CN107636305A - 在风能设备上的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风能设备的用于测量风况的测量装置，所述风能设备具有塔(102)和空气动力学的转子(106)，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片(108)，所述测量装置包括：至少一个用于在不同的高度设置在所述塔(100)上的第一测量设备和第二测量设备(120，122)，并且其中每个测量设备配置用于在所述测量设备所设置在的相应的高度中对于不同的水平方向检测风值，所述风值代表来自相应的方向的风压。

Description

在风能设备上的测量装置
技术领域
本发明涉及一种风能设备的用于检测风况的测量装置，以及一种用于检测风况的方法和一种用于运行风能设备的方法。此外，本发明包括一种风能设备。
背景技术
从风的动能中产生电能并且将其馈入到电网中的风能设备一般是已知的。
为了控制这些风能设备，有所助益的是，在风能设备处存在的风况，例如风速和/或风向，是已知的。
越能够精确地确定风况，就越能够更好地，尤其更经济和/或更支持电网地运行这种风能设备。
对于风能设备的输出而言决定性的尤其是风流动穿过风能设备的转子扫掠面的体积流，所述体积流也称为风体积流。也称为转子面的转子扫掠面理解为风能设备的转子叶片在运行时扫过的扫掠面。为了尽可能好地利用风，风能设备在其方位角位置跟踪风。这通过所谓的方位角控制装置来进行，所述方位角控制装置为了进行控制大多检测在风能设备的吊舱上的风向。在此，风况以前大多通过机械的风速计和/或风向仪检测。
已知的是，在风能设备处存在的风况能够具有所谓的“风转向”和“风切变”效应，所述“风转向”和“风切变”能够对风能设备的运行产生非常大的影响。
风的这些变化无法借助于吊舱上的风速计和/或风向仪检测。这会导致如此运行的风能设备并非最佳地运行，尤其以过低的功率系数或效率运行。
从DE 10 2012 210 150 A1中例如已知使用微波和雷达波技术来检测风况。此外，本领域技术人员也已知使用LiDAR(激光雷达)和SODAR(声雷达)法，即激光辅助或者声学远程测量法来检测风况。
在风能设备的领域中使用这种远程测量方法的不利之处尤其在于高的技术耗费和与其相关联的成本。由于高的成本，例如用于陆基的LiDAR设备超过100000欧元，LiDAR设备大多仅一次性地用作为用于地点认证的移动装置。据此，“风切变”和“风转向”对于相应的地点而言一次性固定地确定并且根据该固定地确定针对相应的地点设计运行特征曲线。
此外，德国专利商标局在关于本申请的优先权申请中检索到下述现有技术：US2013/0272877 A1和WO 02/079645 A1。
发明内容
因此，本发明基于下述目的，针对上述问题中的至少一个。特别地，应对现有技术进行改进并且提出一种解决方案，所述解决方案实现尽可能良好地测量和/或考虑“风切变”和“风转向”，从而尤其适合于在风能设备的领域中经济地使用。本发明应当尽可能能够检测“风切变”和“风转向”效应，而不必事先测量地点，必要时依赖于白昼进行测量。应提出至少一个关于迄今为止的解决方案的替选方案。
由此，根据本发明提出一种根据权利要求1的测量装置，以及一种根据权利要求9的用于检测风况的方法。此外，根据本发明提出一种根据权利要求10的用于运行风能设备的方法以及一种根据权利要求18的风能设备。
由此，根据权利要求1提出一种风能设备的用于测量风况的测量装置，所述风能设备具有塔和空气动力学的转子，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片，其中所述测量装置具有至少一个用于在不同的高度设置在塔上的第一和第二测量设备，并且每个测量设备配置用于，在设置所述测量设备的相应的高度，关于不同的水平方向检测风值，所述风值代表来自相应方向的风压。尤其将其理解为如下值，所述值在测量设备处引起假设是通过风产生的压力或压力变化。在最简单的情况下进行压力测量。
用于检测风况的测量装置据此包括至少两个测量设备，其中每个测量设备具有至少一个用于产生至少一个测量信号的测量记录器。根据权利要求1的测量装置由此产生至少两个平行的并且基本上同时的测量信号，其中至少两个测量信号代表风压。仅举两个例子，所述测量信号例如能够直接说明风压，或者是比例信号。
为了产生代表风压的测量信号，例如在一个实施方式中提出，用于检测风况的测量设备构成为压力传感器，或具有一个、多个或许多压力传感器或者其它传感器。例如也可以考虑纳米传感器。
此外提出，测量设备构成为，使得所述测量设备能够安置在塔上，所述塔也能够是天线杆。所述测量设备例如能够被粘接并且为此具有粘接层。但是，在此所述测量设备也必须在测量装置中共同作用。至少所述测量设备必须耦联为，使得其测量值共同被评估。
通过在不同的高度将测量设备设置在塔上并且通过沿着水平方向，即沿着不同的方位，包括中间方向，检测风值，测量装置配置用于根据高度检测风况的变化。通过根据高度检测不同的风向，由此能够随着高度检测风向的变化，即至少一个风转向值。通过在不同的高度检测风压的幅度从而检测风速的幅度，能够检测至少一个所谓的风切变值。
此外，每个高度的测量设备能够具有多个测量记录器。通过这些测量记录器的分布，尤其在塔的环周上的分布，能够良好地检测水平的风况的改变，尤其风向的改变。
优选地，每个测量设备的测量记录器构成为，使得所述测量记录器能够检测围绕塔的、在水平方向的360°剖面中的风或风况，也就是说，圆形地围绕塔完全地检测风或风况，以便随后也能够建立和评估360°剖面。
如此产生的至少两个风特征或水平的风剖面能够通过计算和/或评估单元处理为三维风图或者另一概括所检测的风况的数据集。这种三维风图在此在风能设备的区域中，尤其在转子扫掠面的区域中矢量地描绘风况。
提出，所检测的风况或风数据，尤其所提到的三维风图或者另一概括所检测到的风况的数据集，用于控制风能设备。特别地，这些风数据能够被评估并且随后将由其推导出的控制值转发给风能设备的方位角和/或桨距控制装置。
优选提出，在塔上设置有第三测量设备，以便改进精度和/或信息深度。为了进一步改进检测精度，提出第四或甚至第五或者还有其它测量设备。对于紊流的地点或者具有大的转子直径的风设备而言，提出三个、四个、五个或者更多个测量设备从而提出在三个、四个、五个或者更多个高度的测量设备。
优选地，至少第一和第二测量设备配置用于围绕塔设置。测量装置的第一和第二测量设备因此基本上水平地围绕塔。为此，每个测量设备例如能够设置为带，所述带在相应的高度围绕塔布设。作为带，例如能够构成有四个分布式传感器，并且尤其像粘接带那样一次性围绕塔粘接。但是也可以考虑多个固定装置。
代替完全地围绕塔的带，分布式地并且单独设置的传感器也能够在一个高度分别形成一个测量设备。基本上，测量设备应当配置用于围绕塔沿着水平方向360°描绘风况或者用于记录说明这种图像的数据。列举一个直观的实例，也能够并肩设置非常多的传感器，例如100个传感器，所述传感器近似连续地设置并且通过近似连续的地点分布来记录测量值。
特别地，通过环形的和/或类似带的构造，测量设备配置用于在360°水平方向上检测风况。
优选地，至少第一测量设备和第二测量设备配置用于，分别检测风压作为风值，即作用到相应的测量记录器的相应的表面上的风的力或风负载。由此，可推导出风向和风力或风速。测量设备由此能够同时检测风向和风力。
优选地，每个测量设备包括压力传感器薄膜，所述压力传感器薄膜配置用于检测与方向相关的压力变化。
这种压力传感器薄膜能够具有许多传感器，尤其多到使得所述传感器能够表现为大的、地点分布式的压力传感器，所述压力传感器能够检测与地点相关的压力值。根据一个实施方式，所述压力传感器薄膜近似连续地记录分布在水平方向上的测量值。
压力传感器薄膜是基本上尤其薄地构成的、以幅面的方式制造的测量记录器或测量传感器，所述测量记录器或测量传感器由于其特性实现在风能设备的塔上的尤其简单的安装。因此，优选提出，压力传感器薄膜通过简单的粘接固定在塔上。因此，所述压力传感器薄膜能够连贯地或近似连贯地根据方向，尤其在360°水平方向上，检测风压的变化。
根据另一实施方式，压力传感器薄膜是压电薄膜或者纳米传感器薄膜。
在也称作为压电式薄膜传感器的压电薄膜中，借助于压力产生电压，所述电压与力成比例。据此，压电薄膜使用所谓的压电效应。而纳米传感器薄膜产生代表压力的电压，所述电压不基于压电效应。不仅通过纳米传感器而且通过压电式薄膜传感器产生的电压能够借助于电荷放大器和/或膜片预处理为代表风压的测量值。
在使用压电式压力传感器薄膜时尤其有利的是，压电薄膜，正如纳米传感器薄膜一样，相对于环境影响是非常鲁棒的，从而能够在世界的几乎所有风能设备地点使用。此外，压电薄膜正如纳米传感器薄膜那样具有高的化学惰性，这引起低的维护耗费。
作为一个设计方案提出，第一测量设备在如下高度设置在塔上，在所述高度，在转子叶片旋转时叶片尖端经过塔。由此能够针对转子面的下边缘记录风值。
尤其连同直接在风能设备的吊舱和/或毂下方的另一测量设备，能够首先在测量技术方面几乎覆盖转子扫掠面的下半部。吊舱上方的区域能够通过外推法得出。
因此，根据另一实施方式也提出，第二测量设备设置在第一测量设备上方，尤其直接设置在风能设备的吊舱下方。
优选地，测量装置具有至少一个第三测量设备，所述第三测量设备根据规定在第一和第二测量设备之间的高度设置在塔上，优选居中地设置在第一和第二测量设备之间。
由此尤其能够随着高度改进确定风分布的精度。通过内插法能够计算在测量设备之间的高度上的值。
优选地，从测量装置所记录的值中确定或计算在所述高度上的风切的至少一个值，这也能够同义地称为风切变值，和/或确定或计算在所述高度上的风向改变的至少一个值，所述值也能够同义地称为风转向值。优选确定或计算这两者，和/或分别确定与高度相关的函数。
风速随着高度的改变，即所谓的风切，其也称为风切变，和/或风向随着高度的改变，其也称为风转向，由此能够以简单且低成本的方式方法确定并且用于改进设备控制。通常，风速随着高度增加，但是原则上也能够可行的是，风速随着上升的高度下降。使用特征变量，即风转向值或者风切变值，在此已经能够是有所助益的。通过根据高度分别建立函数能够改进评估。这种函数例如能够是二阶多项式函数，当使用三个测量设备时，基于各三个值，即每个测量设备一个值，参数化所述二阶多项式函数。
优选提出，从测量装置所记录的值中确定用于风紊流的量度。在此，除了在测量传感器处的风波动外，能够评估在所述高度的风波动和/或在不同高度的风向波动。
通过沿着不同的水平方向并且在不同的高度检测风值，可以检测地面附近的大气边界层的涡流，即所谓的风紊流。特别地，对此确定在所述高度上的风速改变和风向改变。此外，能够从如此通过测量装置所检测的风值中确定紊流强度和/或阵风系数。
根据本发明，也提出一种用于在风能设备中检测风分布的方法，所述风能设备具有塔和空气动力学的转子，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片，其中在塔上在不同的高度检测风值，并且在不同的高度关于不同的水平方向记录与方向相关的风值。如此记录的与方向相关的风值在此代表来自相应的水平方向的风压。提出，如从关于测量装置的上述实施方式中的至少一个实施方式的阐述中所得出的那样进行所述方法。
所提出的方法的一个尤其技术上的优点是，此时不需要复杂的并且昂贵的专用测量设备就能够记录风切变值和风转向值或函数。由此可行的是，在每个风能设备中记录这些风况值并且原则上甚至针对每个风能设备实施这种改进。
此外，根据本发明提出一种用于运行的方法，尤其用于控制风能设备的方法，其中风能设备根据风分布来运行，所述风分布根据至少一个之前所阐述的实施方式确定。
所检测的风值，尤其风速和风向，和由此引起的在高度上的风速改变和/或在高度上的风向改变，能够用于将风能设备控制为，使得风能设备借助于方位角和/或桨距控制，在所期望的，尤其稳定的工作点最佳地运行。对于桨距控制而言，也可以考虑个体控制转子叶片，即所述转子叶片的桨距角，根据相应的叶片的位置和所检测的与高度相关的风情况来设定。优选地，从与高度相关的、所检测到的风值中推导出或计算用于桨距角的循环特定值。
优选地，至少在第一和第二高度分别确定风向并且由此定量和/或定性地确定在所述高度上的风向改变(风转向)。
根据一个实施方式提出，在测量设备的相应的高度，将具有最大的风值的水平方向作为相应高度的风向。
在检测水平方向的风值时，其中所述风值代表风压，能够以足够的精确度将最大的风值作为风向。
最大的风值或所检测的风值的幅度理解为在相应的高度的测量值的全局最大值，所述全局最大值代表风。因此，由于噪音例如也能够在测量设备上出现局部最大值，所述局部最大值因测量和/或信号错误引起并且不代表风。为了防止将错误的值作为幅度，例如能够使用滤波器或者以另外的方式处理测量信号。
此外，最大的风值不受限于单一的测量值，而是能够从相应高度的所有所测量的值的取平均中得到最大值，例如通过滑动平均。即使沿着风向存在位于两个最大值之间的狭窄范围中的局部最小值，也能够通过取平均或者另外的过滤形成唯一的最大值，所述唯一的最大值表明风向。
一个设计方案提出，至少在第一和第二高度确定风速并且由此推导出在所述高度上的风切，即至少一个风切变值。
优选地，相应高度的风速分别从相应高度的最大的风值中导出，即从所有相应在360°上记录的风值中导出。
在相应的高度所检测的风值构成一种风剖面，其中所述风剖面描述风在塔上在相应高度的流动。此外，所检测的风值在相应的高度具有恰好一个最大值或幅度，所述最大值或幅度代表风向或表明该风向。
从这些代表风向的幅度或最大风值中分别推导出针对相应高度的相应的风速。为此，例如通过计算和/或评估单元将压力传感器测量薄膜的通过风压所产生的参考电压换算为风速。
优选地，从在所述高度上的风向改变，即风转向，和/或在所述高度上的风切，即风切变，针对风能设备的转子扫掠面计算风转向剖面或风切变剖面，尤其通过内插法和/或外推法。
通过至少两个在不同的高度所检测的风向改变和/或风切，可行的是，针对由风刮过的转子扫掠面推算在所述高度上的风向改变和/或风切。
对于这种推算而言，例如在转子扫掠面上对所检测的风值进行外推和/或内插。这不仅能够数值地进行也能够通过预设的n阶多项式进行。
随着值的数量增加，尤其还有在所述高度上分布的测量设备的数量增加，提高外推法或内插法的精确度。通过外推法或内插法建立的剖面也能够称为风转向剖面或风切变剖面，因为它们能够描绘针对风能设备的整个转子扫掠面的风转向或风切变效应。
优选地，根据至少一个风切变值和/或风转向值和/或风切变剖面和/或风转向剖面，改变风能设备的至少一个方位角和/或桨距角。
借助于从所述值推导出的关于在所述高度上的风切或风向改变的变量或标准，可行的是，改进对风能设备的控制。为此，例如将风切变或风转向值与查找表比较。例如将根据经验确定的方位角或桨距角用作为来自查找表的返回值，所述方位角或桨距角在其被调用之后用作为参考变量或控制变量。根据另一实施方式，所确定的风切变剖面和/或风转向剖面作为干扰变量进入到风能设备的方位角和/或桨距控制中。
优选地，对于所提出的方法使用根据至少一个上述实施方式的测量装置。
特别地，所提出的方法的一个尤其优选的实施方式是使用三个测量设备，其中第一测量设备设置在叶片尖端的高度上，当该第一测量设备经过塔时，即在相关的转子叶片的6点钟位置的情况下，第二测量设备直接设置在吊舱下方，而第三测量设备居中地设置在第一测量设备和第二测量设备之间。
根据本发明，提出一种具有塔和至少一个空气动力学的转子的风能设备，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片，其中风能设备具有根据至少一个上述实施方式的测量装置，尤其在其塔上具有所述测量装置，和/或实施根据至少一个上述实施方式的方法。
在此，风能设备的塔能够具有任何任意的构造方式。原则上，除了钢管塔和混合塔之外，也可以使用格栅塔，仅列举一个实例。
附图说明
现在，在下文中根据实施例参考附图示例地详细阐述本发明。
图1示出具有测量装置的风能设备的示意图。
图2示出压力传感器薄膜的示意图。
图3示出具有测量装置的一个尤其优选的实施方式的风能设备的示意图。
图4示意性示出在压电式压力传感器薄膜上的风压的变化。
图5示意性地示出在三个围绕塔设置的压电式压力传感器薄膜上的风压的变化。
图6示意性地在横截面示出中示出在压电式压力传感器薄膜上的风压的变化。
图7A示出风能设备上的风紊流的变化。
图7B示出风能设备上的风切变和风转向的变化。
图7C示出数周内在风能设备上的风转向的变化。
图7D示出在日间和夜晚在风能设备上在毂高度和尖部之间取平均的风转向。
具体实施方式
图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104上设置有空气动力学的转子106和导流罩110，所述转子具有转子叶片108，所述转子叶片分别具有叶片尖端109。转子106在运行时通过风进入旋转运动从而驱动吊舱104中的发电机。
此外，在风能设备100的塔102上，两个测量设备120和122设置在不同的高度，使得所述测量设备在其所设置在的相应的高度对不同的水平方向检测风值，所述风值代表来自相应的方向的风压。
第一测量设备120在此设置在塔上并且设置在第二测量设备122下方，使得第一测量设备和第二测量设备120和122位于转子扫掠面之内。第一测量设备120更低地设置在如下区域中，在所述区域中相应的叶片尖端109经过塔。第二测量设备122直接设置在吊舱104下方。
此外，第一和第二测量设备120和122设置为围绕塔的带，使得每个测量设备在360°水平方向上能够检测与方向相关的压力变化。
第一和第二测量设备120和122由此基本上形成根据一个实施方式的测量装置，其中仍能够添加用于传输数据和评估数据的元件。
图2示出压力传感器薄膜200的一个部段的示意图，所述压力传感器薄膜能够作为测量设备设置在塔上。
压力传感器薄膜200在此尤其构成为压电薄膜或纳米传感器薄膜，并且具有薄的并且基本上上幅面状的构造，所述构造实现了在风能设备的塔上的尤其简单的安装，例如通过粘接。压电薄膜在此能够薄于100μm，具有超过30cm的宽度并且几乎每个都具有任意的长度。
图3示出根据另一实施方式的风能设备300的示意图，所述风能设备具有测量装置，所述测量装置包括三个测量设备，即三个压电式压力传感器薄膜320、322和324。三个压电式压力传感器薄膜在此设置为围绕塔302的带。
第一压电式压力传感器薄膜320在此也在如下高度设置在塔302上，在所述高度也能够称为尖部的叶片尖端309在转子306旋转时经过塔302。据此，第一压电式压力传感器薄膜320设置在由转子叶片308扫过的转子扫掠面的下边缘上。
第二压电式压力传感器薄膜322围绕塔直接地在吊舱304下方设置在塔302上。
第三压电式压力传感器薄膜324围绕塔居地在第一压电式压力传感器薄膜和第二压电式压力传感器薄膜之间设置在塔302上。
由此，测量装置配置用于检测所述高度上的风切的至少一个值和/或所述高度上的风向改变的至少一个值。
在这种装置中，能够相对于图1的实施方式实现更高的精度。能够以良好的精度记录风转向值和风切变值，尽管所述构造相对简单且低成本地构成。仅需要三个压力传感器薄膜和一个评估单元。
图4示意性地在以不同视图类型示出环绕塔的压力传感器薄膜420的风压400或440的分布。图4的视图——并且同样适用于图5的视图——在附图的上部部分中分别示出相关的压力传感器薄膜的俯视图并且图解说明相应的压力，以一种视图类型通过黑点的相应的黑色度或密度图解说明相应的压力传感器薄膜420或520、522和524上的压力强度。在位于其下的视图中分别将所检测的压力P作为有关压力传感器薄膜420或520、522和524的长度上的图表来绘制。
压力传感器薄膜420在此完全地环绕塔，即从0°到360°水平地环绕塔，但是在图4或在图5中，作为展开的压力传感器薄膜420或压力传感器薄膜520、522和524示出。由此，压力传感器薄膜配置用于描述围绕塔的风压的分布，即在360°水平方向上的风压的分布。如此围绕塔设置的压力传感器薄膜具有多个风值，所述风值分别代表风压。此外，多个风值具有最大的风值430，所述最大的风值假设是风向并且在此大约为180°。
图5示意性地以不同的视图类型分别示出在三个围绕塔设置在不同高度的压电式压力传感器薄膜520、522和524上的风压500或540、542和544的变化。三个压电式压力传感器薄膜520、522和524在此从0°至360°水平地完全环绕塔，但是在不同的高度，如其在图3中所示，其中薄膜520、522和524对应于根据图3的薄膜320、322和324。每个压力传感器薄膜在不同的水平方向上具有最大的风值530、532和534。该相应的方向假设是相应高度的风向，即在所述高度设置有压力传感器薄膜。
由此在不同的高度存在不同的风向并且必要时具有不同的压力值。由此能够推导出不同的风力，所述风力在高度上是不同的从而适合于计算风切变值或风切变变化。从相应的高度的相应的风向中确定至少一个风切变值。如此确定的风切变值和/或风转向值随后能够针对整个转子扫掠面进行外推。也能够从如此确定的风切变和/或风转向值中建立风切变和/或风转向剖面，借助于所述风切变和/或风转向剖面能够改进对风能设备的控制。
图6在横截面600中示出压电式压力传感器薄膜上的风压变化。薄膜在此360°水平地在风能设备上在一定高度围绕塔设置。
压力曲线610、620和640在此示例性地示出横向于压力传感器薄膜的压力变化，即沿着塔的高度的压力变化。
由于传感器的构造和/或工作原理，能够引起：所检测的风压例如在传感器的上部的和/或下部的边缘处下降，也就是说，不精确地测量，如曲线620示例性示出。但是这样的和其它绝对的测量不精确性能够以简单的方式被滤除。
此外，170°水平方向的区段具有最大的压力，也就是说，该区段对应于风向。据此，风平均来自170°水平方向。
此外，图6也示出，最大的压力值不限于唯一的值，更确切地说，最大的压力值从高于预定的阈值的多个压力值中确定并且随后从如此确定的最大压力值中确定风向。
图7A示出在一天的时间段内在风能设备处的风紊流变化。特别地，在日间8点和20点之间，风具有大量紊流。这种风紊流的出现不仅仅限于复杂的地点。更确切地说，风紊流在具有不稳定的或多风的环境的所有地点出现。
图7B示出在一天的时间段内在风能设备处的风切变和风转向的变化。曲线710示出风转向的夜间变化，而曲线730示出日间变化。曲线720示出在夜晚风切变的变化，而曲线740示出在日间的变化。
图7C示出在数周内在风能设备处的风转向的变化。
图7D示出在风能设备上的毂高度和尖部之间的平均的风转向变化，日间790和夜晚780。这些值借助于非常耗费的方法记录并且尤其显示出根据本发明的风转向检测的必要性。所记录的值对于统计报表而言进行分箱平均，也就是说，借助于所谓的“分箱”进行量化。
为了将在图7A至7D中示出的对风能设备的功率曲线的负面影响降低到最小或者对其进行补偿而提出，调整对风能设备的调控，使得在所述高度上的风切和/或风向改变的效果不会对风能设备的功率系数或输出产生负面影响。对此，提出根据前述权利要求中任一项所述的至少一个方法和/或装置和/或设备。
通过如此提出的测量装置，例如能够以尤其简单的方式确定风向，因为由传感器所测量的最高的或者最大的压力对应于风向。
也能够将比例——压力越高，风速就越高——作为附加的指示用于确定相应的风速，例如通过经验数据收集结合查找表，或者通过例如借助于已经预安装在吊舱的顶盖上的风速计对所述装置进行事先校准。
所使用的测量传感器的绝对精度在此能够是次要的，至少当尤其通过转子扫掠面风转向和风切变的相对变化有重要意义时。
通过这种装置产生的测量值此外也能够附加地被过滤。为了将经过的转子叶片对测量装置的影响降低到最小，测量装置例如能够与风能设备的转子叶片定位系统耦联。但是，也可以考虑用于过滤所检测的数据的其它设备和/或方法。
此外能够对如此被过滤的数据取平均，尤其分箱平均，并且用于控制桨距角和/或方位角。
各个转子叶片的桨距角例如能够根据高度在高度上以1°或3°或者更大度数来设定。也可以考虑的是，在风转向和/或风切变非常强时，整个风能设备经由方位角转入风中和/或从风中转出，例如在在转子扫掠面的高度上10％的风切变情况下以1°的方位角转入风中和/或从风中转出。

Claims (19)

1.一种风能设备(100)的用于检测风况的测量装置，所述风能设备具有塔(102)和空气动力学的转子(106)，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片(108)，所述测量装置包括：
-至少一个用于在不同的高度设置在所述塔(100)上的第一测量设备和第二测量设备(120，122)，并且其中
-每个测量设备配置用于在所述测量设备所设置在相应高度关于不同的水平方向检测风值，所述风值代表来自相应的方向的风压。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，至少一个所述第一测量设备和所述第二测量设备(120，122)配置用于围绕所述塔(102)设置，和/或分别检测所述风压作为风值。
3.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，每个测量设备包括压力传感器薄膜，所述压力传感器薄膜配置用于检测与方向相关的压力变化。
4.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述压力传感器薄膜是压电薄膜或者纳米传感器薄膜。
5.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，至少一个所述转子叶片(108)具有叶片尖端(109)，并且所述第一测量设备(120)在如下高度设置在所述塔(102)上，在所述高度所述叶片尖端(109)在所述转子旋转时经过所述塔(102)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述第二测量设备(122)设置在所述第一测量设备(120)上方，尤其直接设置在所述风能设备(100)的吊舱(104)下方。
7.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置具有至少一个第三测量设备(324)，以在所述第一测量设备和所述第二测量设备(320，322)之间的高度设置在所述塔(302)上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，所述测量装置配置用于检测在所述高度上的风切(风切变)的至少一个值和/或在所述高度上的风向改变(风转向)的至少一个值。
9.根据上述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置配置用于从所述测量装置所记录的值中确定用于风紊流的量度。
10.一种用于检测在风能设备(100)上的风况的方法，所述风能设备具有塔(102)和空气动力学的转子(106)，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片(108)，其中
-在不同的高度检测在所述塔(102)上的风值，以及
-在所述不同的高度关于不同的水平方向记录与方向相关的风值，
-所述风值代表来自相应的所述水平方向的风压。
11.一种用于运行风能设备(100)的方法，其中所述风能设备(100)根据按照权利要求10所检测的风况来运行。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，至少在第一高度和第二高度分别确定风向，并且由此定量或定性地确定所述高度上的风向改变(风转向)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，至少在相应的高度将具有最大的风值的所述水平方向假设为所述相应的高度的风向。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，至少在第一高度和第二高度确定风速，并且由此推导出在所述高度上的风切(风切变)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，分别根据所述相应的高度的最大的风值推导出所述相应的高度的风速。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，从所述高度上的风向改变(风转向)和/或所述高度上的风切(风切变)中，计算用于所述风能设备(100)的转子扫掠面的风转向剖面或风切变剖面，尤其通过内插法和/或外推法。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，根据列表的至少一个值、变量和/或标准改变所述风能设备(100)的至少一个方位角和/或桨距角，所述列表包括：
-风切变值，
-风转向值，
-风切变剖面，和
-风转向剖面。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至9中任一项所述的测量装置。
19.一种风能设备(100)，所述风能设备具有塔(102)和至少一个空气动力学的转子(106)，所述空气动力学的转子具有至少一个转子叶片(108)，其特征在于，设有根据权利要求1至9中任一项所述的测量装置，和/或实施根据权利要求10至18中任一项所述的方法。
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