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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Windkraftanlagen und insbesondere Systeme und Verfahren zum Prüfen von Windkraftanlagen.
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Hintergrund der Erfindung
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Windkraft wird als eine der saubersten, umweltfreundlichsten der derzeit zur Verfügung stehenden Energiequellen betrachtet und Windkraftanlagen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit gefunden. Eine moderne Windkraftanlage enthält typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter erfassen kinetische Energie des Windes unter Anwendung bekannter Flügelprinzipien. Die Rotorblätter wandeln die kinetische Energie in die Form von Rotationsenergie um, um so eine Welle anzutreiben, die die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe verwendet wird, direkt mit dem Generator verbindet. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die an ein Stromversorgungsnetz geliefert werden kann.
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Die Prüfung von Windkraftanlagen, insbesondere von Windkraftanlagen-Rotorblättern ist für den ständigen Betrieb von Windkraftanlagen kritisch. Derzeitige Systeme und Verfahren für die Prüfung von Windkraftanlagen beinhalten die Nutzung von Teleskopen, die Windkraftanlagen-Rotorblätter auf Risse, Erosion, Verschmutzung oder andere mögliche Defekte, die als Anzeichen bekannt sind, manuell zu prüfen. Typischerweise baut ein Prüfer ein Teleskop in einem bestimmten Abstand von einer Windkraftanlage auf und nutzt das Teleskop von Hand, um die Windkraftanlagen-Rotorblätter visuell auf Anzeichen zu untersuchen. Dieser Prüfvorgang hat eine Vielzahl von Nachteilen. Beispielsweise macht die manuelle Prüfung der Rotorblätter aus einem Abstand den Vorgang für menschliche Fehler anfällig, d. h., der Prüfer kann ein Anzeichen nicht detektieren, oder der Prüfer kann sich während der Prüfung der Rotorblätter irren und eine ungenaue Information liefern. Ferner kann die manuelle Prüfung der Rotorblätter nur während optimaler Umweltbedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine manuelle Prüfung einer Windkraftanlage nicht in der Nacht durchgeführt werden, oder wenn das Wetter wolkig, regnerisch oder anderweitig unzureichend ist, und kann nur bei Tageslicht durchgeführt werden, wenn geeignet einfallendes Licht statt Blendung oder Schatten vorliegt. Somit sind derzeitige Systeme und Verfahren zur Prüfung von Windkraftanlagen relativ ungenau, langsam und ineffizient.
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Demzufolge besteht ein Bedarf nach einem System und Verfahren zur Prüfung von Windkraftanlagen, das damit verbundene menschliche Fehler eliminiert oder verringert. Zusätzlich wäre ein Prüfsystem und Verfahren, das unter einer breiten Vielfalt von Umgebungsbedingungen arbeiten kann, erwünscht. Ferner besteht ein Bedarf nach einem System und Verfahren zur Prüfung von Windkraftanlagen, das relativ schnell und effizient ist.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung dargelegt, oder können aus der Beschreibung ersichtlich werden, oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.
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In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Prüfen einer Windkraftanlage auf Anzeichen offengelegt. Das Prüfverfahren beinhaltet die Schritte der Bereitstellung eines Prüfsystems auf einem Turm der Windkraftanlage, wobei das Prüfsystem eine Klettervorrichtung und eine Prüfvorrichtung enthält, wovon die Klettervorrichtung eine für einen Eingriff mit dem Turm konfigurierte Zugapparatur und einen für den Antrieb der Klettervorrichtung konfigurierten Antriebsmechanismus enthält. Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt der Drehung eines Rotorblattes der Windkraftanlage dergestalt, dass das Rotorblatt angenähert parallel zu dem und in der Nähe des Turmes liegt, den Betrieb des Prüfsystems durch Entlangfahren an dem Turm und den Betrieb des Prüfsystems zum Prüfen des Rotorblattes auf Anzeichen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird ein Prüfsystem zum Prüfen einer Windkraftanlage auf Anzeichen offengelegt. Das Prüfsystem enthält eine Klettervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, an einem Turm der Windkraftanlage entlangzufahren, wobei die Klettervorrichtung eine Zugapparatur enthält, die dafür konfiguriert ist, den Turm und einen für den Antrieb der Klettervorrichtung konfigurierten Antriebsmechanismus in Eingriff zu bringen. Das Prüfsystem beinhaltet ferner eine mit der Klettervorrichtung verbundene und zum Prüfen eines Rotorblattes der Windkraftanlage auf Anzeichen konfigurierte Prüfvorrichtung.
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche hierin enthalten sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die sich an den Fachmann richtet, wird nachstehend in der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Windkraftanlage ist;
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2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Prüfsystems der vorliegenden Offenlegung ist; und
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3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Prüfungssystems der vorliegenden Offenlegung ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Es wird nun detaillierter Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Windkraftanlage 10. In der exemplarischen Ausführungsform ist die Windkraftanlage 10 eine Horizontalachsen-Windkraftanlage. Alternativ kann die Windkraftanlage 10 eine Vertikalachsen-Windkraftanlage sein. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Windkraftanlage 10 einen Turm 12, der sich von einer tragenden Oberfläche 14, wie z. B. dem Boden, oder einer Plattform oder einem Fundament aus erstreckt, eine auf dem Turm 12 montierte Gondel 16, und einen Rotor 18, der mit der Gondel 16 verbunden ist. Der Rotor 18 enthält eine drehbare Nabe 20 und wenigstens ein Rotorblatt 22, das mit der Nabe 20 verbunden ist und sich daraus nach außen erstreckt. In der exemplarischen Ausführungsform hat der Rotor 18 drei Blätter 22. In einer alternativen Ausführungsform enthält der Rotor 18 mehr oder weniger als drei Rotorblätter 22. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Turm 12 aus rohrförmigem Stahl aufgebaut, um einen (in 1 nicht dargestellten) Hohlraum zwischen der tragenden Oberfläche 14 und der Gondel 16 auszubilden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Turm 12 jede geeignete Art von Turm mit jeder geeigneten Höhe sein.
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Rotorblätter 22 sind in Abstand um die Nabe 20 herum angeordnet, um eine Drehung des Rotors 18 zum Ermöglichen der Umwandlung kinetischer Energie aus dem Wind in geeignete mechanische Energie und anschließend in elektrische Energie zu zuzulassen. Die Rotorblätter 22 sind mit der Nabe 20 durch Verbinden eines Blattfußabschnittes 24 mit der Nabe 20 an mehreren Lastübertragungsbereichen 26 vereint. Die Lastübertragungsbereiche 26 haben einen Nabenlastübertragungsbereich und einen Blattlastübertragungsbereich (beide in 1 dargestellt). In die Rotorblätter 22 induzierte Lasten werden an die Nabe 20 über die Lastübertragungsbereiche 26 übertragen. In einer Ausführungsform haben die Rotorblätter 22 eine Länge in einem Bereich von etwa 15 m bis etwa 91 m. Alternativ können die Rotorblätter 22 jede geeignete Länge haben, die eine Funktion der Windkraftanlage 10 wie hierin beschrieben ermöglicht. Beispielsweise umfassen weitere nicht einschränkende Beispiele von Blattlängen 10 m oder weniger, 20 m, 37 m oder eine Länge, die größer als 91 m ist. Sobald Wind auf die Rotorblätter 22 aus einer Richtung 28 auftrifft, wird der Rotor 18 um eine Rotationsachse 30 gedreht. Während die Rotorblätter 22 gedreht und Zentrifugalkräften unterworfen werden, werden die Rotorblätter 22 auch verschiedenen Kräften und Momenten unterworfen. Somit können sich die Rotorblätter 22 biegen und/oder sich aus einer neutralen oder nicht gebogenen Position in eine gebogene Position drehen. Ferner kann ein Anstellwinkel oder Blattwinkel der Rotorblätter 22, d. h. ein Winkel, der eine Perspektive der Rotorblätter 22 in Bezug auf die Richtung 28 des Windes bestimmt, durch ein Anstellanpassungssystem 32 geändert werden, um die durch die Windkraftanlage 10 erzeugte Belastung und Energie zu steuern, indem eine Winkelposition von wenigstens einem der Rotorblätter 22 in Bezug auf Windvektoren angepasst wird. Anstellachsen 34 für die Rotorblätter 22 sind dargestellt. Während des Betriebs der Windkraftanlage 10 kann das Anstellanpassungssystem 32 eine Blattanstellung der Rotorblätter 22 dergestalt verändern, dass die Rotorblätter 22 in eine Fahnenposition bewegt werden, sodass die Perspektive von wenigstens einem Rotorblatt 22 in Bezug auf die Windvektoren eine zu den Windvektoren auszurichtende minimale Oberfläche des Rotorblattes 22 bereitstellt, was eine Verringerung einer Rotationsdrehzahl des Rotors 18 und/oder einen Strömungsabriss des Rotors 18 ermöglicht.
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In der exemplarischen Ausführungsform wird eine Blattanstellung jedes Rotorblattes 22 individuell durch ein Steuersystem 36 gesteuert. Alternativ kann die Blattanstellung für alle Rotorblätter 22 gleichzeitig durch das Steuersystem 36 gesteuert werden. Ferner kann in der exemplarischen Ausführungsform, sobald sich die Richtung 28 ändert, eine Gierrichtung der Gondel 16 um eine Gierachse 38 gesteuert werden, um die Rotorblätter 22 in Bezug auf die Richtung 28 zu positionieren.
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In der exemplarischen Ausführungsform ist das Steuersystem 36 als in der Gondel 16 zentralisiert dargestellt, wobei jedoch das Steuersystem 38 ein über die gesamte Windkraftanlage 10, eine tragende Oberfläche 14, innerhalb einer Windkraftanlagenfarm verteiltes System sein kann sich und/oder bei einem entfernt befindlichen Steuerzentrum befinden kann. Das Steuersystem 36 enthält einen Prozessor 40, der für die Durchführung von den hierin beschriebenen Verfahren und/oder Schritte konfiguriert ist. Ferner können viele oder andere hierin beschriebene Komponenten einen Prozessor enthalten. So wie hierin verwendet, ist der Begriff ”Prozessor” nicht auf integrierte Schaltungen beschränkt, die im Fachgebiet als ein Computer bezeichnet werden, sondern bezieht sich allgemein auf eine Steuerung, einen Mikrocontroller, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung und weitere programmierbare Schaltungen, und diese Begriffe werden hierin austauschbar genutzt. Es dürfte sich verstehen, dass ein Prozessor und/oder ein Steuerungssystem auch einen Speicher, Eingabekanäle und/oder Ausgabekanäle enthalten kann.
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Die Windkraftanlage 10 der vorliegenden Offenlegung kann sich während der Herstellung, während des Zusammenbaus, Betriebs oder anderweitig verschiedene Anzeichen 50 zuziehen. Ein Anzeichen 50 kann beispielsweise ein Riss, Erosion, Verschmutzung oder anderer Defekt der Windkraftanlage 10, wie z. B. in einem Rotorblatt 22, dem Turm 12 oder einer anderen Komponente der Windkraftanlage 10 sein. Die Anzeichen 50 können, wenn sie nicht erkannt und repariert werden, einen Schaden an verschiedenen Komponenten der Windkraftanlage 10 oder deren Ausfall bewirken. Beispielsweise müssen Anzeichen 50 in Hochlastbereichen der Rotorblätter 22 in einigen Fällen repariert werden, bevor sie angenähert 50 mm in der Länge überschreiten, während Anzeichen 50 in Niederlastbereichen der Rotorblätter 22 repariert werden, bevor sie 3 m in der Länge überschreiten.
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Somit kann gemäß den 2 und 3 ein Prüfsystem 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Prüfsystem 100 eine Klettervorrichtung 102 und eine Prüfvorrichtung 104 enthalten. Das Prüfsystem 100 kann eine Vielzahl von Aufgaben ausführen, um eine schnelle, effiziente und genaue Prüfung der Windkraftanlage 10 durchzuführen.
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Die Klettervorrichtung 102 kann dafür konfiguriert sein, an der Windkraftanlage 10 entlangzufahren. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Klettervorrichtung 102 dafür konfiguriert sein, an dem Turm 12 der Windkraftanlage 10 entlangzufahren. Alternativ kann die Klettervorrichtung 102 dafür konfiguriert sein, an den Rotorblättern 22 oder beliebigen anderen Komponenten der Windkraftanlage 10 entlangzufahren. Die Klettervorrichtung 102 kann eine Zugapparatur 106 enthalten. Die Zugapparatur 106 kann dafür konfiguriert sein, dass sie mit der Windkraftanlage 10, wie z. B. dem Turm 12, den Rotorblättern 22 oder beliebigen anderen Komponenten der Windkraftanlage 10 in Eingriff steht. Beispielsweise kann die Zugapparatur 106 eine Saug- oder Vakuumapparatur sein, die eine Saug-, Vakuum- oder Unterdruckkraft zwischen der Klettervorrichtung 102 und der Komponente der Windkraftanlage 10 sein, an der die Klettervorrichtung 102 entlangfährt, wie z. B. an dem Turm 12. Alternativ kann die Zugapparatur 106 eine Magnetvorrichtung oder andere Zugapparatur sein, die eine Zugkraft zwischen der Klettervorrichtung 102 und der Komponente der Windkraftanlage 10 erzeugt und aufrechterhält, während die Klettervorrichtung 102 daran entlangfährt.
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Die Klettervorrichtung 102 kann ferner einen Antriebsmechanismus 108 enthalten. Der Antriebsmechanismus 108 kann dafür konfiguriert sein, die Klettervorrichtung 102 anzutreiben. Beispielsweise kann der Antriebsmechanismus 108 mit der Zugapparatur 106 gekoppelt sein und kann die Zugapparatur 106 antreiben, was die Klettervorrichtung 102 veranlasst, an den verschiedenen Komponenten der Windkraftanlage 10 entlangzufahren. Alternativ kann der Antriebsmechanismus 108 von der Zugapparatur 106 unabhängig sein und unabhängig die Klettervorrichtung 102 veranlassen, an den Komponenten der Windkraftanlage 10 entlangzufahren. Der Antriebsmechanismus 108 kann beispielsweise ein einen Motor enthaltender Direktantriebsmechanismus sein, oder kann ein Getriebe, einen Riemen, eine Kette, ein Zahnstangen- und Ritzelsystem oder irgendeine andere geeignete Antriebskomponente enthalten.
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Die Klettervorrichtung 102 kann ferner beispielsweise eine (nicht dargestellte) Energiequelle und verschiedene andere geeignete Komponenten oder Systeme zum Betreiben der Klettervorrichtung 102 enthalten.
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Die Klettervorrichtung 102 kann ferner einen Prozessor 110 zum Betreiben der Klettervorrichtung 102 enthalten. Die Klettervorrichtung 102, wie z. B. die Zugapparatur 106, der Antriebsmechanismus 108 und/oder beliebige weitere Komponenten oder Systeme der Klettervorrichtung 102 können kommunikativ mit dem Prozessor 110 gekoppelt sein. Die kommunikative Kopplung der verschiedenen Komponenten der Klettervorrichtung 102 und des Prozessors 110 kann über eine physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 110 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Klettervorrichtung 102 kann manuell durch den Prozessor 110 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 110 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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Ein Beispiel einer geeigneten Klettervorrichtung 102 ist das von INTERNATIONAL CLIMBING MACHINES hergestellte Klettervorrichtung. Die Klettervorrichtung 102 der vorliegenden Offenlegung kann an der Windkraftanlage 10, wie z. B. dem Turm 12 oder einer beliebigen anderen Komponente der Windkraftanlage 10 wie z. B. einer Rotorblatt 22 nach Wunsch entlangfahren, um der Prüfvorrichtung 104 zu ermöglichen, die Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 zu prüfen.
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Die Prüfvorrichtung 104 kann mit der Klettervorrichtung 102 verbunden sein und kann dafür konfiguriert sein, die Windkraftanlage 10, wie z. B. die Rotorblätter 22 oder irgendwelche anderen Komponenten der Windkraftanlage 10, wie z. B. den Turm 12, auf Anzeichen 50 zu prüfen. Beispielsweise kann in einer exemplarischen Ausführungsform das Prüfsystem 100 an dem Turm 12 so vorgesehen sein, dass die Klettervorrichtung 102 an dem Turm entlangfährt und das Prüfsystem 100 so betrieben werden kann, dass es ein Rotorblatt 22 auf Anzeichen 50 prüft. Die Klettervorrichtung 102 kann so betrieben werden, dass sie an dem Turm 12 nach Wunsch oder Bedarf für die Prüfung des Rotorblattes 22 entlangfährt, während die Prüfvorrichtung 104 zum Prüfen des Rotorblattes 22 auf Anzeichen 50, wie nachstehend diskutiert, betrieben werden kann.
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Die Prüfvorrichtung 104 der vorliegenden Offenlegung kann eine beliebige Anzahl von Komponenten oder Systemen zum Prüfen der Windkraftanlage 10 enthalten. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 100 in exemplarischen Ausführungsformen eine Vielfalt von für die Prüfung der Rotorblätter 22 konfigurierten Vorrichtungen enthalten.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann das Prüfungsgerät 100 beispielsweise eine Messapparatur 120 enthalten. Die Messapparatur 120 kann dafür konfiguriert sein, die Größe aller auf der Windkraftanlage 10, wie z. B. einem Rotorblatt 22 detektierte Anzeichen 50 zu messen. Beispielsweise kann die Messapparatur 120 wenigstens einen Laser 122 oder mehrere Laser 122 enthalten. Die Laser 122 können auf auf der Windkraftanlage 10 detektierte Anzeichen oder deren Nähe ausgerichtet sein und können zum Messen der Größe der Anzeichen 50 verwendet werden. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Messapparatur 120 zwei Laser 122 enthalten, die angenähert parallel zueinander angeordnet sind. Die Laser 122 können so kalibriert sein, dass der Abstand zwischen den Endpunkten 124 der Laser 122 bekannt ist. Die Laser 122 können dann zum Messen der Größe der Anzeichen 50 verwendet werden, indem die Laser 122 auf die oder in die Nähe der Anzeichen 50 gerichtet werden und der bekannte Abstand zwischen den Endpunkten 124 zum Skalieren und Messen der Größe der Anzeichen 50 verwendet wird. Der bekannte Abstand zwischen den Endpunkten 124 kann beispielsweise in Bildern der Anzeichen 50, die von der Prüfvorrichtung 104 wie nachstehend diskutiert aufgenommen werden, dergestalt dokumentiert werden, dass die Größe der Anzeichen 50 dokumentiert, verifiziert und während oder nach der Prüfung der Windkraftanlage 10 dokumentiert werden können.
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Es dürfte sich verstehen, dass eine beliebige Anzahl von Lasern 122 verwendet werden kann, und dass, wenn mehr als nur ein Laser 122 verwendet wird, die Laser 122 nicht parallel zueinander angeordnet sein müssen, sondern jede beliebige Ausrichtung in Bezug zueinander haben können. Ferner dürfte es sich verstehen, dass die Messapparatur 120 keine Laser 122 enthalten muss, sondern stattdessen beliebige geeignete Messapparaturen, wie z. B. jede beliebige Vielfalt von Lichtquellen oder Anzeigegeräten, enthalten kann.
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Die Messapparatur 120 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 126 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Messapparatur 120 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Messapparatur 120 und des Prozessors 126 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 126 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Messapparatur 120 kann manuell durch den Prozessor 126 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 126 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden. Ferner kann der Prozessor 126 eine geeignete Verarbeitungsapparatur und Software zum Durchführen der verschiedenen von der Messapparatur 120 benötigten Berechnungen enthalten.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Prüfvorrichtung 104 beispielsweise eine Lagebestimmungsapparatur 130 enthalten. Die Lagebestimmungsapparatur 130 kann dafür konfiguriert sein, die Lage der Anzeichen 50 zu ermitteln. Beispielsweise kann die Lagebestimmungsapparatur 130 die Lage einer von der Prüfvorrichtung 104 auf dem Rotorblatt 22 detektierten Anzeichens 50 ermitteln, indem sie Information bezüglich der Position der Klettervorrichtung 102 auf dem Turm 12 bereitstellt, wenn das Anzeichen 50 detektiert wird, und indem sie diese Information in Information bezüglich der entsprechenden Lage des Anzeichens 50 entlang der Länge des Rotorblattes 22 umwandelt.
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In einer Ausführungsform kann die Lagebestimmungsapparatur 130 beispielsweise eine Messvorrichtung 132 enthalten. Die Messvorrichtung 132 kann auf der drehbaren Nabe 20, auf dem Boden oder irgendeiner anderen Komponente der Windkraftanlage 10 angeordnet sein. Die Messvorrichtung 132 kann kommunikativ mit der Klettervorrichtung 102 über eine physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung oder über eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung gekoppelt sein. Die Messvorrichtung 132 kann den Abstand anzeigen, den die Klettervorrichtung 102 von der drehbaren Nabe 20, dem Boden oder irgendeiner anderen Komponente der Windkraftanlage 10 entfernt ist, wenn die Prüfvorrichtung 104 ein Anzeichen 50 erkennt. Dieser Abstand kann mit anderen Daten, wie z. B. der Höhe des Turms 12 und der Länge des Rotorblattes 22, verwendet werden, um die Lage des Anzeichens 50 entlang dem Verlauf des Rotorblattes 22 zu berechnen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Lagebestimmungsapparatur 130 ein globales Positionsbestimmungssystem (”GPS”-Vorrichtung) 134 enthalten. Die GPS-Vorrichtung 134 kann in einer Ausführungsform wenigstens einen Lagesender 135 und einen Empfänger 136 enthalten. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die GPS-Vorrichtung 134 drei Lagesender 135 und einen Empfänger 136 aufweisen. Die Lagesender 135 können auf dem Boden oder auf dem Turm 12 oder einer anderen Komponente der Windkraftanlage 10 platziert sein, und der Empfänger 136 kann auf der Klettervorrichtung 102 angeordnet sein. Die Lagesender 135 können Lagedaten mittels GPS-Technologie empfangen, wie es im Fachgebiet bekannt ist, und können diese Daten an den Empfänger 136 senden. Der Empfänger 136 kann diese Lagedaten nutzen, um die Lage der Klettervorrichtung 102 auf dem Turm 12 zu ermitteln, wenn die Prüfvorrichtung 104 ein Anzeichen 50 erkennt, und diese Lage kann zusammen mit anderen Daten, wie z. B. der Höhe des Turms 12 und der Länge des Rotorblattes 22 verwendet werden, um die Lage des Anzeichens 50 entlang dem Verlauf des Rotorblattes 22 zu berechnen.
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Alternativ kann die GPS-Vorrichtung 134 einen Sender 135 aufweisen, der auf der Klettervorrichtung 102 angeordnet ist. Der Lagesender 135 kann Lagedaten über die GPS-Technologie erhalten, wie es im Fachgebiet bekannt ist, und diese Daten, wie z. B. die Höhe des Turms 12 und die Länge des Rotorblattes 22, können verwendet werden, um die Lage des Anzeichens 50 entlang dem Verlauf des Rotorblattes 22 zu berechnen.
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Die aus der Lagebestimmungsapparatur 130 erhaltenen Lagedaten können dokumentiert werden, beispielsweise auf Bildern der durch die Prüfvorrichtung 104 aufgenommen Anzeichen, wie nachstehend diskutiert, dergestalt aufgezeichnet werden, dass die Lagen der Anzeichen 50 auf dem Rotorblatt 22 oder auf anderen Komponenten der Windkraftanlage 10 dokumentiert, verifiziert und während oder nach der Prüfung der Windkraftanlage 10 aufgezeichnet werden können.
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Die Lagebestimmungsapparatur 130 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 138 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Lagebestimmungsapparatur 130 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Lagebestimmungsapparatur 130 und des Prozessors 138 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 138 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Lagebestimmungsapparatur 130 kann manuell durch den Prozessor 138 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 138 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden. Ferner kann der Prozessor 138 eine geeignete Verarbeitungsapparatur und Software zum Durchführen der verschiedenen von der Messapparatur 130 benötigten Berechnungen enthalten.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Prüfvorrichtung 104 beispielsweise eine Echtzeitbildgebungsapparatur 140 enthalten. Die Echtzeitbildgebungsapparatur 140 kann dafür konfiguriert sein, ein Echtzeitbild der Anzeichen 50 zu liefern. Beispielsweise kann die Echtzeitbildgebungsapparatur 140 eine Kamera 142, wie z. B. eine Videokamera, Digitalkamera, Analogkamera oder andere geeignete Bildgebungsvorrichtung enthalten. Die Kamera 142 kann kommunikativ mit einem Empfänger 144 über eine physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, oder kann über eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung gekoppelt sein. Der Empfänger 144 kann beispielsweise ein Computer, Fernsehgerät oder ein anderer geeigneter Bildschirm, Monitor oder Vorrichtung zum Darstellen eines Bildes oder Videosignals sein. Während die Klettervorrichtung 102 an der Windkraftanlage 10 entlangfährt, kann die Kamera 142 Echtzeitbilder der Bereiche der Windkraftanlage 10, wie z. B. der Abschnitte des geprüften Rotorblattes, 22 liefern. Diese Echtzeitbilder können an den Empfänger 144 geliefert werden und von Betreibern des Prüfsystems 100 betrachtet und/oder aufgezeichnet werden. Die Echtzeitbilder können von den Prüfern oder alternativ von Detektionssoftware, wie nachstehend diskutiert, zum Detektieren von Anzeichen 50 verwendet werden.
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Die Echtzeitbildgebungsapparatur 140 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 146 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Echtzeitbildgebungsapparatur 14 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Echtzeitbildgebungsapparatur 140 und des Prozessors 146 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 146 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Echtzeitbildgebungsapparatur 140 kann manuell durch den Prozessor 146 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 146 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Prüfvorrichtung 140 beispielsweise eine Rasterungsapparatur 150 enthalten. Die Rasterungsapparatur 150 kann dafür konfiguriert sein, die Windkraftanlage 10 in einer solchen Weise zu rastern, dass eine Komponente der Windkraftanlage 10 geprüft, wie z. B. das Rotorblatt 22, werden kann. Beispielsweise kann die Rasterungsapparatur 150 für die Erfassung von Bildern des gerade geprüften Bereichs der Windkraftanlage 10 und zum Rastern dieser Bilder konfiguriert sein.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Rasterungsapparatur 150 die Kamera 142 zum Erfassen von Bildern des Bereichs der geprüften Windkraftanlage 10 verwenden. Alternativ kann die Rasterungsapparatur 150 eine getrennte Kamera oder eine andere Bildgebungsvorrichtung verwenden. Die Kamera 142 oder andere Kamera oder Bildgebungsvorrichtung kann kommunikativ mit der Rasterungssoftware 154 zum Rastern von Bildern des Bereichs der geprüften Windkraftanlage 10, wie z. B. des Rotorblattes 22, gekoppelt sein. Jede geeignete Rasterungssoftware, wie z. B. jede Software, die Bilder eingibt und Rasterbilder oder Gitter ausgibt, kann in der Rasterungsapparatur 150 verwendet werden. Ein Beispiel einer geeigneten Rasterungssoftware 154 ist RASTERVECT von RASTERVECT SOFTWARE.
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Die Rasterungsapparatur 150 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 156 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Rasterungsapparatur 150 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Rasterungsapparatur 150 und des Prozessors 146 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 156 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Rasterungsapparatur 150 kann manuell durch den Prozessor 156 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 156 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann die Rasterungsapparatur 150 kommunikativ mit der Klettervorrichtung 102 dergestalt gekoppelt sein, dass die Rasterungsapparatur 150 das Muster, in welcher die Klettervorrichtung 102 an der Windkraftanlage 10, wie z. B. dem Turm 12 zur Prüfung der Windkraftanlage 10 entlangläuft, steuern und führen kann. Beispielsweise kann in einer exemplarischen Ausführungsform die Rasterungsapparatur 150 erfordern, dass die Klettervorrichtung 102 an dem Turm 12 in einem Muster dergestalt entlangfährt, dass die Rasterungsapparatur 150 mit der Dokumentation der Saugseite oder der Druckseite eines Rotorblattes 22 an der Spitze des Rotorblattes 22 beginnt, um dann weiter im Wesentlichen über die Länge des Rotorblattes 22 bis zu der Nabe des Rotorblattes 22 weitermacht, wobei wenigstens ein Abschnitt der Breite des Rotorblattes 22 aufgezeichnet wird, und dann wieder zurück zu der Spitze fährt, indem sie durch einen Punkt fährt, der eine maximale Sehnenbreite des Rotorblattes 22 definiert, und den Rest der Breite des Rotorblattes 22 aufzeichnet. In weiteren Ausführungsformen kann jedoch die Rasterungsapparatur 150 jeden beliebigen Abschnitt des Rotorblattes 22 unter Anwendung eines auf dem Gebiet der Rasterung bekannten Musters einschließlich gerader, gekrümmter oder Zickzack-Muster dokumentieren.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Prüfvorrichtung 104 beispielsweise eine Bildanalyseapparatur 160 enthalten. Die Bildanalyseapparatur 160 kann dafür konfiguriert sein, Bilder von Anzeichen 50 zu erfassen und die Bilder der Anzeichen 50 zu verbessern. Beispielsweise kann die Bildanalyseapparatur 160 die Kamera 142 verwenden oder eine getrennte Kamera oder eine andere Bildgebungsvorrichtung, um Bilder von Anzeichen 50 zu erfassen, die während der Prüfung der Windkraftanlage 10 gefunden werden. Die Kamera 142 oder die andere Kamera oder Bildgebungsvorrichtung kann kommunikativ mit einer Bildanalysesoftware 164 zur Verbesserung der Bilder gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Bildanalysesoftware 164 dafür konfiguriert sein, Aufhellungen, Abdunklungen, Kontraständerungen, Auflösung, oder Farbe, Verstärkung oder eine beliebige Vielfalt von Verbesserungen an dem Bild wie im Fachgebiet bekannt auszuführen. Alternativ kann die Kamera 142 oder andere Kamera oder Bildgebungsvorrichtung eine Vielfalt von Bildern jedes Anzeichens 50 erfassen, und die Bilder können bei verschiedenen Auflösungen, Kontrasten, Belichtungen, Farben und anderen einstellbaren Bildgebungscharakteristiken erfasst werden. Die Bildanalysesoftware 164 kann dafür konfiguriert sein, die Bilder zu kombinieren, um ein geeignet detailliertes Bild des Anzeichens 50 zu erzeugen. Ein Beispiel einer geeigneten Bildanalysesoftware 164 ist ADOBE PHOTOSHOP von ADOBE SYSTEMS INC.
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In einigen exemplarischen Ausführungsformen kann die Bildanalyseapparatur 160 ferner dafür konfiguriert sein, die Anzeichen 50 automatisch zu detektieren. Beispielsweise kann die Kamera 142 oder die andere Kamera oder Bildgebungsvorrichtung kommunikativ mit einer Bilderkennungssoftware 166 gekoppelt sein, um die Anzeichen 50 automatisch zu erkennen. Die Bilderkennungssoftware 166 kann die durch die Kamera 142 oder die andere Kamera oder Bildgebungsvorrichtung übertragenen Bilder überwachen und kann Anzeichen 50 in den Bildern erkennen. Ein Beispiel einer geeigneten Bilderkennungssoftware 166 ist die ROBOREALM-Roboter-Bilderkennungssoftware von ROBOREALM. Die Bilderkennungssoftware 166, die Bildanalysesoftware 164 und die Kamera 142 oder die andere Kamera oder geeignete Bildgebungsvorrichtung können ferner kommunikativ dergestalt gekoppelt sein, dass die Bilderkennungssoftware 166 in der Lage ist, die Verbesserung von Bildern von Anzeichen 50, die automatisch detektiert werden, zu führen.
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In einer Ausführungsform kann die Bildanalyseapparatur 160, wie z. B. die Bilderkennungssoftware 166 den Kontrast zwischen verschiedenen Bereichen auf der analysierten Komponente der Windkraftanlage, wie z. B. zwischen verschiedenen Bereichen auf einem Rotorblatt 22 detektieren und nutzen, um die Anzeichen 50 automatisch zu erkennen. Beispielsweise können die Anzeichen 50 auf der geprüften Komponente der Windkraftanlage 10 verfärbt sein, oder können Licht unterschiedlich zu dem Rest der Komponente der Windkraftanlage 10 reflektieren. Somit liegt ein Kontrast in der Farbe und/oder in dem von der Komponente der Windkraftanlage reflektierten Licht in dem Bereich des Anzeichens 50 vor, und die Bildanalyseapparatur kann diesen sich ergebenden Kontrastgradienten erkennen und nutzen. Zusätzlich kann die Bildanalyseapparatur 160 die Dauer eines Kontrastgradienten erkennen, wenn die Prüfvorrichtung 140 die Windkraftanlage 10 prüft, und diese Dauer nutzen, um die Größe des Anzeichens 50 zu berechnen. Ferner können Kontrastgradienten durch die Bildanalyseapparatur 160 verwendet werden, um den Umriss oder die Silhouette der analysierten Komponente der Windkraftanlage 10 zu erkennen.
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Die Bildanalyseapparatur 160, wie z. B. die Bilderkennungssoftware 166 kann kommunikativ mit der Klettervorrichtung 102 gekoppelt sein. Somit kann die Bilderkennungssoftware 166 in der Lage sein, die Klettervorrichtung 102 so zu betreiben, dass sie an der Windkraftanlage entlangfährt, während die Bilderkennungssoftware 166 arbeitet, um die Anzeichen 50 zu erkennen, und kann auch in der Lage sein, die Klettervorrichtung 102 so zu betreiben, dass sie die Bewegung anhält, wenn ein Anzeichen 50 erkannt wird, sodass Bilder des Anzeichens 50 erfasst und verarbeitet werden können.
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Die Bildanalyseapparatur 160 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 168 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Bildanalyseapparatur 160 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Bildanalyseapparatur 160 und des Prozessors 168 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 168 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Bildanalyseapparatur 160 kann manuell durch den Prozessor 168 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 168 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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In einer exemplarischen Ausführungsform kann das Prüfsystem 100 der vorliegenden Offenlegung eine Sicherheitsvorrichtung 170 enthalten. Die Sicherheitsvorrichtung 170 kann das Prüfsystem 100 mit der Windkraftanlage 10 verbinden. Beispielsweise kann die Sicherheitsvorrichtung 170 an einem Ende mit der Klettervorrichtung 102 verbunden sein. Alternativ kann die Sicherheitsvorrichtung, beispielsweise mit einer beliebigen Komponente der Prüfvorrichtung 104, wie z. B. der Messapparatur 120 oder der Lagebestimmungsapparatur 130, verbunden sein. Die Sicherheitsvorrichtung 170 kann ferner mit einem anderen Ende der Gondel 16 verbunden sein. Alternativ kann die Sicherheitsvorrichtung 170 beispielsweise mit einer beliebigen Komponente der Windkraftanlage 10 verbunden sein, wie z. B. mit dem Turm 12. In dem Falle, dass die Klettervorrichtung 102 während des Entlangfahrens an der Windkraftanlage 10 ihre Anziehung verliert und von der Windkraftanlage 10 gelöst wird, kann die Sicherheitsvorrichtung 170 ein Herunterfallen der Klettervorrichtung 102 auf den Boden und eine Beschädigung oder einen Bruch vermeiden.
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In weiteren exemplarischen Ausführungsformen kann die Sicherheitsvorrichtung 170 dafür konfiguriert sein, das scheinbare Gewicht des Prüfsystems 100 zu verringern. Beispielsweise kann die Sicherheitsvorrichtung 170 ein Spannsystem enthalten, wie z. B. ein Federspannsystem oder ein Gegengewicht, um das Gewicht des Prüfsystems 100 zu kompensieren. Ferner können das Spannsystem oder Gegengewicht in einigen Ausführungsformen die zum Kompensieren des Gewichtes des Prüfsystems aufgewendete Kraft vergrößern, sobald das Prüfsystem 100 sich an der Windkraftanlage 10 nach oben bewegt, um das Gewicht aller Drähte, Leitungen oder Versorgungsleitungen zu kompensieren, die dem Prüfsystem 100 zugeordnet sind. Beispielsweise kann in einer exemplarischen Ausführungsform die Sicherheitsvorrichtung 170 eine Ausgleichsfeder 172 enthalten. Die Ausgleichsfeder 172 kann ein Federspannsystem enthalten, um das Gewicht des Prüfsystems 100 zu kompensieren. Alternativ kann jedoch die Sicherheitsvorrichtung 170 ein Seil und Scheibensystem, ein elastisches Seil oder Bungeeseil, eine beliebige Vorrichtung, die leichter als Luft ist, wie z. B. einen Heliumballon oder jede andere geeignete mechanische Vorrichtung oder Kraftinduktionseinrichtung enthalten. Es dürfte sich verstehen, dass die Sicherheitsvorrichtung 170 der vorliegenden Offenlegung nicht auf die vorgenannten Beispiele beschränkt ist, sondern jede Vorrichtung sein kann, die dafür geeignet ist, ein Herunterfallen des Prüfsystems 100 auf den Boden und/oder eine Verschiebung des Gewichtes des Prüfsystems 100 zu verhindern.
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Die Sicherheitsvorrichtung 170 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 174 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Sicherheitsvorrichtung 170 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Sicherheitsvorrichtung 170 und des Prozessors 174 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 174 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Sicherheitsvorrichtung 170 kann manuell durch den Prozessor 174 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 174 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann das Prüfsystem 100 der vorliegenden Offenlegung eine Lichtquelle 180 enthalten. Die Lichtquelle 180 kann dafür konfiguriert sein, Anzeichen 50 zu beleuchten. Beispielsweise kann die Lichtquelle 180 einen Betrieb des Prüfsystems 100 bei Nacht oder während wolkigem oder unfreundlichem Wetter ermöglichen. Ferner kann die Lichtquelle 180 betrieben werden, um günstige Beleuchtungsbedingungen zu schaffen, wie z. B. eine einfallende Beleuchtung, um eine Prüfung mit relativem hohem Kontrast der Anzeichen 50 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Lichtquelle 180 auf Anzeichen 50 in geeigneten Winkeln gerichtet werden, um die Sicht auf die Anzeichen 50 durch das Prüfsystem 100 zu verbessern. Die Lichtquelle 180 kann auf dem Prüfsystem 100, wie z. B. der Klettervorrichtung 102, angeordnet sein. Alternativ kann die Lichtquelle 180 an der Windkraftanlage 10 angeordnet sein, wie z. B. an dem Turm 12, der Nabe 20 oder irgendeiner anderen geeigneten Stelle der Windkraftanlage 10 oder auf dem Boden.
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Die Lichtquelle 180 und verschiedene Komponenten darin können ferner einen Prozessor 182 enthalten und kommunikativ damit gekoppelt sein, um die Lichtquelle 180 zu betreiben. Die kommunikative Kopplung der Lichtquelle 180 und des Prozessors 182 kann über physische Kopplung, wie z. B. über einen Draht oder eine andere Leitung oder Versorgungsleitung, erfolgen, oder kann eine drahtlose Kopplung, wie z. B. eine auf Infrarot-, Mobiltelefon, Schall, Optik oder Hochfrequenz basierende Kopplung sein. Der Prozessor 182 kann in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Steuersystem, wie z. B. eine Handfernsteuerung, einen PDA-Computer, Mobiltelefon, eine getrennte Kabelsteuerung oder einen Computer eingebaut sein. Die Lichtquelle 180 kann manuell durch den Prozessor 182 über eine Bedienungsperson betrieben werden, oder kann teilweise oder vollständig durch die Verwendung einer in dem Prozessor 182 eingebauten geeigneten Programmierungslogik betrieben werden.
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Es dürfte sich auch verstehen, dass die verschiedenen Prozessoren getrennte Prozessoren sein können oder kombiniert sein können, um einen Prozessor oder Prozessoren zu bilden, die die durch das Prüfsystem 100 erforderlichen verschiedenen Funktionen und Prüfaufgaben durchführen können.
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Die vorliegende Offenlegung ist ferner auf ein Verfahren zum Prüfen einer Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 ausgerichtet. Das Verfahren kann beispielsweise die Schritte der Bereitstellung eines Prüfsystems 100 auf der Windkraftanlage 10, den Betrieb des Prüfsystems 100, um an der Windkraftanlage 10 entlangzufahren und den Betrieb des Prüfsystems 100 beinhalten, um die Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 zu prüfen. Wie vorstehend diskutiert, kann die Windkraftanlage 10 der vorliegenden Offenlegung einen Turm 12 und wenigstens ein Rotorblatt 22 enthalten. In exemplarischen Ausführungsformen kann das Prüfsystem 100 an dem Turm 12 vorgesehen sein, kann so betrieben werden, dass es an dem Turm 12 entlangfährt, und kann so betrieben werden, dass es das wenigstens eine Rotorblatt 22 auf Anzeichen 50 prüft.
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Beispielsweise kann ein Prüfungssystem 100 auf der Windkraftanlage 10, wie z. B. auf dem Turm 12 oder alternativ auf einem Rotorblatt 22 oder anderen Komponente der Windkraftanlage 10 vorgesehen sein. Wie vorstehend diskutiert, kann das Prüfsystem 100 eine Klettervorrichtung 102, eine Sicherheitsvorrichtung 170 und eine Prüfvorrichtung 104 enthalten. Die Klettervorrichtung 102 kann dafür konfiguriert sein, an der Windkraftanlage 10, wie z. B. dem Turm 12, dem Rotorblatt 22 oder einer anderen Komponente der Windkraftanlage 10, wie vorstehend diskutiert, entlangzufahren.
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Das Prüfsystem 100 der vorliegenden Offenlegung, wie z. B. die Prüfvorrichtung 104, können zum Prüfen der Windkraftanlage 10, wie z. B. des Rotorblattes 22 oder alternativ des Turms 12 oder einer anderen Komponente der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 betrieben werden. Beispielsweise kann in exemplarischen Ausführungsformen der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 die Schritte der Messung der Größe der Anzeichen 50 aufweisen. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 104 des Prüfsystems 100 eine Messapparatur 120 enthalten. Die Messapparatur 120 kann dafür konfiguriert sein, die Größe der von der Prüfvorrichtung 104 detektierten Anzeichen 50 wie vorstehend diskutiert zu messen. Beispielsweise kann der Schritt der Messung der Größe der Anzeichen 50 beispielsweise die Bereitstellung wenigstens einer Messapparatur 120 in dem Prüfsystem 104, eine Kalibrierung der Messapparatur 120 und die Nutzung der Messapparatur 120 zum Messen der Größe der Anzeichen 50, wie vorstehend diskutiert, umfassen.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 den Schritt der Ermittlung der Lage der Anzeichen 50 aufweisen. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 104 des Prüfsystems 100 eine Lagebestimmungsapparatur 130 enthalten. Die Lagebestimmungsapparatur 130 kann dafür konfiguriert sein, die Lage der von der Prüfvorrichtung 104 erkannten Anzeichen wie vorstehend diskutiert zu ermitteln.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 den Schritt der Erzeugung eines Echtzeitbildes der Anzeichen 50 aufweisen. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 104 des Prüfsystems 100 eine Echtzeitbildgebungsapparatur 140 enthalten. Die Echtzeitbildgebungsapparatur 140 kann dafür konfiguriert sein, wie vorstehend diskutiert, ein Echtzeitbild der Anzeichen 50 zu liefern.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 den Schritt der Rasterung der Windkraftanlage 10 aufweisen. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 104 des Prüfsystems 100 eine Rasterungsapparatur 150 enthalten. Die Rasterungsapparatur 150 kann dafür konfiguriert sein, die Windkraftanlage 10 zu rastern, wie z. B. das Rotorblatt 22 oder alternativ den Turm 12 oder irgendeine andere Komponente der Windkraftanlage 10, wie es vorstehend diskutiert wurde.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 den Schritt der Erfassung von Bildern der Anzeichen 50 und der Verbesserung der Bilder der Anzeichen 50 aufweisen. In weiteren exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 den Schritt der automatischen Detektion der Anzeichen 50 aufweisen. Beispielsweise kann die Prüfvorrichtung 104 des Prüfsystems 100 eine Bildanalyseapparatur 160 enthalten. Die Bildanalyseapparatur 160 kann dafür konfiguriert sein, Bilder von Anzeichen 50 zu erfassen und die Bilder der Anzeichen 50 zu verbessern, und kann ferner dafür konfiguriert sein, wie vorstehend diskutiert, die Anzeichen 50 automatisch zu erkennen.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann das Verfahren den Schritt des Betriebs der Sicherheitsvorrichtung 170 beinhalten, um das scheinbare Gewicht des Prüfsystems 100 zu verringern. Beispielsweise kann die Sicherheitsvorrichtung 170 ein Spannsystem oder Gegengewicht zum Kompensieren des Gewichtes des Prüfsystems 100 wie vorstehend diskutiert enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das das Spannsystem oder Gegengewicht enthaltende Sicherheitssystem 170 automatisch arbeiten, um das scheinbare Gewicht des Prüfsystems 100, falls erforderlich, zu verringern. Alternativ kann das Sicherheitssystem 170 manuell oder automatisch durch den Prozessor 174 betrieben werden, um das scheinbare Gewicht des Prüfsystems nach Wunsch zu verringern.
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In weiteren exemplarischen Ausführungsformen kann das Verfahren der vorliegenden Offenlegung verschiedene Schritte einschließlich der Positionierung des Rotorblattes 22 zur Prüfung durch das Prüfsystem beinhalten. Beispielsweise kann das Verfahren den Schritt der Drehung des Rotorblattes 22 dergestalt beinhalten, dass das Rotorblatt 22 angenähert parallel zu und in der Nähe des Turms angeordnet ist. Beispielsweise kann das Rotorblatt 22 um die Rotationsachse gedreht werden, bis sich das Rotorblatt 22 in einer im Wesentlichen nach unten gerichteten Position befindet. Das Rotorblatt 22 kann dann dergestalt gedreht und positioniert werden, dass es sich angenähert parallel zu dem Turm 12 befindet. Somit kann sich das auf der Windkraftanlage 10, wie z. B. auf dem Turm 12, angeordnete Prüfsystem 100 in einer optimalen Position für die Prüfung des Rotorblattes 22 befinden.
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Das Verfahren kann ferner den Schritt der Drehung der Gondel 16 um die Gierachse 38 beinhalten. Beispielsweise kann, obwohl das Prüfsystem 100 der vorliegenden Offenlegung eine Windkraftanlage 10 vorteilhaft in einer breiten Vielfalt von Umgebungsbedingungen prüfen kann, auch noch die Verwendung von einfallendem Licht zum Prüfen der Windkraftanlage 10 nützlich sein. Somit kann, wenn einfallendes Licht zur Verfügung steht, oder wenn andere gewünschte Bedingungen vorliegen, die Gondel 16 um die Gierachse 38 gedreht werden, um die Rotorblätter 22 optimal nach Wunsch zu positionieren.
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Das Verfahren kann ferner den Schritt der Drehung des Rotorblattes 22 um die Anstellachse 34 beinhalten. Beispielsweise kann ein Rotorblatt 22 der vorliegenden Offenlegung, wie im Fachgebiet bekannt, eine Druckseite, eine Saugseite, eine Vorderkante und eine Hinterkante, enthalten. Jede Seite und Kante des Rotorblattes 22 muss geprüft werden. Zur Prüfung durch das Prüfsystem 100 muss sich die Seite oder Kante in der Sichtlinie des Prüfsystems 100 befinden. Beispielsweise kann, wenn das Rotorblatt 22 so positioniert ist, dass die Druckseite, Vorderkante und Hinterkante in der Sichtlinie des auf dem Turm 12 angeordneten Prüfsystems 100 liegen, die Saugseite nicht analysiert werden. Somit kann während der Prüfung des Rotorblattes 22 durch das Prüfsystem 100, nach der Analyse von sich in der Sichtlinie des Prüfsystems 100 befindenden Abschnitten des Rotorblattes 22, das Rotorblatt 22 um die Anstellachse 34 derart gedreht werden, dass andere Abschnitte des Rotorblattes 22 in der Sichtlinie des Prüfsystems 100 platziert werden. Das Prüfsystem 100 kann dann mit der Prüfung des Rotorblattes 22 weiterfahren.
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In exemplarischen Ausführungsformen kann der Betrieb des Prüfsystems 100 der vorliegenden Offenlegung zum Prüfen der Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50, den Betrieb einer Lichtquelle 180 aufweisen, um Anzeichen 50 zu beleuchten. Beispielsweise kann das Prüfsystem 100 eine Lichtquelle 180 enthalten. Die Lichtquelle 180 kann dafür konfiguriert sein, Anzeichen 50 wie vorstehend diskutiert zu beleuchten.
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Es dürfte sich verstehen, dass das Prüfsystem und Verfahren der vorliegenden Offenlegung für eine schnelle, effiziente Prüfung einer Windkraftanlage 10 optimiert werden können. Beispielsweise können das Prüfsystem und Verfahren der vorliegenden Offenlegung dazu genutzt werden, die verschiedenen Rotorblätter 22 einer Windkraftanlage 10 schnell und effizient zu prüfen. Zusätzlich dürfte es sich verstehen, dass das Prüfsystem und Verfahren der vorliegenden Offenlegung früher bekannte menschliche Fehler in Verbindung mit der Prüfung von Windkraftanlagen 10 eliminieren oder reduzieren. Ferner dürfte es sich verstehen, dass das Prüfsystem und Verfahren der vorliegenden Offenlegung unter einer breiten Vielfalt von Umgebungsbedingungen arbeiten können.
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Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
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Es werden ein System und Verfahren zum Prüfen einer Windkraftanlage 10 auf Anzeichen 50 offengelegt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der Bereitstellung eines Prüfsystems 100 auf einem Turm 12 der Windkraftanlage 10, wobei das Prüfsystem 100 eine Klettervorrichtung 102 und eine Prüfvorrichtung 104 enthält, wovon die Klettervorrichtung 102 eine für einen Eingriff mit dem Turm 102 konfigurierte Zugapparatur 106 enthält und einen für den Antrieb der Klettervorrichtung 102 konfigurierten Antriebsmechanismus 108 enthält. Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt der Drehung eines Rotorblattes 22 der Windkraftanlage 10 dergestalt, dass das Rotorblatt 22 angenähert parallel zu dem und in der Nähe des Turmes 12 liegt, den Betrieb des Prüfsystems 100 durch Entlangfahren an dem Turm 12 und den Betrieb des Prüfsystems 100 zum Prüfen des Rotorblattes 22 auf Anzeichen 50.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Windkraftanlage
- 12
- Turm
- 14
- tragende Oberfläche
- 16
- Gondel
- 18
- Rotor
- 20
- drehbare Nabe
- 22
- Rotorblatt
- 24
- Blattfußabschnitt
- 26
- Lastübertragungsbereich
- 28
- Windrichtung
- 30
- Rotationsachse
- 32
- Anstellungsanpassungssystem
- 34
- Anstellachse
- 36
- Steuersystem
- 38
- Gierachse
- 40
- Prozessor
- 50
- Anzeichen
- 100
- Prüfsystem
- 102
- Klettervorrichtung
- 104
- Prüfvorrichtung
- 106
- Zugapparatur
- 108
- Antriebsmechanismus
- 110
- Prozessor
- 120
- Messapparatur
- 122
- Laser
- 124
- Endpunkt
- 126
- Prozessor
- 130
- Lagebestimmungsvorrichtung
- 132
- Messvorrichtung
- 134
- GPS-Vorrichtung
- 135
- Sender
- 136
- Empfänger
- 138
- Prozessor
- 140
- Echtzeitbildgebungsapparatur
- 142
- Kamera
- 144
- Empfänger
- 146
- Prozessor
- 150
- Rasterungsapparatur
- 154
- Rasterungssoftware
- 156
- Prozessor
- 160
- Bildanalyseapparatur
- 164
- Bildanalysesoftware
- 166
- Bilderkennungssoftware
- 168
- Prozessor
- 170
- Sicherheitsvorrichtung
- 172
- Federausgleich
- 174
- Prozessor
- 180
- Lichtquelle
- 182
- Prozessor
