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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem
von Wind antreibbaren Rotor mit zumindest einem Rotorblatt, mit
einem Generator zur Umwandlung der mechanischen Energie des Rotors
in elektrische Energie, und mit einem Rotorkopf mit Nabe, mit dem
das mindestens eine Rotorblatt verbunden ist.
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Insbesondere
bei Windenergieanlagen mit Horizontalachsenrotoren ist bekannt,
dass in den Bereich der rotierenden Rotorblätter häufig
fliegende Tiere, beispielsweise Fledermäuse, eindringen,
mit den Rotorblättern kollidieren und dabei getötet
werden. Um dies zu verhindern, existieren in Gebieten, in denen
viele Fledermausflüge zu erwarten sind, für den
Betrieb von Windenergieanlagen zum Teil bereits behördliche
Auflagen. Beispielsweise müssen die Windenergieanlagen
in einzelnen Gebieten zu den Zeiten, insbesondere nachts, in denen
hauptsächlich Fledermausflüge zu erwarten sind,
vollständig abgeschaltet werden, so dass eine gefährdende Rotation
der Rotorblätter der Windenergieanlage vermieden wird.
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Ein
Abschalten der Windenergieanlage über lange Zeiträume,
wie etwa zu Nachtzeiten, führt naturgemäß zu
erheblichen, kostenintensiven Ausfallzeiten, in denen die Anlagen
keine Energie erzeugen können. Die betriebswirtschaftlichen
Auswirkungen sind evident. Mittlerweile werden im Einzelfall behördliche
Genehmigungen für das Aufstellen von Windenergieanlagen
in bestimmten Gebieten sogar vollständig verweigert, in
denen mit besonders viel Fledermausflügen zu rechnen ist,
obgleich diese Gebiete ansonsten für Windenergieanlagen
geeignet wären.
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Um
fliegende Tiere, wie Fledermäuse oder auch Vögel,
vor der Kollision mit Windenergieanlagen zu schützen, hat
die Anmelderin in der
DE
10 2005 046 860 unter anderem vorgeschlagen, das Umfeld
der Windenergieanlagen mit einer Detektionseinrichtung zu überwachen
und nach dem Eindringen von Tieren in den überwachten Bereich
die Windenergieanlage zunächst abzuschalten und anschließend
wieder anzuschalten, sobald die Tiere den überwachten Bereich
wieder verlassen haben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Windenergieanlage anzugeben,
mit der es besonders gut möglich ist, die oben beschriebenen
Kollisionen mit fliegenden Tieren zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Windenergieanlage mit den
Merkmalen des Anspruches 1.
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Danach
ist der Windenergieanlage eine Detektionseinrichtung zur Überwachung
des räumlichen Umfelds der Windenergieanlage zugeordnet,
die derart ausgebildet ist, dass bei einem Eindringen eines Flugobjekts
bestimmter Art in den überwachten Bereich – insbesondere
eines fliegenden Tieres wie etwa einer Fledermaus – durch
die Detektionseinrichtung ein Signal erzeugbar ist, wobei die Detektionseinrichtung
mindestens einen Sender und/oder einen Empfänger aufweist
zum Aussenden bzw. Empfangen elektromagnetischer Wellen oder Schallwellen
und wobei der Sender und/oder der Empfänger an dem Rotorkopf
angeordnet ist, insbesondere an dessen windzugewandtem Ende, besonders
bevorzugt an einem die Nabe des Rotors wenigstens in Windrichtung
verdeckenden Spinner.
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Diese
besondere Anordnung des Senders und/oder des Empfängers
an dem Rotorkopf ermöglicht es, den zu überwachenden
Bereich vor der Windenergieanlage besonders gut abzudecken. Die direkte
"Sicht" des Empfängers/Senders an einer zentralen Position
des zu überwachenden Bereichs, nämlich im Zentralbereich
des Rotors, am Rotorkopf, ist besonders geeignet, um den Raum vor
der durch die Rotorblätter überstrichenen Fläche
auf das Eindringen von fliegenden Tieren zu überwachen.
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Gegenüber
beispielsweise fest am Boden installierten Sensoren besteht unter
anderem der erhebliche Vorteil, dass während des Betriebs
der Windenergieanlage die Position des Senders und/oder Empfängers
bedingt durch die Drehung des Rotorkopfes um die Drehachse des Rotors – Rotordrehachse – kontinuierlich
verändert wird. Die Positionsveränderungen des
Senders und/oder Empfängers führen zwangsläufig
dazu, dass mit dem Sender und/oder Empfänger ein größerer
räumlicher Bereich vor der Windenergieanlage erfasst bzw. überwacht werden
kann. Dies gilt insbesondere bei gegenüber der Rotordrehachse
außermittiger Installation des Senders und/oder Empfängers.
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Grundsätzlich
ist denkbar, den Sender und/oder Empfänger selbst darüber
hinaus zusätzlich mittels einer geeigneten Positioniereinrichtung
im Raum zu bewegen, insbesondere zu drehen. Die Positioniereinrichtung
bewegt den Sender und/oder Empfänger in diesem Fall relativ
zum Rotorkopf. Der durch die Rotorrotation bedingten Drehung des
Senders und/oder Empfängers wird demnach eine geeignete,
durch die Positioniereinrichtung bewirkte Bewegung überlagert.
Diese Maßnahme würde den theoretisch von dem Sender
und/oder Empfänger überwachbaren Bereich nochmals
vergrößern.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sind der Sender und der Empfänger als Radarsender bzw.
Radarempfänger ausgebildet. Entsprechend senden sie bzw.
empfangen sie – in im Stand der Technik bekannter Weise – geeignete
elektromagnetische Wellen, nämlich Radarwellen, um so in
den überwachten Bereich eindringende, fliegende Tiere detektieren
zu können. Alternativ können beispielsweise auch
Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger eingesetzt
werden.
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Der
Sender und der Empfänger, insbesondere der Radarsender
und der Radarempfänger, bilden bevorzugt eine Baueinheit.
Besonders bevorzugt weisen sie ein gemeinsames Gehäuse
auf. Die entsprechende Baueinheit aus Radarsender und Radarempfänger
mit ggf. geeigneter Steuerungselektronik wird im Folgenden als Radarsensor
bezeichnet. Der Radarsensor ist dabei Teil der als Radareinrichtung ausgebildeten
Detektionseinrichtung.
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In
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der Sender und/oder der Empfänger oder die Sender-/Empfänger-Baueinheit entlang
der Drehachse des Rotors bzw. Rotorkopfes angeordnet. Üblicherweise,
aber nicht zwingend, wird der Sender und/oder der Empfänger
oder die Sender-/Empfänger-Baueinheit dabei zentral an
der Spinnerspitze bzw. Spinnernase angeordnet sein, nämlich
dort, wo die Drehachse die Spinnerspitze bzw. Spinnernase durchtritt.
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Mehrere
dieser Sender-/Empfänger-Baueinheiten können über
den Rotorkopf, vorzugsweise über den die Nabe mindestens
teilweise verdeckenden Spinner, verteilt und jeweils zueinander
beabstandet angeordnet sein. Die Sender-/Empfänger-Baueinheiten
sind dabei bevorzugt so an dem Rotorkopf angeordnet, dass sie jeweils
einen nahezu identischen Abstand zur Rotationsachse des Rotorkopfes
aufweisen, mithin koaxial zur Drehachse positioniert sind.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Sender
und/oder der Empfänger, insbesondere die Sender-/Empfänger-Baueinheit, mit
Abstand zu der Drehachse des Rotorkopfes angeordnet.
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Die
Sender-/Empfänger-Baueinheiten können darüber
hinaus vorteilhafterweise in einer gemeinsamen, senkrecht zur Rotordrehachse
ausgerichteten Rotationsebene angeordnet sein. Besonders bevorzugt
sind sie in dieser Ebene auf einer Kreisbahn äquidistant
zueinander angeordnet.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist der Sender und/oder
der Empfänger, insbesondere die Sender-/Empfänger-Baueinheit,
derart ausgebildet und/oder relativ zur Rotordrehachse positioniert, dass
eine oder die Hauptsenderichtung und/oder eine oder die Hauptempfangsrichtung – im
Folgenden vereinfacht als "Hauptblickrichtung" bezeichnet – des
Senders bzw. Empfängers bzw. der Sender-/Empfänger-Baueinheit
schräg – d. h. nicht parallel – zur Rotordrehachse
verläuft. Anders ausgedrückt ist der Winkel zwischen
Hauptblickrichtung einerseits und der Ebene, in der sich der Rotor
dreht, andererseits ungleich 90°. Indem eine Hauptblickrichtung
schräg zur Rotordrehachse verläuft, wird ebenfalls
in besonderer Weise erreicht, dass ein großer Raumbereich
vor der Windenergieanlage erfasst bzw. überwacht werden
kann.
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Unter
einer "Hauptblickrichtung" wird hierbei eine Richtung verstanden,
in der der Sender und/oder der Empfänger besonders gut
bzw. mit besonders großer Leistung sendet oder empfängt.
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Zu
dem oben genannten Zweck können insbesondere die jeweiligen
Gehäuse des Senders und/oder Empfängers und/oder
der Sender-/Empfänger-Baueinheit so an dem Rotorkopf angeordnet
werden, dass sich der gewünschte schräge Verlauf
der Hauptblickrichtung zur Rotordrehachse ergibt. Insbesondere kann
dabei die Mittelachse des Öffnungswinkels des Senders und/oder
des Empfängers und/oder der Sender-/Empfänger-Baueinheit
schräg zur Rotordrehachse verlaufen. Die Hauptblickrichtung
wird naturgemäß neben der jeweiligen Gehäuseausrichtung
insbesondere von der entsprechenden Sende bzw. Empfangscharakteristik
der dem Sender bzw. Empfänger zugeordneten Antenne beeinflusst
oder vorgegeben.
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Die
vorgenannte, schräg verlaufende Hauptblickrichtung ist
vor allem (aber nicht ausschließlich) vorteilhaft, wenn
der Sender und/oder der Empfänger, insbesondere die Sender-/Empfänger-Baueinheit,
unmittelbar zentral an der Spinnerspitze bzw. der Spinnernase angeordnet
ist, vorzugsweise in diese Spitze oder Nase eingelassen ist.
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Was
den Radarsensor betrifft, so ist er bevorzugt derart zur Rotordrehachse
ausgerichtet, dass der Öffnungswinkel des Radarsensors
während der Rotation des Rotorkopfes einen Raumwinkel – insbesondere
lückenlos – überstreicht, der größer
ist als der Öffnungswinkel selbst. Beispielsweise gelingt dies
durch eine Ausrichtung des Radarsensors, bei der sich einerseits
die Mittelachse des Öffnungswinkels des Radarsensors bzw.
die Mittelachsenebene und die Drehachse schneiden und bei der andererseits
der Winkel, den die Mittelachse bzw. Mittelachsenebene des Öffnungswinkels
mit der Rotordrehachse einschließt, größer
ist als 0°, aber nicht größer ist als
die Hälfte des Öffnungswinkels.
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Was
den Spinner des Rotors betrifft, so ist er bevorzugt in üblicher
Weise symmetrisch zur Rotordrehachse ausgebildet und ausgerichtet.
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Eine
Windenergieanlage mit erfindungsgemäßer Detektoreinrichtung
kann folgendermaßen betrieben werden:
Sobald ein Flugobjekt
bzw. ein fliegendes Tier in den überwachten Bereich eindringt,
wird dieses von der Detektionseinrichtung erkannt, die ein entsprechendes
Signal erzeugt. Die Windenergieanlage weist bevorzugt eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung
auf, über die abhängig von dem durch die Detektionseinrichtung
erzeugten Signal zumindest ein Betriebsparameter der Windenergieanlage,
wie etwa der Windanstellwinkel des Rotorblatts, einstellbar ist.
Das Signal der Detektionseinrichtung ist Grundlage für
den weiteren Ablauf des Betriebs bzw. der Regelung der Windenergieanlage.
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Als
einstellbare Betriebsparameter der Windenergieanlage werden im Rahmen
dieser Anmeldung sämtliche denkbaren Parameter verstanden, die
bei einer Windenergieanlage eingestellt werden können,
wie etwa der jeweilige Windanstellwinkel der Rotorblätter,
die Parameter von Bremsleistungen bzw. Bremsvorgängen,
die Leistungsabgabe der Windenergieanlage, bestimmte Betriebszustände wie
Ein- und Ausschaltzustände und dergleichen sowie einstellbare
Parameter von der Windenergieanlage direkt oder indirekt zuge ordneten
Einrichtungen, wie etwa Signalquellen zum Fernhalten von Tieren oder
dergleichen.
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Abhängig
von der Anzahl insbesondere pro Zeiteinheit detektierter Flugobjekte
und/oder abhängig von der Signalcharakteristik des jeweils
erzeugten Signals kann die Rotation des Rotorblattes der Windenergieanlage,
zumindest für eine vorbestimmte Zeitdauer wenigstens weitgehend,
vorzugsweise vollständig, unterbunden oder zumindest die
Rotationsfrequenz des Rotorbiattes reduziert werden. Dies geschieht
insbesondere, indem der Windanstellwinkel des Rotorbiattes entsprechend
eingestellt wird und/oder indem die Rotation des Rotors bzw. des
Rotorblattes gebremst und/oder blockiert wird. Ein Spezialfall des
zumindest weitgehenden Unterbindens der Rotation ist naturgemäß das
sogenannte Abschalten bzw. das Stillsetzen der Anlage.
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Diese
Weiterbildung der Erfindung ermöglicht es daher, in Reaktion
auf tatsächlich im Bereich der Windenergieanlage vorhandene
Flugobjekte, wie Fledermäuse, die gefährdet werden
könnten, Maßnahmen zu treffen, die eine Gefährdung
unterbinden. Eine dieser Maßnahmen kann beinhalten, wie
oben dargestellt, die Windenergieanlage abzuschalten oder die Bewegung
der Rotorblätter zu unterbinden bzw. so zu begrenzen, dass
eine Gefährdung ausscheidet. Eine andere Maßnahme
kann sein, Signale auszusenden, die die Flugobjekte vertreiben,
wie etwa Ultraschallsignale bei Fledermäusen. Hier sind verschieden
Möglichkeiten denkbar. Im Gegensatz dazu muss im Stand
der Technik die Windenergieanlage zu vorgegebenen Zeiten abgeschaltet
werden, und zwar unabhängig davon, ob tatsächlich
Flugobjekte zu diesen Zeiten im Bereich der Windenergieanlage vorhanden
sind oder nicht.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Anzahl
pro Zeiteinheit detektierter Flugobjekte registriert und beispielsweise
erst bei Überschreitung eines vorbestimmten Schwellenwertes
erfolgt eine Änderung eines Betriebsparameters der Windenergieanlage,
wie etwa Änderungen der jeweiligen Windanstellwinkel eines
oder mehrerer Rotorblätter, um die Bewegung derselben zumindest
weitgehend zu unterbinden oder zu begrenzen. Aus der Signalcharakteristik
des jeweils erzeugten Signals können vorzugsweise verschiedene
Informationen über das Flugobjekt abgeleitet werden, d.
h. bestimmte Merkmale des Flugobjektes. Vorzugsweise können
etwa die Entfernung des Flugobjektes zur Windenergieanlage, insbesondere
zur Rotorblattebene, die Geschwindigkeit des Flugobjektes und/oder die
Art und/oder die Größe des Flugobjekts aus dem Signal
abgeleitet werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Unterbinden
der Rotation des Rotorblattes oder eine Reduzierung der Rotationsfrequenz wieder
aufgehoben werden, abhängig von der Anzahl insbesondere
pro Zeiteinheit detektierter Flugobjekte und/oder abhängig
von der Signalcharakteristik des jeweils erzeugten Signals. Wenn
beispielsweise der oben genannte Schwellwert der Auslöser des
Unterbindens war, wieder unterschritten wird, kann das Unterbinden
aufgehoben werden. Gleiches gilt für den Fall, dass abhängig
von der Signalcharakteristik der jeweils erzeugten Signale ein zumindest weitgehendes
Unterbinden bzw. eine Reduzierung der Rotationsfrequenz bewirkt
wurde.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann das Unterbinden der
Rotation des Rotorblattes oder die Reduzierung der Rotationsfrequenz
aufgehoben werden, wenn über eine vorbestimmte Zeitdauer,
insbesondere mindestens drei Minuten, keine Flugobjekte bestimmter
Art in dem überwachten Bereich detektiert werden, die Auslöser
für eine Rotationsblockade oder Frequenzreduzierung sein
könnten. Alternativ kann auch in einer einfachen Ausführungsform
vorgesehen sein, das Unterbinden der Rotation des Rotorblattes oder
die Reduzierung der Rotationsfrequenz unmittelbar nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeitdauer aufzuheben, vorzugsweise nach einer Zeitdauer,
die zwischen drei Minuten und drei Stunden betragen kann.
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Anhand
der Signalcharakteristik des detektierten Signals werden, wie oben
ausgeführt, vorzugsweise verschiedene Merkmale des Flugobjekts ermittelt,
wie etwa die Entfernung des Flugobjekts zur Windenergieanlage, insbesondere
zur Rotorblattebene, und/oder die Art und/oder die Größe
und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Flugrichtung des Flugobjekts.
Beispielsweise ist denkbar, dass die Detektionseinrichtung verschiedenste
Arten von Flugobjekten detektiert, wobei eventuell nur einige dieser
Flugobjekte Auslöser für weitere Maßnahmen
sein sollen, wie etwa das Unterbinden der Bewegung des Rotorblattes.
Aus einer Vielzahl von Flugobjekten, die mittels der Detektionseinrichtung
eventuell erfasst werden, können diejenigen bestimmt werden,
beispielsweise Fledermäuse, wegen deren Auftretens in den Betrieb
der Windenergieanlage eingegriffen werden muss.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird innerhalb des überwachten Gebietes ein
gedachter, räumlicher Gefährdungsbereich festgelegt.
Dabei werden erst dann weitere Maßnahmen getroffen, d.
h. Betriebsparameter der Anlage eingestellt, insbesondere die Rotorblattbewegung
unterbunden oder die Rotationsfrequenz reduziert, sobald eine vorbestimmte
Anzahl von Flugobjekten, im einfachsten Fall ein Flugobjekt, in
den Gefährdungsbereich eindringt. Ein derartiger Gefährdungsbereich
kann sich in Vertikalrichtung zumindest von dem bodennächsten
Punkt zu dem bodenent ferntesten Punkt der von dem Rotorblatt während
einer vollständigen Umdrehung beschriebenen Fläche
erstrecken. Auch ein kugelförmiger Bereich um die Windenergieanlage
ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er sich in Vertikalrichtung
zwischen diesen Punkten erstreckt. Damit ist gewährleistet, dass
dann, wenn Flugobjekte in Höhe der rotierenden Rotorblätter
fliegen, die Windenergieanlage in Reaktion darauf entsprechend eingestellt
wird. Bei dieser Ausführungsform ist es daher nicht zwingend notwendig,
dass Flugobjekte, die beispielsweise nur in Bodennähe,
d. h. in großem Abstand zu der Rotorblattebene, registriert
werden, Auslöser für Eingriffe in den Betrieb
der Windenergieanlage sind.
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Vorzugsweise
ist der Überwachungsbereich im Umfeld der Windenergieanlage
ein sich um diese in sämtliche Himmelsrichtungen erstreckender
Bereich, insbesondere ein kugel- oder ellipsenförmiger Bereich.
Somit werden Flugobjekte erfasst, die aus verschiedenen Richtungen
kommend potentiell durch die Rotorblätter gefährdet
werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels
der Detektionseinrichtung Ultraschallsignale von Fledermäusen
detektiert, die in den überwachten Bereich des räumlichen
Umfelds der Windenergieanlage eindringen. Bekanntermaßen
stoßen Fledermäuse Ultraschallsignale aus, die
entsprechend detektiert werden können. Aus den Ultraschallsignalen
können die Art der Fledermäuse, die Entfernung
derselben zur Windenergieanlage, deren Flugrichtung/-geschwindigkeit
und weitere Merkmale ermittelt werden. Abhängig von diesen
Merkmalen kann die Windenergieanlage gesteuert werden.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten
Unteransprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung eines
konkreten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie aus
der beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schrägansicht einer erfindungsgemäßen
Windenergieanlage mit erfindungsgemäßer Detektionseinrichtung,
und
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt eines Ausschnittes der 1.
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In
der 1 ist eine Windenergieanlage 10 dargestellt,
die am Ende eines vertikalen, auf einem horizontalen Untergrund
angeordneten Turms 14 eine auf der Turmoberseite angeordnete
Gondel 16 aufweist. An einem windzugewandten Ende der Gondel 16 ist
ein Rotor 18 angeordnet, der einen Rotorkopf 19 aufweist.
Der Rotor 18 dreht sich um eine leicht gegenüber
der Horizontalen nach oben geneigte Drehachse 25.
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Der
Rotorkopf 19 verfügt über eine Nabe 20, mit
der drei Rotorblätter 22 verbunden sind. Die Rotorblattwurzeln
der Rotorblätter 22 sind dazu in entsprechende Öffnungen
der Nabe 20 eingesteckt und in bekannter Weise mit dieser
verbunden. Auf der windzugewandten Seite der Nabe 20 wird
diese durch eine Art Abdeckkappe, den Spinner 21 verdeckt.
Der Spinner 21 weist endständig auf dessen windzugewandter
Seite eine Nase bzw. Spitze 23 auf und ist rotationssymmetrisch
zur Rotordrehachse 25 ausgebildet.
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Sobald
Wind auf die Rotorblätter 22 trifft, wird der
Rotor 18 mitsamt Rotorblättern 22 um
die Rotordrehachse 25 in Rotation versetzt. Die Rotorblätter 22 überstreichen
dabei eine Kreisfläche. Über eine nicht dargestellte,
allerdings den Fachleuten des Standes der Technik bekannte Verstelleinrichtung können
die Rotorblätter 22 einzeln in ihrer Stellung zum
Wind verändert werden, d. h., der jeweilige Anstellwinkel
der Rotorblätter 22 zum Wind ist einstellbar.
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Der
grundsätzliche Aufbau der Windenergieanlage 10 mit
zumindest annähernd horizontaler Rotorachse ist im Stand
der Technik bekannt, so dass auf eine detailliertere Darstellung
derselben verzichtet wird.
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Die
Windenergieanlage 10 weist eine Detektionseinrichtung 24 auf,
nämlich eine Radareinrichtung. Die Radareinrichtung 24 verfügt über
einen Radarsensor 26, der an der Außenfläche
des Spinners 21 befestigt ist. Der Radarsensor 26 ist
mit Abstand zur Drehachse 25 des Rotors 18 positioniert
und als Baueinheit ausgebildet, die einen Radarsender aufweist,
einen Radarempfänger sowie geeignete Steuerungselektronik.
Die Anordnung des Radarsensors 26 mit Abstand zur Rotordrehachse
führt dazu, dass sich die Position des Radarsensors 26 im
Raum während des Betriebs der Windenergieanlage 10 bzw. während
der Rotation des Rotors 18 kontinuierlich verändert.
Entsprechend verändert sich der durch den Radarsensor 26 theoretisch überwachbare Raum
vor der Windenergieanlage 10.
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Obwohl
nicht unmittelbar in den Zeichnung erkennbar, ist das Gehäuse
des Radarsensors 26 gegenüber der Rotordrehachse 25 gekippt
angeordnet. Der Radarsensor 26 weist einen Öffnungswinkel
von etwa 10° auf. Innerhalb dieses Öffnungswinkels
kann der Radarsensor 26 Objekte erfassen. Die Mittelachse
des Öffnungswinkels definiert eine Hauptsende- und eine
Hauptempfangsrichtungsrichtung bzw. Hauptblickrichtung des Radarsensors.
Der Radarsensor 26 ist, allgemein gesprochen, derart ausgerichtet,
dass dessen Hauptblickrichtung gegenüber der Rotordrehachse 25 schräg
verläuft und während der Drehung des Rotors einen
Kegelstumpfmantel oder einen Kegelmantel beschreibt. Dies führt
dazu, dass der Öffnungswinkel des Radarsensors 26 während
der Drehung des Rotors 18 einen Raumwinkel bzw. Raumbereich überstreicht,
der größer ist als der Öffnungswinkel
selbst.
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Als
Radarsensoren 26 werden besonders bevorzugt sogenannte
FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) Sensoren verwendet werden, wie
sie etwa bei Autoabstandswarnern oder automatischen Türöffnern
zum Einsatz kommen.
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Mittels
der Radareinrichtung 24 können fliegende Tiere,
beispielsweise Vögel 28, die sich auf die Anlage
zu bewegen, detektiert werden. Die Radareinrichtung 24 verfügt
weiter über eine nicht dargestellte, geeignete Steuerungs-
und Auswerteelektronik, die den Radarsensor 26 steuert
bzw. die von dem Radarsensor 26 übermittelte Signale
auswertet. Diese Steuerungs- und Auswerteelektronik kann beispielsweise
im Turm 14 der Windenergieanlage 10 angeordnet
werden.
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Die
Windenergieanlage 10 weist weiter eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung
auf, der von der Radareinrichtung 24 geeignete Signale übermittelt werden,
sobald diese fliegende Tiere detektiert. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung
steuert/regelt die Windenergieanlage 10 abhängig
von den empfangenen Signalen in folgender Weise:
Sobald ein
fliegendes Tier in einen überwachten Gefährdungsbereich
eindringt, wird dieses von dem Radarsensor 26 bzw. von
der Radareinrichtung 24 detektiert. Aus dem zeitlichen
Ablauf der detektierten Signale, der Signalstärke, der
Signalfrequenz und/oder weiterer Charakteristika können
Rückschlüsse auf beispielsweise die Art der Tiere und/oder
die Entfernung des oder der fliegenden Tiere von dem Radarsensor 26 bzw.
der Windenergieanlage 10 gezogen werden. Im einfachsten
Falle einer erfindungsgemäßen Regelung der Windenergieanlage 10 wird
diese sofort stillgesetzt, wenn ein fliegendes Tier in den Gefährdungsbereich
eindringt und detektiert wird. Die Rotorblätter 22 werden
demnach von einem das fliegende Tier stärker gefährdenden Zustand – nämlich
der Rotationsbewegung – in einen Zustand geringerer Gefährdung überführt,
nämlich in den stillgesetzten Zustand.
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Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Rotorblätter 22 in
ihrem Windanstellwinkel verändert werden, d. h., aus dem
Wind gedreht werden. Sogleich wird die Rotorwelle des Rotors 18 mittels
mechanischer Bremsen gebremst und zum Stillstand gebracht. Die Windenergieanlage 10 verbleibt
in dem stillgesetzten Zustand, solange die Detektionseinrichtung 24 die
Fledermaus oder andere Fledermäuse in dem überwachten
Bereich detektiert. Anschließend wird die das Unterbinden
der Rotation der Rotorblätter 22 aufgehoben, sodass
die Windenenergieanlage 10 in den vorherigen Normalbetrieb
rücküberführt wird.
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- 10
- Windenergieanlage
- 14
- Turm
- 16
- Gondel
- 18
- Rotor
- 19
- Rotorkopf
- 20
- Nabe
- 21
- Spinner
- 22
- Rotorblatt
- 23
- Spinnernase
- 24
- Detektionseinrichtung
- 25
- Drehachse
Rotor
- 26
- Radarsensor
- 28
- Vogel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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