DE102006002708A1

DE102006002708A1 - Rotor einer Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102006002708A1
Application number: DE102006002708A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Bosselmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: WO2007082635A1; DE102006002708B4

Abstract

Rotor einer Windenergieanlage, umfassend eine Nabe (31), an der Nabe (31) befestigte Rotorblätter (32) und eine mindestens einem der Rotorblätter (32) zugeordnete Messeinrichtung. Die Messeinrichtung weist eine Sendeeinheit (41), mittels welcher Strahlung in Längsrichtung des mindestens einen Rotorblattes (32) aussendbar ist, mindestens ein am oder im mindestens einen Rotorblatt (32) befestigtes, von der Sendeeinheit (41) beabstandetes Reflexionsmittel (44) und eine Empfangseinheit (42) auf. Die Strahlung ist dabei, ausgehend von der Sendeeinheit (41), einem Strahlengang (S) folgend, vom mindestens einen Reflexionsmittel (44) zur Empfangseinheit (42) reflektierbar. Bei einer Verformung des Rotorblattes (32) wird der Strahlengang (S) verändert. Hierbei ist mitels der Empfangseinheit (42) die Veränderung des Strahlengangs (S) detektierbar und ein Messwert daraus ableitbar. Weiter ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die Mittel zur Bestimmung der Verformung des Rotorblattes (32) aus dem Messwert enthält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor einer Windenergieanlage mit einer Nabe, an der Nabe befestigten Rotorblättern und einer mindestens einem der Rotorblätter zugeordneten Messeinrichtung. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Windenergieanlage mit einem solchen Rotor. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorblatteigenverformung des Rotors. Ein entsprechender Rotor und eine entsprechende Windenergieanlage gehen aus der DE 102 19 664 A1 hervor.

Moderne Windenergieanlagen bestehend aus einem Turm und einer auf dem Turm drehbar gelagerten Gondel mit einem Rotor. Solche Windkraftanlagen haben heutzutage Rotordurchmesser von bis zu 130 m. Ein hoher Wirkungsgrad, eine minimale Schallemission, ein geringer Materialeinsatz und eine hohe Lebensdauer sind die Kriterien für die Konzipierung und Optimierung von solchen Rotoren. Die Anzahl der Rotorblätter ist für den energetischen Wirkungsgrad einer Windkraftanlage unbedeutend. Je weniger Blätter eingesetzt werden, desto höher ist die Drehzahl der Anlage, um in gleicher Zeit die gleiche Fläche nutzen zu können. Zur Rotorachse hin sind die Rotorblätter meist als Holmverbindung ohne aktive Fläche konstruiert, da das Verhältnis zwischen Nutzen (in Bezug auf den Hebelarm und die Strömungsfläche) und Konstruktionsaufwand deutlich ungünstiger wird. Moderne Rotorblatter werden in der Regel aus glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (GFK bzw. CFK) gefertigt.

Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten kann die maximal zulässige Auslenkung der Rotorblätter überstiegen werden, was zu einer Schädigung oder gar zu einem Bruch führen kann. Im Extremfall stößt ein übermäßig ausgelenktes Rotorblatt gegen den Turm der Windkraftanlage mit teilweise dramatischen Konsequenzen.

Hierbei kann nicht nur die Windenergieanlage, sondern auch Anlagen und Einrichtungen im Umfeld zerstört werden.

Während Komponenten innerhalb der Gondel vergleichsweise einfach zu überwachen sind, gestaltet sich das Überwachen der Rotorblätter relativ problematisch. Entsprechende Sensoren müssen an schwierig zu erreichenden Stellen innerhalb der Blattkonstruktion installiert und mittels einer Drehkupplung oder per Funk ausgelesen werden.

In der Offenlegungsschrift DE 102 19 664 A1 ist eine Anordnung zur Messung der Durchbiegung eines Rotorblatts auf optischem Wege mittels faseroptischer Dehnungssensoren, insbesondere Faser-Bragg-Gitter-Sensoren, angegeben. Dabei wird ein Netzwerk von Sensorfasern in die Tragstruktur des Rotorblatts eingebettet und aus den lokalen Dehnungen auf die gesamte Dehnungsverteilung und damit auf die Durchbiegung des Rotorblatts geschlossen.

In der Patenschrift DE 102 59 680 B4 ist eine Vorrichtung angegeben, mit der die Durchbiegung eines Rotorblattes auf elektrischem Wege erfasst werden kann. Es wird dabei ausgenutzt, dass eine Durchbiegung des Rotorblatts stets mit einer Streckung der Tragstruktur verbunden ist und mindestens ein innerhalb des Rotorblattes in geeigneter Weise verlegter elektrischer Leiter ebenfalls eine Streckung erfährt, die zu einer Änderung des elektrischen Widerstands des Leiters führt. Da diese Widerstandsänderung proportional zur Streckung des Leiters ist, verläuft sie somit auch proportional zur Durchbiegung des Rotorblatts. Mit der Messung des Leiterwiderstandes kann also das Rotorblatt überwacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, alternativ zum Stand der Technik einen Rotor, eine Windenergieanlage und ein Verfahren anzugeben, welche die Bestimmung der Durchbiegung des Rotorblattes auf einfachem und kostengünstigem Wege ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Rotor entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Rotor handelt es sich um einen Rotor einer Windenergieanlage umfassend eine Nabe, an der Nabe befestigte Rotorblätter und eine mindestens einem der Rotorblätter zugeordnete Messeinrichtung.

Der Rotor ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung folgende Teile aufweist, nämlich

a) eine Sendeeinheit, mittels welcher Strahlung in Längsrichtung des mindestens einen Rotorblattes aussendbar ist,
b) mindestens ein am oder im mindestens einen Rotorblatt befestigtes, von der Sendeeinheit beabstandetes Reflektionsmittel, und
c) eine Empfangseinheit, wobei
d) die Strahlung ausgehend von der Sendeeinheit einem Strahlengang folgend vom mindestens einen Reflektionsmittel zur Empfangseinheit reflektierbar ist,
e) der Strahlengang bei einer Verformung des Rotorblattes verändert wird,
f) mittels der Empfangseinheit die Veränderung des Strahlengangs detektierbar und ein Messwert daraus ableitbar ist, und
g) eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die Mittel zur Bestimmung der Verformung des Rotorblattes aus dem Messwert enthält.

Indem das mindestens eine Reflektionsmittel am oder im Rotorblatt befestigt wird und der Strahlengang maßgeblich durch das mindestens eine Reflektionsmittel bestimmt und empfindlich beeinflusst wird, driftet bei einer Positionsänderung des mindestens einen Reflektionsmittels relativ zur Sende- und/oder Empfangseinheit, wie sie bei einer Verformung des Rotorblattes auftritt, der Strahlengang. Mit der Erfassung Drift mittels der Empfangseinheit kann auf einfach zu realisierendem Wege auf die Biegung des Rotorblattes selbst und auch auf das Ausmaß der Verformung geschlossen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Rotors gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.

Günstig ist es insbesondere, wenn mittels der Sendeeinheit die Strahlung gepulst aussendbar ist. Somit wird die Lebensdauer der Quelle bedeutend verlängert.

Günstig ist weiter, wenn mittels der Sendeeinheit optische Strahlung aussendbar ist. Hierbei ist eine besonders einfache Justage des Strahlenganges möglich.

Es ist von Vorteil, wenn mittels der Sendeeinheit kollimierte Strahlung aussendbar ist. Dabei ist gewährleistet, dass genügend Strahlungsintensität für die Detektion vorhanden ist.

Weiter ist von Vorteil, wenn die Sendeeinheit Mittel zum erzeugen kohärenter Strahlung, insbesondere mindestens einen Laser, umfasst. Mittels der von insbesondere einem Laser gelieferten Strahlungsintensität, könne von der Strahlung die größten möglichen Abstände zwischen der Sende- und/oder der Empfangseinheit und dem mindestens einen Reflektionsmittel ohne Intensitätseinbußen an der Empfangseinheit zuverlässig überwunden werden.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Sendeeinheit mindestens eine Leuchtdiode, insbesondere Laserdioden, umfasst. Leuchtdioden sind leicht installierbar, wartungsarm und in der Regel energiesparend. Zudem sind sie leicht beziehbar und kostengünstig.

Insbesondere kann das mindestens eine Reflektionsmittel ein Tripelprisma aufweisen. Mit dem Einsatz eines Tripelprismas sind die Anforderungen an die Strahlengangausrichtung bezüg lich des Tripelprismas und an den Prismenwinkel selbst niedrig. Solange der Einfallswinkel der Strahlung im Aperturwinkel des Prismas liegt, wird diese parallel zurückreflektiert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn man die Abmessungen des Rotorblatts und den zur Verfügung stehenden Raum für die Montage berücksichtigt. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit können dabei möglichst kompakt nebeneinander, insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse, ausgestaltet werden.

Günstig ist auch, wenn die Empfangseinheit mindestens eine Zeilenkamera umfasst. Mittels einer Zeilenkamera lässt sich besonders einfach und kostengünstig die Drift des Strahlenganges entlang einer Linie verfolgen.

Insbesondere ist es auch vorteilhaft, wenn die Empfangseinheit eine zweidimensionale Detektormatrix umfasst. Hierbei muss die Ausrichtung der Detektormatrix nicht an eine Verformungsrichtung angepasst werden, wie beispielsweise bei einer Zeilenkamera. Es können Verformungen mit unterschiedlichen Verformungsrichtungen ohne Abpassung der zweidimensionalen Detektormatrix detektiert werden.

Insbesondere können/kann die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit in der Nabe angeordnet sein. Dies erleichtert vor allem die Erreichbarkeit für eine Wartung. Die Energieversorgung kann dabei beispielsweise über Schleifringkontakte aus dem Bereich der Gondel erfolgen. Ebenfalls vorteilhaft kann die Auswerteeinheit in der drehbaren Nabe angeordnet sein, um die Signalwege zwischen der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit möglichst kurz zu halten.

Es ist vorteilhaft, wenn das mindestens eine Rotorblatt eine Außenwand aufweist und das Reflektionsmittel innerhalb des Rotorblattes an der Außenwand angeordnet ist. Es ist auch günstig, wenn das mindestens eine Rotorblatt einen Mittelsteg zur mechanischen Stabilisierung des Rotorblattes aufweist und das Reflektionsmittel innerhalb des Rotorblattes am Mittelsteg angeordnet ist. Da sich die Messanordnung damit im Inne ren des Rotorblatts befindet, ist sie insgesamt vor äußeren Witterungseinflüssen geschützt. Staub oder Kondensbildung kann beispielsweise mit einem Druckluftschlauch, der bis kurz vor das Reflektionsmittel geführt wird, weggeblasen werden.

Zur Lösung der Aufgabe wird zudem eine Windenergieanlage mit dem Rotor gemäß der Erfindung angegeben.

Zur weiteren Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorblatteigenverformung des Rotors angegeben. Dabei wird mittels der Auswerteeinrichtung die Verformung des Rotorblattes bei vertikaler Stellung des Rotorblattes, wobei die Längsachse des Rotorblattes im wesentlichen parallel zur Richtung der Schwerebeschleunigung ausgerichtet wird, mit der Verformung des Rotorblattes bei waagrechter Stellung des Rotorblattes, wobei die Längsachse des Rotorblattes im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Schwerebeschleunigung ausgerichtet wird, verglichen.

Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Aspekte sind schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigen die
1 eine Windenergieanlage mit einer schematisch dargestellten Messeinrichtung,
2 in Seitenansicht einen Teil des Rotors der Windenergieanlage mit der Messeinrichtung in belastungsfreiem Zustand des zugeordneten Rotorblattes,
3 den Teil des Rotors aus 2 in belastetem Zustand, und
4 den Teil des Rotors aus 2 in extrem belastetem Zustand.
Einander entsprechende Teile sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Windenergieanlage 10 mit einem erfindungsgemäßen Rotor 13 schematisch dargestellt. Die Windenergieanlage 10 weist einen Turm 11 und eine auf dem Turm 11 drehbar gelagerte Gondel 12 auf. Die Drehachse der Gondel 12 fällt in der Regel mit der Längsachse des Turmes 11 zusammen. An der Gondel 12 ist ein drehbar gelagerter Rotor 13 über eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Rotorwelle 33 mit der Gondel 12 verbunden. Die Rotationsenergie des Rotors 13 wird dabei über die Rotorwelle 33 an einen innerhalb der Gondel 12 angeordneten Generator zur Energieerzeugung weitergeleitet. Vorzugsweise ist zwischen Rotor 13 und Generator ein Getriebe angeordnet, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 13 an einen optimalen Generatorbetrieb anpassen zu können. Der Übersicht halber sind das Getriebe und der Generator in 1 nicht dargestellt. Der Rotor 13 selbst weist eine Nabe 31 und zwei oder mehr an der Nabe 31 befestigten Rotorblätter 32 und eine einem von beiden Rotorblättern 32 zugeordnete Messeinrichtung auf. Schematisch angedeutet sind innerhalb der Nabe 31 eine Sendeeinheit 41 zum Aussenden von Strahlung in Längsrichtung des Rotorblattes 32, eine Empfangseinheit 42 zum Detektieren von Strahlung und eine Auswerteeinrichtung 40, die aus den von der Empfangseinheit 42 erzeugten Messwerten den Verformungszustand des Rotorblattes 32 bestimmt. Innerhalb des Rotorblatts 32 ist schematisch angedeutet ein Reflektionsmittel 44 an der Rotorblattaußenwand 32A angeordnet, welches die von der Sendeeinheit 41 herkommende Strahlung zur Empfangseinheit 42 umlenkt. Die Sendeeinheit 41, Empfangseinheit 42 und Auswerteeinrichtung 40 werden von einem vorzugsweise in der Gondel 12 angeordneten Versorgungsmittel 43 mit Energie versorgt. Da sich die Nabe 31 relativ zur Gondel 12 dreht, kann die Energieversorgung vorzugsweise über Schleifringkontakte erfolgen (nicht dargestellt).
In den 1 bis 4 ist jeweils ein Koordinatensystem 80 mit einer x-, y- und z-Achse zur besseren Übersicht zugeordnet. Das in den Figuren schematisch abgebildete Rotorblatt 32 mit der zugeordneten Messeinrichtung, welche die Sendeeinheit 41, das Reflektionsmittel 44 und die Empfangseinheit 42 umfasst, kann in der Regel in alle Richtungen verformt werden. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung ist vor allem für Verformungen in x- und y-Richtung vorgesehen. Der Einfachheit halber wird in den dargestellten Ausführungsbeispielen von einer Verformung insbesondere durch Windkrafteinwirkung in x-Richtung ausgegangen.
In 2 ist in Seitenansicht ein Teil des erfindungsgemäßen Rotors 13 der Windenergieanlage 10 mit der Messeinrichtung schematisch dargestellt. Das Rotorblatt 32 ist dabei in einem mechanisch belastungsfreien Zustand. In der Nabe 31, beispielsweise nahe der Rotorblattwurzel 32W des Rotorblattes 32, sind die Sendeeinheit 41 und die Empfangseinheit 42 angeordnet. Vorzugsweise sind die Sendeeinheit 41 und die Empfangseinheit 42 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Sendeeinheit 41 sendet Strahlung, insbesondere im optischen Spektralbereich, aus, und zwar vorzugsweise kollimiert in Richtung des Reflektionsmittels 44. Das Reflektionsmittel 44 ist hierbei an der Außenwand 32A oder, wenn vorhanden, am Mittelsteg 32M des Rotorblattes 32 angeordnet. Es sind aber auch andere geeignete Befestigungsorte im oder am Rotorblatt 32 denkbar. Umfasst die Sendeeinheit 41 eine inkohärente Strahlung abgebende Strahlungsquelle, wie beispielsweise eine handelsübliche Leuchtdiode, ein Glühfaden- oder eine Druckgaslampe, ist es vorteilhaft, die abgegebene Strahlung mittels entsprechender optischer Bauelemente, wie Linsen, Spalte, Blenden u.s.w., zu kollimieren. Verwendet man als Strahlungsquelle jedoch insbesondere einen Laser, welcher als Mittel zur Erzeugung kohärenter Strahlung in der Regel eine intensive und kohärente Strahlung erzeugt, kann auf genannte optische Bauelemente im Wesentlichen verzichtet werden. Hierzu sind beispielsweise kompakte Diodenlaser besonders gut geeignet. Als besonders energiesparend erweist sich, die Strahlungsquelle, insbesondere den Laser, gepulst zu betreiben.
Die von der Sendeeinheit 41 ausgesandte Strahlung wird vom Reflektionsmittel 44, insbesondere einem Tripelprisma, zur Empfangseinheit 42 reflektiert. Der Weg der Strahlung von der Sendeeinheit 41 über das Reflektionsmittel 44 zur Empfangseinheit 42 definiert den Strahlengang S mit den beiden Teilstrahlen A und B. In den 2 bis 4 ist weiter dargestellt jeweils eine Vergrößerung I der Sendeeinheit 41 und der Empfangseinheit 42 in einer Sicht von unten auf beide Einheiten 41, 42. Hierbei ist schematisch der Austrittspunkt AP des Teilstrahles A und der Auftreffpunkt BP des Teilstrahles B aufgetragen (vgl. 2 und 3). Die Vergrößerung I zeigt zudem, dass die Empfangseinheit 42 eine zweidimensionale Detektormatrix mit einzelnen Detektorfeldern 421, denen insbesondere jeweils ein einzelner Detektor zugewiesen ist, aufweist. Diese Detektorfelder 421 sind derart ausgestaltet, dass sie unabhängig voneinander Strahlung detektieren können. Der Auftreffpunkt BP des Teilstrahls B ist in 2 beispielhaft am linken Rand der Detektormatrix 42.
3 zeigt das erfindungsgemäße Rotorblatt 32 unter mechanischer Belastung. Der Einfachheit halber wird lediglich von einer Windkraft in x-Richtung ausgegangen, welcher das Rotorblatt 32 ausgesetzt ist. Zur Illustration sind dem Wind zugeordnete Pfeile 7 in x-Richtung eingezeichnet. Das Rotorblatt 32 ist durch die Windkraft in x-Richtung verformt. Dadurch ist das Reflektionsmittel 44, insbesondere das Tripelprisma, relativ zur Sendeeinheit 41 und zur Empfangseinheit 42 ebenfall in x-Richtung versetzt und um einen geringen Winkel verdreht. Ist das Reflektionsmittel 44 als Tripelprisma ausgestaltet, wie es in den 1 bis 4 schematisch dargestellt ist, wird der Teilstrahl B trotz Verdrehung des Tripelprismas 44 stets parallel zum von der Sendeeinheit 41 herkommenden Teilstrahl A in Richtung Empfangseinheit 42 reflektiert. Dies gilt immer dann, wenn der Teilstrahl A in einem vom Aperturwinkel bestimmten Winkelbereich des Tripelprismas 44 auf dieses trifft. Durch den Versatz des Prismas 44 in x-Richtung ist der Auftreffpunkt BP des Teilstrahls B auf die zweidimensionale Detektormatrix der Empfangseinheit 42 von links (vgl. 2) nach rechts „gerückt". In 3 ist er beispielhaft am rechten Rand der Detektormatrix 42 eingezeichnet. Im Fall einer eindimensionalen Bewegung des Auftreffpunktes BP bzw. des Tripelprismas 44 ist es auch denkbar, anstelle einer zweidimensionalen Detektormatrix 42 eine im Vergleich dazu günstigere Zeilenkamera einzusetzen.
Die von der Empfangseinheit 42 erzeugten Messwerte werden zur Auswertung an die Auswerteeinrichtung 40 übermittelt. Mit der Auswerteeinrichtung 40, welche Mittel zur Bestimmung der relativen Positionsänderung enthält, wird beispielsweise aus der relativen Positionsänderung des Auftreffpunktes BP, die zugleich auch als Veränderung des Strahlenganges S zu verstehen ist, ein Messwert für die relative Positionsänderung bestimmt. Bei bekannter Position des Reflektionsmittels 44 längs des Rotorblattes 32 wird dieser Messwert mittels Mitteln zur Bestimmung der Verformung mit zuvor aufgenommenen in Tabellenform vorliegenden Eichwerten verglichen und hieraus die Verformung bzw. das Ausmaß der Verformung des Rotorblattes 32 bestimmt. Die Auswerteeinrichtung 40 ist dabei vorzugsweise über eine elektrische Leitung mit der Empfangseinheit 42 verbunden. Es ist aber auch denkbar, die Detektormesswerte drahtlos per Funk an die Auswerteeinrichtung 40 zu übermitteln. Die von der Auswerteeinrichtung 40 bestimmten Verformungswerte können weiter an eine Warte übermittelt werden, mit welcher die Windenergieanlage 10 während des Betriebes überwacht wird.
4 zeigt das erfindungsgemäße Rotorblatt 32 unter extremer mechanischer Belastung mit kritischer Durchbiegung, bei welcher ein Rotorblattbruch oder auch ein Berühren des Mastes 11 durch das extrem durchgebogene Rotorblatt 32 auftreten kann. Der von der Sendeeinheit 41 ausgehende Teilstrahl A trifft dabei je nach Anordnung der Sendeeinheit 41 relativ zum Rotorblatt 32 und je nach Ausführung des Rotorblattes 32 die Außenwand 32A des Rotorblattes 32 (vgl. 4) oder auch den gegebenenfalls vorhandenen Mittelsteg 32M. Das Reflektionsmittel 44 kann aber auch derart angeordnet sein, dass der reflektierte Teilstrahl B von der Außenwand 32A oder dem gegebenenfalls vorhandenen Mittelsteg 32M „abgeschattet" wird. Der Teilstrahl A erreicht folglich in beiden Fällen das an geeigneter Stelle angebrachte Reflektionsmittel 44 nicht, sodass die Empfangseinheit 42 keine Strahlung empfängt. Somit kann von der Auswerteeinrichtung 40 ein entsprechender kritischer Verformungswert an die warte oder eine Steuereinheit übermittelt werden, sodass eine angemessene Schutzmaßnahme, wie beispielsweise die Abschaltung der Windenergieanlage 10, eingeleitet werden kann.
Soll lediglich nur die kritische Verformung bestimmt werden, reicht es, wenn die Empfangseinheit 42, die in diesem Falle lediglich als insbesondere lichtempfindlicher Detektor ohne Ortsauflösung ausgeführt zu sein braucht, am Reflektionsmittel 44 reflektierte Strahlung nachweisen kann. Das Reflektionsmittel 44 kann hierbei beispielsweise ein lichtstreuender Folien- oder Kunststoffreflektor sein, wie er auf reflektierenden Sicherheitswesten oder auch auf Straßenschildern Verwendung findet. Trifft der Teilstrahl A ein solches streuendes Reflektionsmittel 44, kann die Empfangseinheit 42 zumindest einen Teil der gestreuten Strahlung detektieren und einen entsprechenden Messwert an die Auswerteeinrichtung 40 übermitteln. Bleibt die Streustrahlung aufgrund einer kritischen Verformung des Rotorblattes 32 aus, wird von der Empfangseinheit 42 keine Strahlung detektiert. Dies kann dann von der Auswerteeinrichtung 40 einem kritischen Verformungswert zugeordnet werden, sodass eine entsprechende Schutzmaßnahme eingeleitet werden kann.

Claims

Rotor einer Windenergieanlage (10) umfassend eine Nabe (31), an der Nabe (31) befestigte Rotorblätter (32) und eine mindestens einem der Rotorblätter (32) zugeordnete Messeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung folgende Teile aufweist, nämlich a) eine Sendeeinheit (41), mittels welcher Strahlung in Längsrichtung des mindestens einen Rotorblattes (32) aussendbar ist, b) mindestens ein am oder im mindestens einen Rotorblatt (32) befestigtes, von der Sendeeinheit (41) beabstandetes Reflektionsmittel (44), und c) eine Empfangseinheit (42), wobei d) die Strahlung ausgehend von der Sendeeinheit (41) einem Strahlengang (S) folgend vom mindestens einen Reflektionsmittel (44) zur Empfangseinheit (42) reflektierbar ist, e) der Strahlengang (S) bei einer Verformung des Rotorblattes (32) verändert wird, f) mittels der Empfangseinheit (42) die Veränderung des Strahlengangs (S) detektierbar und ein Messwert daraus ableitbar ist, und g) eine Auswerteeinrichtung (40) vorgesehen ist, die Mittel zur Bestimmung der Verformung des Rotorblattes (32) aus dem Messwert enthält.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sendeeinheit (41) die Strahlung gepulst aussendbar ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sendeeinheit (41) optische Strahlung aussendbar ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sendeeinheit (41) kollimierte Strahlung aussendbar ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (41) Mittel zum erzeugen kohärenter Strahlung, insbesondere mindestens einen Laser, umfasst.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (41) mindestens eine Leuchtdiode umfasst.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reflektionsmittel (44) ein Tripelprisma aufweist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (42) mindestens eine Zeilenkamera umfasst.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (42) eine zweidimensionale Detektormatrix umfasst.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (41) und/oder die Empfangseinheit (42) in der Nabe (31) angeordnet sind/ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rotorblatt (32) eine Außenwand (32A) aufweist und das Reflektionsmittel (44) innerhalb des Rotorblattes (32) an der Außenwand (32A) angeordnet ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rotorblatt (32) ei nen Mittelsteg (32M) zur mechanischen Stabilisierung des Rotorblattes (32) aufweist und das Reflektionsmittel (44) innerhalb des Rotorblattes (32) am Mittelsteg (32M) angeordnet ist.
Windenergieanlage mit dem Rotor (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Bestimmung der Rotorblatteigenverformung des Rotors (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mittels der Auswerteeinrichtung (40) die Verformung des Rotorblattes (32) bei vertikaler Stellung des Rotorblattes (32), wobei die Längsachse des Rotorblattes (32) im wesentlichen parallel zur Richtung der Schwerebeschleunigung ausgerichtet wird, mit der Verformung des Rotorblattes (32) bei waagrechter Stellung des Rotorblattes (32), wobei die Längsachse des Rotorblattes (32) im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Schwerebeschleunigung ausgerichtet wird, verglichen wird.