BRPI0711641A2

BRPI0711641A2 - processo e dsipositivo para o monitoramento do estado de pás do rotor em instalações de energia eólica

Info

Publication number: BRPI0711641A2
Application number: BRPI0711641-1A
Authority: BR
Inventors: Peter Volkmer
Original assignee: Igus Innovative Tech Systeme Gmbh
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2012-01-17
Also published as: WO2007131489A1; CN101460901A; US8170810B2; CN101460901B; DE112007001675A5; US20090319199A1; EP2021890A1; RU2008149135A; CA2651925A1; AU2007250325A1; EP2021890B1; DK2021890T3

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O MONITORAMENTO DO ESTADO DE PáS DO ROTOR EM INSTALAçõES DE ENERGIA EóLICA. A invenção, que se refere a um processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor em instalações de energia eólica por meio de medição de aceleração em, pelo menos, uma pá do rotor de uma instalação de energia eóíica, e para a determinação da carga da pá do rotor dos sinais de aceleração registrados, cabe a tarefa de indicar um processo com o qualos estados de carga dinâmicos, também não críticos possam ser detectados de forma diferenciada e combinada em uma forma apropriada e para uma avaliação, a fim de influenciar, se possível antes da ocorrência de um dano na pá do rotor, sobre a forma de operação da instalação de energia eólica, em particular, a forma do controle de pitch ou o ajuste de ângulo de pás do rotor reguladas rígidamente tanto com referência a todas as pás do rotor em conjunto como também a uma pá do rotor individual. Essa tarefa é solucionada pelo fato de que, a freqüência da ocorrência de valores de carga é determinada através de um certo período de tempo a partir das amplitudes do sinal de tempo ou das amplitudes de oscilações naturais selecionadas dos espectros da freqüência obtidos de acordo com a transformada de Fourier.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O MONITORAMENTO DO ESTADO DE PÁS DO ROTOR EM INSTALAÇÕES DE ENERGIA EÓLICA".

A invenção se refere a um processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor em instalações de energia eólica, por meio de medições de aceleração em, pelo menos, uma pá do rotor durante a opera- ção da instalação de energia eólica e da determinação de grandezas de avaliação para a avaliação da carga da pá do rotor a partir dos sinais de aceleração registrados.

As pás do rotor pertencem aos componentes de máxima solici- tação em uma instalação de energia eólica. Elas devem resistir às enormes forças centrífugas, às correntes e rajadas de vento, às turbulências, à irradi- ação solar, às mais diferentes temperaturas, bem como, resistir ao emprego ao longo de vários anos na operação contínua, a fim de possibilitar uma o- peração econômica da instalação de energia eólica.

Por isto, as pás do rotor também pertencem aos componentes com as máximas taxas de falha. Os reparos e a troca de pás do rotor atual- mente, ainda bastante realizada, são de custo muito alto, e causam grandes períodos de queda de produção. Por este motivo, é necessário o conheci- mento precoce de danos nos diversos componentes da pá do rotor, em par- ticular, na concha aerodinâmica da pá do rotor e em seus componentes de suporte no interior da pá do rotor.

Indicar a ocorrência do dano é uma informação importante para a defesa ao dano e a manutenção preventiva. Contudo mais objetivo é co- nhecer e eliminar as possíveis causas para as ocorrências do dano. Para isso, devem ser consideradas, sobretudo, sobrecargas dinâmicas, que sur- gem devido a grandes alterações de ventos ou turbulências e ventos fortes, e conduzem para que as pás do rotor possam ser solicitadas além do limite de solicitação projetado e, com isto, possam ser danificadas. No caso das cargas dinâmicas se trata de cargas variadas com altas velocidades de vari- ação que, por isto, são uma causa principal de danos de pás do rotor.

Também podem surgir sobrecargas dinâmicas se, aerodinami- camente, as pás do rotor são forem iguais ou se não forem ajustadas uma à outra, por exemplo, de tal modo que a regulagem do pitch não serve para "uma pá.

Por isto tais situações devem ser evitadas sem falta. Em geral as regulagens de pitch das pás do rotor ou em denominadas instalações de regulagem rigidamente, nas quais as pás do rotor apresentam um ajuste de ângulo fixo, realizado durante sua construção, o ajuste básico das pás do rotor é responsável por isto, por regular as ocorrências mencionadas ou comparáveis, de tal modo que, as sobrecargas não ocorram.

Por isso, é importante constatar sobrecargas dinâmicas, a fim de reconhecer e eliminar falhas de regulagem existentes, ou otimizar a regula- gem de pitch a partir dos reconhecimentos das sobrecargas dinâmicas. Do mesmo modo, o ajuste básico de instalações de energia eólica reguladas rigidamente pode ser testado e adaptado.

Até o momento tornaram-se conhecidos processos e instala- ções, nos quais, com tiras de medição de alongamento e no efeito dos mesmos sistemas de fibra de vidro, são medidos os alongamentos em de- terminados pontos nas pás do rotor, a fim de registrar e avaliar disto o esta- do de carga para, respectivamente, uma pá do rotor completa. Neste caso, do ponto de vista da aplicação, os estados de carga medidos não são car- gas alternadas, mas somente cargas quase estáticas com poucas velocida- des de alteração. Contudo, as tiras de medição de alongamento apresentam problemas com o tempo de emprego, e são difíceis de substituir durante o posicionamento que permanece igual. Por outro lado, medições de alonga- mentos com fibras de vidro são caras e irreparáveis no caso de sua destrui- ção devido aos altos alongamentos.

De modo mais favorável, a medição de acelerações na pá do rotor se configura por meio de sensores de acelerações como descrito, por exemplo, na publicação da patente EP 1 075 600. Com o valor de acelera- ção tem-se basicamente já uma afirmação com relação à carga e, além dis- so, os sensores de aceleração são de preço comparativamente mais em conta e de longa duração, bem como, podem ser substituídos sem problema no caso de danos.

Para uma manutenção preventiva, na patente DE 100 65 314 A1 é realizada uma determinação exata do tipo de dano de pás do rotor. Para isto, também são determinados diversos danos não críticos das pás do rotor individuais, a partir da determinação das freqüências de ressonância e natu- ral, que são produzidas nas pás do rotor por meio de excitação por vibração, e de sua comparação com espectros de referência repreendidos, que carac- terizam estados de danos definidos. Contudo, neste caso, tem se compro- vado como desvantagem o fato de que, as ocorrências danosas são consi- deradas como ocorrências individuais, a fadiga do material da pá do rotor, em virtude das ocorrências, em si, não críticas que surgem com freqüência, só é levada em consideração quando ela tiver causado um dano. Com isto, à invenção cabe a colocação da tarefa de indicar um processo, com o qual, os estados de carga dinâmicos, também não críticos possam ser detectados de forma diferenciada e reunidos em uma forma apropriada e para uma ava- liação, a fim de influenciar, se possível antes da ocorrência de um dano na pá do rotor, sobre a forma de operação da instalação de energia eólica, em particular, a forma do controle de pitch ou o ajuste de ângulo de pás do rotor reguladas rigidamente tanto com referência a todas as pás do rotor em con- junto, como também a uma pá do rotor individual.

Essa tarefa é solucionada com um processo, que apresenta as características da reivindicação 1.

O processo de acordo com a invenção permite determinar tanto afirmações absolutas de valores limites, bem como também a freqüência dos estados de carga dinâmicos que surgem na pá do rotor, sendo que, a atenção principal está no conhecimento dos estados de carga dinâmicos menos freqüentes, mas, em si críticos. Através do registro contínuo e da avaliação em curto tempo de ocorrências individuais são registradas as fre- qüências de valores limites de estados deste tipo.

Os reconhecimentos podem ser obtidos tanto individualmente para cada pá do rotor, do que, por sua vez, podem ser tiradas conclusões sobre eventuais falsos ajustes do ângulo de pitch ou dos ajustes básicos para pás do rotor individuais. Contudo, o processo também permite afirma- ções sobre todas as pás do rotor de uma instalação de energia eólica, por exemplo, por meio da comparação das cargas, que surgem nas pás do rotor individuais, com relação à coincidência do ajuste do ângulo de pitch ou do ajuste de base de todas as pás do rotor. A análise da comparação pode ser usada, por exemplo, para avaliar a capacidade de função da regulagem do pitch.

Por um lado, as sobrecargas dinâmicas podem ser deduzidas diretamente das amplitudes de aceleração das freqüências naturais também de modos mais altos e, por outro lado, também diretamente do sinal de tempo e aceleração. Um determinado impacto que indica uma sobrecarga é representado no sinal de tempo e aceleração, por exemplo, como conjunto de impulsos de agulhas e pode ser incluído na avaliação através dos valores característicos que podem ser deduzidos disto.

Para a avaliação das cargas e freqüências indicadas, a compa- ração delas ocorre com uma distribuição, que caracteriza a operação nor- mal, que foi registrada em uma instalação de energia eólica com operação sem problemas.

Uma vez que, ao lado das direções de carga principal na direção de impacto e vibração, também surgem cargas em outras direções de vibra- ção, por exemplo, vibrações torsionais, é, além disso, vantajoso ter essas cargas à disposição de modo diferenciado e para avaliação.

A distribuição de freqüência dos estados de carga registrada com este processo mostra uma freqüência particularmente alta para os valo- res de carga normalmente ligados com a operação, através de cujos valores os ventos que acionam a instalação de energia eólica para a qual ocorreu o projeto de construção. Outros picos na distribuição de freqüência apontam para outros valores de carga que sempre ocorrem novamente. Quais deles e com qual freqüência levam a uma carga limite, que exigem uma influência sobre a operação da instalação de energia eólica, a mudança da regulagem, em particular, da regulagem de pitch ou da manutenção é possível obter com tais processos, a partir de observações de referência, de simulações e/ ou da ligação do processo de monitoramento de acordo com a invenção, nos quais, das alterações do comportamento das vibrações é concluído só- brias alterações das propriedades dá pá do rotor e do tipo de um dano o- corrido e de sua localização, como descrito, por exemplo, na patente DE 100 65 314 A1.

Uma ligação com este processo já é vantajosa pelo motivo que, do mesmo modo, ele realiza a medição de acelerações na pá do rotor, de tal modo que, seu sistema de medição também pode ser aproveitado para o processo de acordo com a invenção.

De particular significado na avaliação da freqüência de cargas surgidas são os valores limite indicados pelo fabricante da pá do rotor, os quais se baseiam nas propriedades do material e no tipo e confiabilidade das ligações entre os componentes individuais. Os valores são sempre me- didos, de tal modo que, ultrapassagens pequenas, individuais ainda não conduzem a um dano na pá do rotor. Contudo, com o processo de acordo com a invenção podem ser indicadas e avaliadas ultrapassagens mais fre- qüentes do valor limite do fabricante, de tal modo que, pode ser determinada uma fadiga do material prejudicial nos componentes ou em suas ligações.

Em virtude das cargas bem variadas que ocorrem com diversos valores de carga situados bem próximos, é vantajoso reunir as áreas dos valores de carga em classes de carga e determinar a freqüência da ocorrên- cia de cargas, que devem ser coordenadas às classes individuais.

O valor da carga pode ser definido, por exemplo, a partir da am- plitude de uma ou várias freqüências naturais da pá do rotor definidas, por exemplo, da primeira freqüência de impacto ou de vibração. Para este pro- pósito, por meio de um sinal dependente do tempo, recebido por meio de um sensor de aceleração, é determinado um espectro de amplitude de fre- qüência por meio da transformada de Fourier rápida. A produção e a medi- ção do sinal, bem como, a sua avaliação para a determinação do espectro de amplitude de freqüência pode ocorrer, por exemplo, com o processo e a respectiva instalação descritos na patente DE 100 65 314 A1, a cujo conte- údo deve aqui ser explicitamente remetido. De modo correspondente à determinação, descrita acima, da distribuição de freqüência de valores de carga discretos ou de classes de carga, também podem ser empregados diretamente os valores de amplitude de aceleração que são a base para a determinação da carga ou de classes de amplitude de aceleração formadas de modo correspondente para o moni- toramento de pás do rotor de acordo com a invenção. Em função da relação direta entre a carga que surge e da amplitude de aceleração medida da fre- qüência natural selecionada também é possível a definição de um ou mais valores limite da freqüência da ocorrência de uma amplitude ou classe de amplitude como carga limite.

As distribuições também são empregadas, então, para determi- nar se a regulagem do pitch trabalha em ordem no todo e também com rela- ção à pá individual.

As distribuições tomadas através de períodos de tempo mais longos também representam o histórico de carga para a pá do rotor e po- dem ser aproveitadas para a determinação das causas de danos.

O processo e o dispositivo necessário para isto devem ser escla- recidos em um exemplo de execução de uma instalação de energia eólica com três pás do rotor. O desenho correspondente mostra:

Na figura 1 a vista geral esquemática de uma instalação de e- nergia eólica,

Na figura 2 a representação esquemática de uma pá do rotor,

Na figura 3 um diagrama de blocos esquemático do processo de acordo com a invenção e

Na figura 4 a distribuição de freqüência da carga relativa de três pás do rotor de uma instalação de energia eólica, dividida em quatro classes de cargas.

Na figura 1 está representada a vista global de uma instalação de energia eólica com três pás do rotor 1, que são fixadas em um cubo 2. Por seu lado, o cubo 2 passa em um eixo apoiado horizontalmente. O eixo termina em uma gôndola 3, que abrange o mecanismo não representado em detalhes, e está disposto, podendo girar em torno de um eixo vertical, na extremidade superior de uma torre 4.

No exemplo de execução representado, de acordo com a figura 2 em uma superfície interna da concha aerodinâmica 6 de grande superfície livre de uma pá do rotor 1, em sua terça parte inferior, voltada para a base da pá do rotor 16, estão montados dois sensores de aceleração 5 unidimen- sionais, com direção de aceleração fixa divergindo um do outro, na concha aerodinâmica 6 da pá do rotor 1. No exemplo de execução em questão, es- tão dispostos um sensor de aceleração 5 com alinhamento X para a medi- ção das vibrações de flexão que passam paralelas à superfície da concha aerodinâmica 6, e um sensor de aceleração 5 com alinhamento Z para a medição das vibrações de flexão orientadas perpendiculares à superfície. Neste caso, as cargas devem ser monitoradas na direção de impacto e de giro, e através da combinação de ambos os sinais dos sensores também as cargas que se seguem às vibrações de torção. A disposição dos dois senso- res de aceleração 5 também pode ocorrer espacialmente separada um do outro. De modo alternativo ao emprego de dois sensores de aceleração 5 também podem ser montados três, respectivamente, um para a direção X, um para a direção Y e um para a direção Z.

Os sensores de aceleração 5 são ligados, através de um cabo 10 que passa no interior da pá do rotor 1, com uma unidade de pré- processamento do valor de medição e de alimentação do sensor 11 que se encontra no cubo 2. As outras duas pás do rotor da instalação de energia eólica estão, respectivamente, equipadas com outros sensores de acelera- ção que, do mesmo modo, estão ligados com a unidade de pré- processamento do valor de medição e de alimentação do sensor 11.

A unidade de pré-processamento do valor de medição e de ali- mentação do sensor 11 está ligada com uma unidade de avaliação 12, não representada em detalhes na figura 2, por meio de transmissão sem fio, por exemplo, por meio de transmissão de rádio, cuja unidade de avaliação se encontra na gôndola 3 ou na base da torre 4 e que, em geral, está em rede com outros computadores 21 através de um ponto de interseção 15. Além disso, o dispositivo abrange um módulo de dados de operação 18 e um mó- dulo de meteorologia 17 que, do mesmo modo, não estão representados em detalhes e que se encontram na gôndola 3, na torre 4 ou em um outro local apropriado para o registro destes dados.

A seguir, deverá ser descrita a medição em uma pá do rotor 1 de uma instalação de energia eólica que se encontra em operação.

A excitação de vibração necessária para a medição ocorre, em si, através da operação e, neste caso, no vento que incide sobre a pá do rotor 1. Devido a estas excitações de vibração contínuas, os sensores 5 fi- xados na concha aerodinâmica 6 da pá do rotor 1 fornecem sinais elétricos analógicos como sinais de amplitude referentes ao tempo que são conduzi- dos, através dos cabos 10, para a unidade de pré-processamento do valor de medição e de alimentação do sensor 11 no cubo 2.

Na unidade de pré-processamento do valor de medição e de alimentação do sensor 11, que ao mesmo tempo, serve para a alimentação do sensor, ocorre a digitalização dos sinais, a transmissão via rádio para a unidade de avaliação 12, que apresenta uma unidade de computador central 13 (figura 3) e também o controle de medição, a fim de, proporcionar um controle confiável, independente da transmissão via rádio, entre a unidade de pré-processamento do valor de medição e de alimentação do sensor 11 e a unidade de computador central 13. Na unidade de computador central 13, por meio da transformada de Fourier dos sinais de tempo registrados por ciclo de medição e para cada pá do rotor 1, são obtidos valores de acelera- ção dependentes da freqüência. Por meio de métodos apropriados é deter- minada a primeira freqüência natural da enésima pá do rotor 1 e, com isto a amplitude da aceleração, e disto a carga nesta freqüência.

Desta forma, paralelamente das outras pás do rotor 1 da insta- lação de energia eólica, também são obtidos espectros da amplitude depen- dentes da freqüência e disto a carga na primeira freqüência natural. Estas cargas obtidas de cada ciclo de medição são determinadas e avaliadas de acordo com o sensor ou os sensores 5 empregados para as distintas dire- ções de aceleração mencionadas acima.

Na unidade de computador central os valores numéricos das cargas de cada um dos ciclos de medição dos sensores 5, realizados quase continuamente, são coordenados a uma classe de carga. As classes de car- ga são definidas através de valores limite de carga, que são obtidos dos va- lores de experiência durante a avaliação dos estados da pá do rotor, e são determinadas de acordo com os requisitos e as possibilidades para a influ- ência sobre a operação da instalação de energia eólica. Neste caso, por e- xemplo, por exemplo, a divisão de classes em instalações de energia eólica reguladas rigidamente irá se diferenciar daquelas instalações reguláveis por pitch e, pelo menos, possuir uma classe para ocorrências de carga dinâmi- cas normais, uma classe para ocorrências de carga dinâmicas mais altas, mas ainda confiáveis, e, respectivamente, uma classe para ocorrências de carga dinâmicas, que exigem a saída de um aviso, bem como, de um alar- me.

Cada amplitude representa uma ocorrência de carga, que com sua divisão nas classes de carga, será avaliada como mais ou menos críti- ca. As ocorrências obtidas das medições contínuas e avaliadas são adicio- nadas com referência à classe, de tal modo que, através de um intervalo de tempo definido ou de um número definido de ocorrências, é obtida a fre- qüência das ocorrências por classe para cada pá do rotor 1 (figura 4). Para a avaliação da influência de ocorrências acumuladas sobre o estado de uma pá do rotor 1, suas ocorrências de uma classe são referidas ao número total de ocorrências para esta pá do rotor 1.

A figura 4 representa, respectivamente, uma distribuição de fre- qüência de ocorrências de carga das três pás do rotor 1 de uma instalação de energia eólica, que foram obtidas no decorrer de um mês. Para o propó- sito de comparação com outras instalações de energia eólica e com valores de experiência obtidos anteriormente, os valores de carga foram padroniza- dos e representam valores relativos. A freqüência das ocorrências é referida ao número total de ocorrências de 10.000 e é determinada de modo flexível com medição contínua.

Na figura 4 a classe de carga I representa as ocorrências com carga normal, isto é, com condições de tempo e operação na média. De a- cordo com a expectativa, sua freqüência é a máxima. Na classe de carga Il são registradas ocorrências, que resultam de uma carga dinâmica elevada, contudo ainda permitida. Sua freqüência é menor do que aquela das ocor- rências da classe de carga I. As ocorrências da classe de carga Ill se basei- am em cargas dinâmicas elevadas que, já em uma parte pequena no núme- ro total de ocorrências, são avaliadas como críticas e em conseqüência dis- so, podem causar medidas para a segurança da operação da instalação de energia eólica. Tais medidas podem ser, por exemplo, a procura objetiva por um possível dano, ou o planejamento de uma manutenção em médio prazo ou também uma correção do ângulo de pitch de uma pá do rotor 1 ou de todas as pás do rotor 1 da instalação. Ocorrências da classe de carga IV, em contrapartida, já são em si ou, pelo menos, com bem pouca freqüência tão críticas de avaliar, de tal modo que, deve ter influência direta sobre a operação da instalação, por exemplo, através do desligamento ou da regu- lagem do pitch. De acordo com a expectativa, a freqüência determinada das ocorrências destas duas classes de carga mencionadas por último é visi- velmente menor que as da classe de carga menor, respectivamente, adja- cente.

No exemplo de execução o percurso das distribuições de fre- qüências das três pás do rotor 1 é comparável, de tal modo que, disto pode ser concluído que não existe dano individual de somente uma pá, e também a regulagem de pitch de todas as pás do rotor 1 está situada no âmbito das tolerâncias permitidas.

A coordenação de uma certa freqüência de uma definida faixa de valores da carga a um estado da pá do rotor ocorre com base em valores de experiência, que podem ser depositados na unidade de avaliação como valor de referência. Ao alcançar ou ultrapassar o valor de referência, devido a esta coordenação ocorre uma decisão da influência sobre o tipo de opera- ção da instalação de energia eólica, ou uma alteração imediata da forma de operação.

Para isto, durante a ultrapassagem de um valor de freqüência permitido, é transmitido um sinal para um módulo de decisão de operação 19 (figura 3) e é produzido um aviso de estado correspondente. Por sua vez, o aviso de estado é transmitido para uma unidade de entrada e de saída 20, que é parte da unidade de avaliação 12 e abrange, por exemplo, um módulo de saída binário, através do qual os avisos de estado podem ser transmiti- dos de modo redundante, externo e com segurança própria ao sistema de controle da instalação 22. Uma visualização dos dados medidos, dos dados depositados e referentes à ocorrência é, do mesmo modo, realizada através de uma unidade de entrada e de saída 20, ou também através de um servi- dor de backup 21 ao qual um usuário autorizado para isso pode ter acesso, através de um Browser da Web.

De modo alternativo ao registro da freqüência de valores de car- ga também podem ser usados os valores de amplitude da aceleração, me- didas em relação ao tempo, para a avaliação da carga das pás do rotor indi- viduais e de toda a instalação. Neste caso, os valores da amplitude são de- positados para a sua avaliação sobre o estado de uma pá do rotor ou de toda a instalação com valores de carga definidos, contudo a avaliação ocor- re diretamente por meio dos valores de amplitude. Estes valores são obtidos diretamente dos valores de aceleração relacionados ao tempo e, com refe- rência à freqüência de sua ocorrência, são avaliados do modo descrito aci- ma, a fim de determinar as cargas acumuladas através de um intervalo de tempo definido e, deste modo, determinar o estado de uma ou de várias pás do rotor de uma instalação de energia eólica. Neste caso, como valor de amplitude é determinado um valor máximo de amplitude dos valores de ace- leração dependentes do tempo, registrados dentro de um ciclo de medição. Com referência a uma outra avaliação dos valores de amplitude é remetido às execuções acima.

Em diversas aplicações pode ser necessário realizar a determi- nação da solicitação das pás do rotor independente dos sinais de som do corpo, que são transmitidos pela barra de acionamento da instalação de e- nergia eólica para as pás do rotor 1. Neste caso, paralelamente às medições de som do corpo das pás do rotor 1, na forma descrita acima, as solicitações podem ser determinadas e avaliadas, com um ou, de preferência, com vá- rios sensores 5 de uma ou várias dimensões. Com estes espectros de inter- ferência são, então, corrigidos os espectros das medições nas pás do rotor 1.

Além disso, durante a medição do estado da pá do rotor 1, atra- vés do próprio sistema, com um módulo de meteorologia 17, bem como, com um módulo de dados de operação 18 podem ser transmitidos valores de medição atuais à unidade de computador central 13, como, por exemplo, temperatura da pá do rotor 1, a potência da instalação de energia eólica, ou de modo substituto, a velocidade do vento e a duração de operação da res- pectiva pá do rotor 1. Com isto, na avaliação a um período de medição de valores de carga definidos, podem ser coordenadas certas influências exter- nas ou específicas à instalação.

Em determinados períodos fixos e em ocorrências, os dados obtidos dos ciclos de medição da unidade de computador central 13 são depositados diretamente e por meio de transmissão remota de dados atra- vés de um ponto de interseção 15 apropriado em um servidor de backup 21 independente da unidade de computador central 13 que, por sua vez, está integrado em uma segurança de dados.

Lista de números de Referência

1 pá do rotor

2 cubo

3 gôndola

4 torre

5 sensor, sensor de aceleração

6 concha aerodinâmica

7 placa de retenção, suporte

8 orientação de movimento

9 componentes de suporte

10 cabo

11 unidade de pré-processamento do valor de medição e de alimenta- ção do sensor

12 unidade de avaliação 13 unidade de computador central 14 ângulo de rotação 15 ponto de interseção 16 base da pá do rotor 17 módulo de meteorologia 18 módulo de dados de operação 19 módulo de decisão de operação 20 unidade de entrada e de saída 21 outro computador, servidor de backup 22 sistema de controle da instalação I, II, III, IV classes de cargas

Claims

1. Processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor em instalações de energia eólica por meio de medição de aceleração em, pelo menos, uma pá do rotor de uma instalação de energia eólica, e para a determinação da carga da pá do rotor dos sinais de aceleração registrados, caracterizado pelo fato de que, a aceleração é determinada nos sinais de tempo como grandeza independente da freqüência, ou as amplitudes de aceleração determinadas disso de certas freqüências características são determinadas como carga, e sua intensidade e freqüência da ocorrência de valores de carga individuais são determinados e avaliados através de um certo período de tempo.

2. Processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, é definida uma carga limite e um valor de freqüência ou uma distribuição de um valor de carga pré-definido, em cujo alcance ou ultrapassagem é tomada uma decisão sobre a outra forma de operação da instalação de energia eólica.

3. Processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, a decisão sobre a outra forma de operação da instalação de energia eólica se refere ao seu desligamento.

4. Processo para o monitoramento da solicitação de pás do rotor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, a decisão sobre a outra forma de operação da instalação de energia eólica se refere à influência sobre o algoritmo de regulagem da regulagem de pitch.

5. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, as cargas que sur- gem possivelmente são subdivididas em uma seqüência de áreas limitadas de valores de carga (classes de carga), e é determinada a freqüência da ocorrência das classes de carga, sendo que, uma carga limite se define co- mo valor de freqüência de uma classe de carga predefinida.

6. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, as cargas são determinadas a partir das amplitudes de, pelo menos, uma freqüência característica da pá do rotor.

7. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, é determinada a freqüên- cia característica de um modo de oscilação mais alto do que o primeiro mo- do de oscilação.

8. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que, as amplitudes que surgem possivelmente são subdivididas em uma seqüência de áreas Iimita- das de valores de amplitude (classes de amplitude), e é determinada a fre- qüência da ocorrência das classes de amplitude, sendo que, uma carga limi- te se define como valor de freqüência de uma classe de amplitude predefi- nida.

9. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, as distri- buições de freqüência são determinadas para, pelo menos, duas pás do ro- tor de uma instalação de energia eólica, e são comparadas entre si.

10. Processo para o monitoramento da solicitação de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, a avaliação das amplitudes também pode ser utilizada para que, no caso de ultrapassagem de valores limite, possa ter influência sobre o controle da ins- talação de energia eólica, por exemplo, a fim de alterar o pitch, a fim de re- duzir a sobrecarga.