CN109804159A - 风力涡轮机 - Google Patents

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Abstract

带有至少一个照明装置(5,14)的风力涡轮机(1,13)，该照明装置具有光源(6)和辐射装置(7)，其中，光源(6)和辐射装置(7)布置在风力涡轮机(1,13)的不同位置处，其中设置了至少一个定位装置，该至少一个定位装置借助于定位区段(8)如此地与辐射装置(7)相耦联:使得辐射装置(7)通过定位区段(8)的运动能够在第一位置与第二位置之间运动。

Description

风力涡轮机
技术领域
本发明涉及一种带有至少一个照明装置的风力涡轮机，所述至少一个照明装置具有光源和辐射装置(Abstrahleinrichtung)，其中，光源和辐射装置布置在风力涡轮机的不同位置处。
背景技术
这样的风力涡轮机由现有技术是已知的。此外已知的是，为了实现在低风速的情况下同样产生足够能量的风力涡轮机，转子的直径、也就是说转子叶片的长度持续增加。因此，塔架的高度同样必须增加，从而使得增大的转子能够安装在更高地布置的舱室处。随着风力涡轮机的高度增加，风力涡轮机对于航空交通(Flugverkehr)意味着是障碍物，以至于以下情况是必需的：给风力涡轮机配备相应的标记和照明装置，以便避免与飞行物体碰撞。
由此产生了对于在不同的白天状态或者照明状态中标记和照亮风力涡轮机、以及对于风力涡轮机的不同参数、例如其最大高度来标记和照亮风力涡轮机的不同的最低要求。这些要求例如在出版物“对于飞行员的信息”和联邦公报“BAnz AT 01.09.2015 B4”中被说明。
此外，由此得出在转子叶片顶端或者风力涡轮机的最高点与风力涡轮机的照明位置之间的最大距离。因此由US 2014 0 377 060已知一种风力涡轮机，其公开了风力涡轮机借助于泛光灯的照明。
在此一方面要注意的是，相应的光源可以尽可能简单地进行维修和/或维护、也就是说容易接近，并且此外要注意的是，相应的照明装置没有与其它装置或者涉及风力涡轮机的任务、例如直升飞机在风力涡轮机的平台上的着陆相冲突。
发明内容
本发明因此基于以下任务：说明一种与此相比改善了的风力涡轮机。
为了解决该任务，在开头所提及的种类的风力涡轮机的情况下根据本发明设置了：设置至少一个定位装置，所述至少一个定位装置借助于定位区段如此地与辐射装置相耦联：使得辐射装置通过定位区段的运动能够在第一位置和第二位置之间运动。
根据本发明因此可以有利地实现的是，辐射装置能够在第一与第二位置之间运动，所述辐射装置将用于照亮或者标记风力涡轮机的光沿着相应的方向辐射出去。由此可以特别地实现的是，可以遵循对于在风力涡轮机的最高点与辐射装置之间的距离的最低要求。在此特别地可能的是，使在辐射装置与风力涡轮机的最高点或者转子叶片顶端之间的距离保持小于65m。
此外有利地实现了，辐射装置的维护或者其维修可以容易地执行。为此，辐射装置可以运动到相应的位置中，以使得该辐射装置能够由维护人员容易地达到。在此，两个位置终归一方面说明了维护位置并且另一方面说明了下述位置，辐射装置在该位置中被用于照亮或者标记风力涡轮机。当例如直升飞机要在风力涡轮机的平台上着陆时，辐射装置同样可以被收入，以至于进一步释放用于直升飞机的空间并且避免辐射装置与直升飞机之间的碰撞。
在根据本发明的风力涡轮机中特别优选地设置了，能够运动的辐射装置借助于光波导与光源相连接。与光源位于风力涡轮机上的不同位置处的辐射装置可以因此借助于光波导与该光源相连接或者相耦联。这一方面提供了以下优点：即使在定位装置摆动时，光源的所有光仍然始终被传导到布置在所述定位装置处的辐射装置中，因为所述光波导在出现摆动时会与定位装置一起运动。该构造方案附加地是有利的，因为相比于通常布置在下述区域中的光源的电力供应降低了雷击的概率——在该区域中在根据本发明的风力涡轮机的情况下布置有辐射装置，因为不必通过电线对于辐射装置进行电力供应。在此，光波导例如由玻璃纤维构成。
备选地可以考虑的是，光源和辐射装置共同布置在定位区段处。在该情况中，光源和辐射装置没有布置在不同位置处。
按照根据本发明的风力涡轮机的一种改进方案可以设置的是，将定位区段构造成相对于风力涡轮机的舱室能够运动的、例如能够伸缩的或刚性的桅杆(Mast)。辐射装置因此布置在所述桅杆处、例如布置在桅杆的顶端处，其中，光源可以布置在桅杆下方或者在其底部的区域中。在此，光波导可以例如在桅杆的内部中伸展。通过合适地选择所述桅杆的长度，因此可以遵循对于在辐射装置与风力涡轮机的最高点之间的距离的最低要求。桅杆可以相对于舱室运动，以使得布置在所述桅杆处的辐射装置可以在第一或第二位置之间运动。
根据先前所描述的构造方案的一种改进方案特别优选地设置了，桅杆可以至少部分地收入到所述舱室中。在此，辐射装置的第一位置可以是驶出的位置并且第二位置是收入的位置或者相反。为了维护工作或维修工作、或者如果该桅杆在另外的任务的情况下挡路了，桅杆因此可以至少部分收入到舱室中，以使得一方面辐射装置更近地接近舱室，并且另一方面所述桅杆可以沉入或者收入到所述舱室中。
备选地同样可以设置的是，所述桅杆可以在风力涡轮机之外行驶。由此，桅杆没有被收入到舱室中，而是在舱室之外行驶。在这种情况下，桅杆的行驶或者运动近似平行于风力涡轮机的高度方向地进行。为了桅杆在舱室之外的行驶，风力涡轮机具有相应的支架或者定位装置，其使得在舱室之外的行驶成为可能。
按照根据本发明的风力涡轮机的另一构造方案，可以给所述桅杆配置至少一个固定装置、特别是绳索牵拉装置，所述至少一个固定装置将桅杆固定在舱室处和/或减少桅杆垂直于该桅杆的运动方向的振动。所述固定装置因此导致了，桅杆可以没那么强烈地振动，因为该桅杆在一定程度上与舱室拉紧。固定装置当然这样地构造：该固定装置不妨碍所述桅杆在该桅杆的运动方向上的活动性。该运动方向是这个方向：桅杆可以沿着该方向运动，以使得辐射装置在第一与第二位置之间运动。
特别优选地可以给所述定位装置配置多个辐射装置和/或多个光源。这提供了以下优点：在该辐射装置或者多个辐射装置处可以发出不同颜色或者波长的标记或者信号。附加地，单个辐射装置可以布置在定位区段的不同位置处。
根据本发明的风力涡轮机的一种特别优选的构造方案设置了，分别带有至少一个辐射装置的多个定位区段如此地布置在风力涡轮机处，使得在至少一个辐射装置的高度上不取决于风力涡轮机的转子位置地可以从任一方向看见至少一个辐射装置。由此确保了，接近风力涡轮机的飞行物体不会位于死角中，而是始终能够从任一方向看见至少一个辐射装置。否则，例如在静止的转子的情况下，所述至少一个辐射装置可能隐藏在所述转子之后，而使得靠近的飞行物体没能注意到辐射装置或者由辐射装置所发出的光。基于该构造方案设置了，不取决于转子的位置地确保至少一个辐射装置从任一方向的可见性。
在根据本发明的风力涡轮机中特别地可以设置的是，配置给风力涡轮机的照明装置、尤其是辐射装置在以±5°为幅度偏离水平线时达到或者超过100cd的有效运行光强度。
此外，在根据本发明的风力涡轮机中优选地可以设置的是，所述辐射装置包括至少一个光学系统、特别是棱镜和/或透镜。由此，辐射出的光可以被相应地修改，以使得所产生的光分布改善风力涡轮机的或者通过照明装置所产生的信号的可见性。
此外，在根据本发明的风力涡轮机中可以设置的是，给定位装置配置至少一个避雷器。在此，该避雷器可以具有至少一个雷电接收部(Blitzaufnahme)和/或至少一个雷电接收区段(Blitzaufnahmeabschnitt)。在雷击的情况下，雷击因此通过所述避雷器被导出，以使得可以防止风力涡轮机的损坏。
特别优选地，所述避雷器在此在高度方向上超过所述定位区段以及布置在定位区段处的辐射装置地伸出。避雷器、特别是避雷器的雷电接收区段因此形成定位装置的最高点。
按照根据本发明的风力涡轮机的另一种构造方案，光源可以连续地或脉冲地运行。由此可以满足对于保障航空交通的要求，以至于可以示出全部的在那里规定的光样式或者照明样式。
此外可以优选地设置的是，该光源可以与至少一个配置给另一风力涡轮机的光源同步。由此，配置给在风田（Windpark）中的各个风力涡轮机的多个光源可以相互同步，以使得这些光源以同一频率同时实施相应的照明样式。
按照根据本发明的风力涡轮机的另一种构造方案可以设置至少一个应急能量供应源，光源可以借助于该应急能量供应源来运行。由此，光源在电网停止工作时或者在转子停止时同样可以运行，以使得当光源不能以通常的电力供应来供应时然后同样保持保证对于航空交通的安全性。
特别优选地可以设置一种探测装置，该探测装置被构造用于：探测白天时间和/或探测是白天还是夜晚和/或探测环境光的光强度，其中，借助于控制装置可以根据环境光强度来控制光源的光强度。因此根据本发明的该构造方案可能的是，探测白天时间或者探测是白天还是夜晚。根据白天时间存在对风力涡轮机照明的变换的要求。特别地在此可以探测环境光的光强度，以使得根据环境光可以控制光源的光强度。由此确保了可以在每一白天时间和夜晚时间、并且不取决于天气情况地通过所述照明装置相应地照亮所述风力涡轮机。所述光强度可以例如借助于光传感器(Fotosensor)来确定。
在本发明的另一种有利的构造方案中可以设置的是，光源可以以至少三种模式来控制，其中，光强度
· 在日光模式中为≤ 100000cd且≥ 50000cd
· 在黄昏模式中为≤ 20000cd且≥ 10000cd
· 在夜晚模式中为≤ 2000cd且≥ 1000cd。
由此确保了，根据环境光的强度控制由光源所产生的光的光强度。为此在白天根据天气情况必要的是，更强地控制光源的光，以使得所述光源的光相比于占支配地位的环境光保持可见。这在夜晚模式中是不必要的，因为环境光在那里明显没那么强。特别地，根据本发明的风力涡轮机的光源可以被构造用于发射红光和/或白光和/或红外光。特别地，光源在此可以脉冲地、特别是以每分钟40次脉冲来运行。
按照根据本发明的风力涡轮机的一种改进方案可以设置的是，其具有一种探测装置，该探测装置构造用于在风力涡轮机的周围环境中探测物体、尤其是飞行物体，其中可以根据探测结果来控制光源。在该构造方案中设置了，风力涡轮机具有探测装置，以至于可以探测在风力涡轮机的周围环境中的物体。由此可以确保，靠近风力涡轮机的物体或位于风力涡轮机的周围环境中的物体、特别是飞行物体、例如飞机或直升飞机可以被探测到，以使得照明装置、尤其是光源可以被相应地控制。由此可能的是，当飞行物体位于风力涡轮机的周围环境中时，那么特别地可以操控所述光源。
换句话说，可以通过一定的距离来定义风力涡轮机的周围环境，在该距离内，飞行物体被归类为安全相关的。如果飞行物体未超出这种到风力涡轮机的距离，那么可以相应地操控光源，以使得风力涡轮机被照亮或者标记。作为探测装置可以优选地使用雷达装置，其被构造用于探测物体到风力涡轮机的位置或者距离以及该物体的运动方向和速度。根据探测结果可以借助于控制装置相应地操控所述光源。因此可以改善风力涡轮机对于航空交通的可见性并且此外实现了：当物体位于到风力涡轮机的所定义的距离中时，那么就特别地使光源运行。
按照根据本发明的风力涡轮机的另一备选方案可以设置的是，辐射装置被集成到风力涡轮机的转子叶片中。由此特别简单地实现了对于在转子叶片顶端与辐射装置的位置之间的距离的最低要求，因为所述辐射装置终归可以集成在转子叶片的任一位置处。
在此可以特别优选地设置的是，在转子叶片的迎风侧和/或背风侧上布置至少一个辐射装置。因此可能的是，不仅在迎风侧上而且在背风侧上布置有辐射装置，以至于进一步改善了风力涡轮机的或者由照明装置产生的信号的可见性。
将光源的光传导至辐射装置的光波导可以特别优选地沿着叶片外侧或者在转子叶片中的凹槽或沟槽中伸展，所述辐射装置按照本发明的该构造方案位于转子叶片中或转子叶片上。有利的是，光波导的敷设在此没有提高雷击的危险，因为正如先前所描述的那样，光波导例如由玻璃纤维构成。光波导在此可以有利地在转子叶片内的涡流发生器(Vortexgenerator)下方伸展。
如果辐射装置从转子叶片露出来，那么可以优选地设置的是，该辐射装置流线型地造型。由此避免了以下情况：辐射装置不利地影响了转子叶片的、或者配置了辐射装置的转子叶片的空气动力学。
按照根据本发明的风力涡轮机的另一构造方案可以设置的是，将辐射装置造型成涡流发生器。由此确保了，辐射装置自身起到涡流发生器的作用，从而使得该辐射装置承担涡流发生器的功能。因此，辐射装置的功能性可以已经集成到涡流发生器中，或者可以放弃单独的涡流发生器。
配置给所述辐射装置或者与所述辐射装置相连接的光源优选地布置在转子叶片的连接的区域中。因此确保了，辐射装置和光源布置在风力涡轮机的不同位置处，但是光源的光可以例如经过光波导被传导到辐射装置处。
附图说明
下面借助实施例参照附图对本发明作进一步阐释。所述附图是示意性的示图并且示出了：
图1 根据第一实施例的、根据本发明的风力涡轮机；
图2 图1的根据本发明的风力涡轮机的细节；
图3 根据第二实施例的风力涡轮机；
图4 图3的风力涡轮机的细节；
图5 图3的风力涡轮机的细节；以及
图6 根据第四实施例的风力涡轮机的细节。
具体实施方式
图1显示了根据第一实施例的风力涡轮机1的截面图。风力涡轮机1显而易见地具有舱室2，所述舱室布置在塔架3上。转子4能够旋转地固定在舱室2处。此外，风力涡轮机1具有照明装置5，所述照明装置包括光源6和辐射装置7。
所述辐射装置7显而易见地布置在定位装置9的定位区段8处。根据该实施例，定位装置9包括能够在两个位置之间行驶的桅杆，该桅杆形成定位区段8，其中，辐射装置7布置在桅杆的顶端处。在图1中在此示出了第一位置，在该第一位置中，定位装置9驶出，辐射装置7因此处在其最高点处。
根据该实施例，在转子叶片顶端与辐射装置7之间的距离在该位置中为小于65m。为了使定位区段8以及布置在其上的辐射装置7运动，定位装置9具有未示出的执行器，该执行器被构造用于：使定位区段8沿着风力涡轮机1的高度方向运动。
光源6借助于光波导10与辐射装置7相连接。因此，由光源6所发射的光可以借助于光波导10被传导至辐射装置7并且在那里被辐射出来，以便于照亮或者标记风力涡轮机1。根据该实施例，光源6构造成发光二极管(LED)，然而当然也可以构造成另外的任一照明用具、例如构造成激光器，其被构造用于相应地将光经过光波导10耦联到辐射装置7中。
在图1中此外示出了，定位装置9借助于两个固定元件11、12布置在舱室2处。所述固定元件11、12构造成绳索牵拉装置并且将桅杆与舱室2拉紧。由此确保了：减少了定位区段8的摆动。当然，固定元件11、12使得以下情况成为可能：定位装置9或者定位区段8相对于舱室2能够运动。
图2显示了图1的风力涡轮机1的截面图，其中，定位区段8收入到舱室2中。在该位置中，辐射装置7更靠近舱室2，以使得工人可以进行在辐射装置7处的维护工作并且可以例如维修该辐射装置。此外在该位置中确保了，定位装置9或者定位区段8以及辐射装置7对于其它在风力涡轮机处完成的任务来说没有挡路。因此例如直升飞机可以在未示出的、设置在舱室2处的平台上着陆，而不存在与定位装置9碰撞的危险。
图3显示了根据第二实施例的风力涡轮机13的截面图。风力涡轮机13具有照明装置14，该照明装置又包括光源6和辐射装置7。所述辐射装置7借助于光波导10与光源6相耦联。根据第二实施例，辐射装置7布置在风力涡轮机13的转子叶片15处。在该实施例中，光波导10在转子叶片15内伸展并且将光源6与辐射装置7相连接。辐射装置7指向转子叶片15的迎风侧，其中当然同样可能的是，辐射装置7布置在背风侧的方向上。在图3中此外示出了，与辐射装置7相邻地布置了两个在转子叶片15处的涡流发生器16。
图4显示了图3的风力涡轮机13的细节，其中为了清晰起见没有画出转子叶片15。显然，光波导10在涡流发生器16下方伸展。在该实施例中，辐射装置7流线型地造型，以使得没有不利地影响转子叶片15的空气动力学。图5以旋转大约90°的视图的形式显示了图3的风力涡轮机13的另外的细节。在此显而易见的是，光波导10在涡流发生器16下方伸展。此外显而易见的是，光源7布置在两个涡流发生器16之间并且具有基本上呈半圆形的横截面。
图6显示了另一实施例，其中光源7布置在转子叶片17的叶片外侧上。光波导10在转子叶片17的表面下方、例如在转子叶片17中的凹槽或沟槽中伸展。
显然，各个实施例可以相互任意组合，只要这在技术上是有意义的。
虽然本发明详细地通过优选的实施例进行了进一步的图解和说明，但是本发明没有被所公开的示例所限制并且其它变型方案可以由专业人员在不离开本发明的保护范围的情况下由此推导出来。

Claims (18)

1.带有至少一个照明装置(5,14)的风力涡轮机(1,13)，所述照明装置具有光源(6)和辐射装置(7)，其中所述光源(6)和所述辐射装置(7)布置在所述风力涡轮机(1,13)的不同位置处，其特征在于，设置至少一个定位装置，该定位装置借助于定位区段(8)如此地与所述辐射装置(7)相耦联：使得所述辐射装置(7)通过所述定位区段(8)的运动能够在第一位置和第二位置之间运动。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，能够运动的辐射装置(7)借助于光波导(10)与所述光源(6)相连接。
3.带有至少一个照明装置(5,14)的风力涡轮机(1,13)，所述至少一个照明装置具有光源(6)和辐射装置(7)，其中，所述光源(6)和所述辐射装置(7)布置在共同的位置处，其特征在于，设置至少一个定位装置，该定位装置借助于定位区段(8)如此地与所述辐射装置(7)和所述光源(6)相耦联:使得所述辐射装置(7)和所述光源(6)通过所述定位区段(8)的运动能够在第一位置和第二位置之间运动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述定位区段(8)构造成相对于所述风力涡轮机(1,13)的舱室(2)能够运动的桅杆。
5.根据权利要求4所述的风力涡轮机，其特征在于，所述桅杆能够至少部分地收入到所述舱室(2)中。
6.根据权利要求4或5所述的风力涡轮机，其特征在于，给所述桅杆配置至少一个固定装置(11,12)、特别是绳索牵拉装置，所述至少一个固定装置将所述桅杆固定在所述舱室(2)处和/或减少所述桅杆垂直于其运动方向的振动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，给所述定位装置(9)配置多个辐射装置(7)和/或多个光源(6)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，分别带有至少一个辐射装置(7)的多个定位区段(8)如此地布置在所述风力涡轮机(1,13)处:使得在所述至少一个辐射装置(7)的高度上、不取决于所述风力涡轮机(1,13)的转子(4)的位置地能够从任一方向看见至少一个辐射装置(7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述辐射装置(7)包括至少一个光学系统、特别是棱镜和/或透镜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，给所述定位装置(9)配置至少一个避雷器。
11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其特征在于，所述避雷器在高度方向上超过所述定位区段(8)和所述辐射装置(7)地伸出。
12.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述光源(6)能够连续地或者脉冲地运行。
13.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述光源(6)能够与至少一个配置给另外的风力涡轮机(1,13)的光源(6)同步。
14.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，设置至少一个应急能量供应源，所述光源(6)能够借助于该应急能量供应源来运行。
15.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，设置一种探测装置，该探测装置被构造用于探测白天时间和/或探测是白天还是夜晚、和/或探测环境光的光强度，其中能够借助于控制装置根据环境光强度来控制所述光源(6)的光强度。
16.根据权利要求15所述的风力涡轮机，其特征在于，所述光源(6)能够以至少三种模式来控制，其中，所述光强度
- 在日光模式中为≤ 100000cd并且≥ 50000cd
- 在黄昏模式中为≤ 20000cd并且≥ 10000cd
- 在夜晚模式中为≤ 2000cd并且≥ 1000cd。
17.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述光源(6)被构造用于发射红光和/或白光和/或红外光。
18.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述风力涡轮机具有一种探测装置，所述探测装置被构造用于：探测在所述风力涡轮机的周围环境中的物体、尤其是飞行物体，其中能够根据探测结果来控制所述光源。
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