PL2002120T3 (pl) 2010-04-30
CA2636182A1 (en) 2007-10-04
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WO2007110718A2 (en) 2007-10-04
MX2008011996A (es) 2008-10-01
US8058742B2 (en) 2011-11-15
US20090045628A1 (en) 2009-02-19
DE602007003088D1 (de) 2009-12-17
ES2334522T3 (es) 2010-03-11
KR20090005082A (ko) 2009-01-12
JP2009531579A (ja) 2009-09-03
AU2007231113A1 (en) 2007-10-04
AU2007231113B2 (en) 2011-09-15
EP2002120B1 (en) 2009-11-04
CN101384818B (zh) 2012-08-01

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