DE102012002717A1

DE102012002717A1 - Rotor blade for wind turbine, comprises rotor blade structure, which is provided with embedded marking element and sensor, which are designed to provide information that allows conclusions about angle of incidence of rotor blade

Info

Publication number: DE102012002717A1
Application number: DE201210002717
Authority: DE
Inventors: Georgios Pechlivanoglou
Original assignee: SMART BLADE GmbH
Current assignee: SMART BLADE GmbH
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-14

Abstract

The rotor blade (1) comprises a rotor blade structure, which is provided with an embedded marking element (14), and a sensor, with which the position of the marking element is tracked. The marking element and the sensor are designed to provide information, which allows conclusions about the angle of incidence of the rotor blade. The embedded marking element is arranged between two layers of fiber-reinforced composite material of the rotor blade. The embedded marking element is arranged outside the composite structure of the blade with an adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rotor blade according to the preamble of claim 1.

Eine der Haupteigenschaften von Rotorblättern moderner Windturbinen ist die Tatsache, dass die Orientierung ihres aerodynamischen Profils von der Wurzel bis zur Spitze des Rotorblatts sich verändert. Dies ist erforderlich, um geeignete Umströmungseigenschaften über die gesamte Länge des Rotorblatts zu erreichen, um das Rotorblatt wirkungsvoll einzusetzen. Damit sich ein Rotorblatt an veränderliche Eigenschaften eines sich dynamisch ändernden Windprofils anpassen kann, sind Motorblätter moderner Windturbinen auf Kugellager montiert und die Drehlager der Turbinen sind mit leistungsfähigen Verstellantrieben ausgestattet. Diese Antriebe stehen über ihre Verstellantriebsritzel in ständigem Eingriff mit Zahnringen, die an den Verstelllagern angebracht sind und steuern aktiv den Verstellwinkel der Rotorblätter.One of the main characteristics of rotor blades of modern wind turbines is the fact that the orientation of their aerodynamic profile changes from the root to the tip of the rotor blade. This is necessary to achieve proper flow characteristics over the entire length of the rotor blade to effectively deploy the rotor blade. In order for a rotor blade to adapt to the changing characteristics of a dynamically changing wind profile, engine blades of modern wind turbines are mounted on ball bearings and the turbine pivot bearings are equipped with powerful adjustment drives. These drives are in constant engagement with toothed rings, which are attached to the adjusting bearings via their adjusting drive pinions and actively control the pitch of the rotor blades.

Einer der wichtigsten Gesichtspunkte der gesamten Einstellmechanik liegt in der genauen Messung des Einstellwinkels. Ohne diese wesentliche Information ist das Kontrollsystem der Windturbine nicht in der Lage, Korrekturgrößen zu bestimmen, die zur Absicherung eines sicheren Betriebs der Windturbine anzuwenden sind, um den Einstellwinkel des Rotorblatts korrekt einzustellen. Aus diesem Grund werden Verstellsysteme mit genauen Winkelmesssensoren ausgestattet (im Allgemeinen messen diese Sensoren den Winkel des Verstelllagers). Obwohl der Betrieb solcher Sensoren gelegentlich problematisch ist, werden sie im Allgemeinen als geeignet und lohnend erachtet. Allerdings bleibt ein weiteres Problem bezüglich der Positionierung des Rotorblattwinkels bestehen.One of the most important aspects of the entire adjustment mechanism is the accurate measurement of the setting angle. Without this essential information, the wind turbine control system will not be able to determine correction quantities to be used to ensure safe operation of the wind turbine to properly adjust the pitch of the rotor blade. For this reason, adjustment systems are equipped with accurate angle measurement sensors (these sensors generally measure the angle of the adjustment bearing). Although the operation of such sensors is occasionally problematic, they are generally considered suitable and worthwhile. However, there remains a further problem with the positioning of the rotor blade angle.

Beim Zusammensetzen einer Windturbine muss jedes Rotorblatt der Windturbine sehr genau in seinem Lager positioniert werden und anschließend das Lager in eine Nullstellung der Winkelposition gedreht werden. Dies ist der erforderliche Kalibrierungsprozess, durch den die Winkelsensoren auf Null gesetzt werden und die Rotorblätter aerodynamisch aufeinander abgestimmt werden. Gegenwärtig wird dieser Vorgang so ausgeführt, dass das Rotorblatt mit Hilfe von Markierungen auf dem Rotorblatt und dem Einstelllager visuell abgestimmt wird. Allerdings neigt diese visuelle Technik dazu, erhebliche Parallaxefehler von einigen Grad des Einstellwinkels zwischen den drei Rotorblattern an einem Windrad zu erzeugen. Die Folge solcher Abweichungen ist ein erheblicher Unterschied im Auftrieb zwischen den Rotorblättern eines Windrads (das heißt aerodynamisches Ungleichgewicht). Das Problem wird dadurch weiter verschärft, dass die Rotorblätter im Allgemeinen dazu ausgelegt sind, im Bereich ihres maximalen Auftriebs zu arbeiten. Das bedeutet, dass eine erhebliche Winkelabweichung während der Installation dazu führen kann, dass ein Windrad mit ein oder mehreren Rotorblättern bei Strömungsabriss betrieben wird. Die Folge solcher Erscheinungen kann die Beschädigung eines Rotorblatts wie auch des gesamten Windrads bedeuten. Zusätzlich wird die Energieausbeute des Windrads geringer sein als erwartet.When assembling a wind turbine, each rotor blade of the wind turbine must be positioned very accurately in its bearing and then the bearing must be rotated to a zero position of the angular position. This is the required calibration process that sets the angle sensors to zero and aerodynamically tunes the rotor blades. At present this process is carried out so that the rotor blade is visually tuned by means of markings on the rotor blade and the adjusting bearing. However, this visual technique tends to generate significant parallax errors of some degrees of pitch between the three rotor blades on a wind turbine. The consequence of such deviations is a significant difference in lift between the rotor blades of a wind turbine (ie aerodynamic imbalance). The problem is exacerbated by the fact that the rotor blades are generally designed to operate within their maximum buoyancy. This means that a significant angular deviation during installation can cause a wind turbine to operate with one or more rotor blades stalling. The consequence of such phenomena may be damaging a rotor blade as well as the entire windmill. In addition, the energy yield of the wind turbine will be lower than expected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur genauen Anpassung des Einstellwinkels von Rotorblättern einer Windturbine bei der Errichtung eines Windrads, insbesondere bei der Installation von Rotorblättern sowie während des Betriebs bereitzustellen, mit denen sich ein bislang üblicher Winkelsensor eines Windrads ersetzen lässt.The present invention has for its object to provide means for accurately adjusting the pitch of rotor blades of a wind turbine in the construction of a wind turbine, especially in the installation of rotor blades and during operation, which can replace a previously conventional angle sensor of a wind turbine.

Die Aufgabe wird mit einem Rotorblatt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved with a rotor blade having the features of claim 1.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen vorgeschlagen.Preferred and advantageous embodiments of the invention are proposed in the subclaims.

Die Erfindung geht von einem Rotorblatt für eine Windturbine aus. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Rotorblattstruktur mit wenigstens einem eingebetteten Markierungselement ausgestattet ist und dass ein Sensor vorgesehen ist, mit dem die Position des Markierungselements verfolgbar ist, und dass das wenigstens eine Markierungselement und der Sensor zur Bereitstellung von Informationen ausgebildet sind, die Rückschlüsse über den Anstellwinkel des Rotorblatts zulassen. Ein Vorteil besteht darin, dass durch Einbetten des Markierungselements in die Rotorblattstruktur kein Versatz bzw. Positionierungsfehler aufgrund einer nachträglichen Anbringung eines Markierungselements auftreten kann. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass das Markierungselement dabei vergleichsweise nahe an der äußeren Oberfläche des Rotorblatts angeordnet sein kann und sich dadurch in einem größeren Abstand zur Drehachse der Winkelverstellung des Rotorblatts befindet. Dies ermöglicht eine verbesserte Winkelauflösung bei der Bestimmung der Rotorblattstellung.The invention is based on a rotor blade for a wind turbine. The essence of the invention is that the rotor blade structure is equipped with at least one embedded marking element and that a sensor is provided, with which the position of the marking element is traceable, and that the at least one marking element and the sensor are designed to provide information that Allow conclusions about the angle of attack of the rotor blade. One advantage is that, by embedding the marker in the rotor blade structure, there can be no misalignment due to subsequent attachment of a marker. Furthermore, it is advantageous that the marking element can be arranged comparatively close to the outer surface of the rotor blade and is therefore located at a greater distance from the axis of rotation of the angular displacement of the rotor blade. This allows for improved angular resolution in the determination of the rotor blade position.

Vorzugsweise ist das wenigstens eine eingebettete Markierungselement zwischen wenigstens zwei Schichten eines faserverstärkten Werkstoffverbunds des Rotorblatts angeordnet. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass das eine eingebettete Markierungselement seine Position über vergleichsweise lange Zeit beibehält.Preferably, the at least one embedded marking element is arranged between at least two layers of a fiber-reinforced composite material of the rotor blade. This ensures that the one embedded marker retains its position for a relatively long time.

Das wenigstens eine eingebettete Markierungselement kann außerhalb der Verbundstruktur des Rotorblatts mit einem Klebemittel angeordnet sein. Dadurch lässt sich eine Störung der Struktur des Werkstoffverbunds in Bereichen des Rotorblatts vermeiden, die von wesentlicher Bedeutung für die strukturelle Belastbarkeit des Rotorblatts sind.The at least one embedded marking element may be arranged outside the composite structure of the rotor blade with an adhesive. This can disrupt the structure of the Avoid composite material in areas of the rotor blade, which are essential for the structural strength of the rotor blade.

Damit eine Positionsverfolgung von z. B. Witterungsverhältnissen unbeeinträchtigt erfolgen kann, ist es bevorzugt, dass das wenigstens eine eingebettete Markierungselement eine Metallkomponente umfasst und dass der Sensor das wenigstens eine eingebettete Markierungselement mittels Induktion verfolgt. Eine solche Unabhängigkeit von Umwelteinflüssen lässt sich auch dadurch erreichen, dass das wenigstens eine eingebettete Markierungselement magnetisch ist und dass der Sensor das wenigstens eine eingebettete Markierungselement dadurch verfolgt, dass er dessen Magnetfeld verfolgt.So that a position tracking of z. B. weather conditions can take place unimpaired, it is preferred that the at least one embedded marking element comprises a metal component and that the sensor tracks the at least one embedded marking element by means of induction. Such independence from environmental influences can also be achieved by virtue of the fact that the at least one embedded marking element is magnetic and that the sensor tracks the at least one embedded marking element by tracking its magnetic field.

Eine weitere bevorzugte Ausführung besteht darin, dass das wenigstens eine eingebettete Markierungselement einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei einer der magnetischen Pole an der Spitze mit dem kleinsten Winkel des dreieckigen Querschnitts angeordnet ist. Durch eine vergleichsweise inhomogene Feldverteilung ist damit eine vergleichsweise hohe Ortsauflösung erreichbar ist.A further preferred embodiment is that the at least one embedded marking element has a triangular cross-section, wherein one of the magnetic poles is arranged at the tip with the smallest angle of the triangular cross-section. By a comparatively inhomogeneous field distribution is thus a comparatively high spatial resolution can be achieved.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Sensor an einem nichtverstellbaren Abschnitt der Turbine montiert ist und dass der Sensor keinen Berührungskontakt zum Rotorblatt hat. Dadurch können Bewegungen des Rotorblatts die Position des Sensors nicht verändern, wodurch entsprechende Störungen der der Positionserkennung vermeidbar sind.Furthermore, it is preferred that the sensor is mounted on a non-adjustable portion of the turbine and that the sensor has no contact with the rotor blade. As a result, movements of the rotor blade can not change the position of the sensor, whereby corresponding disturbances of the position detection can be avoided.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin Um Verstellungen des Rotorblatts z. B. über einen größeren Winkelbereich zu verfolgen, kann das Rotorblatt mit mehreren eingebetteten Markierungselementen ausgestattet sein. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die eingebetteten Markierungselemente in einem Markierungsfeld angeordnet sind und dass das eingebettete Markierungsfeld über die Außenseite einer zylindrischen Wurzelregion des Rotorblatts ausgebreitet ist, wo von einem z. B. an einer Rotornabe angebrachten Sensor zuverlässig erfassbar sind.A preferred embodiment of the invention is to adjust the rotor blade z. B. to track over a larger angular range, the rotor blade may be equipped with several embedded marking elements. It is particularly preferred that the embedded marker elements are arranged in a marker field and that the embedded marker field is spread over the outside of a cylindrical root region of the rotor blade, where from a z. B. attached to a rotor hub sensor can be reliably detected.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass das eingebettete Markierungsfeld in wenigstens zwei Teilfelder aufgeteilt ist, die zueinander parallel und koaxial zu einer Drehverstellachse des Rotorblatts mit einem Versatz angeordnet sind. Hierdurch ist ebenfalls eine Steigerung der Orts- bzw. Winkelauflösung erreichbar.Furthermore, it is preferred that the embedded marker field is divided into at least two sub-fields, which are arranged parallel to one another and coaxial with a Drehverstellachse of the rotor blade with an offset. This also achieves an increase in the spatial or angular resolution.

Vorzugsweise erstreckt sich der Sensor derart über eine Ausdehnung des eingebetteten Markierungsfelds, dass mehrere eingebettete Markierungselemente ihrer Position nach gleichzeitig verfolgbar sind. Auch dies trägt zu einer höheren Genauigkeit der Positionsbestimmung des Rotorblatts bei.Preferably, the sensor extends over an extent of the embedded marker field such that a plurality of embedded marker elements are simultaneously trackable in their position. This also contributes to a higher accuracy of the position determination of the rotor blade.

Das besagte passive Element ist an einer genauen Position dauerhaft in der Rotorblattstruktur eingebunden und ermöglicht somit dessen Erkennung während der Installationsphase und damit eine genaue Ausrichtung des Rotorblattwinkels. Darüber hinaus erlaub die Erkennung der Position des Markierungselements oder eines Markierungsfeldes während des Betriebs, dass ein Turbinenkontrollsystem fortlaufend den Anstellwinkel des Rotorblatts genau einstellt. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass das eingebettete Markierungselement

– Änderungen des Herstellungsprozesses nicht beeinflusst oder von ihm beeinflusst werden,
– von einem Oberflächenbearbeitungsvorgang (Schleifen, Anstreichen etc.) nicht beeinflusst ist,
– von Transport- und Kranmanövern nicht betroffen sind,
– die strukturelle Integrität des Rotorblatts nicht beeinflussen,
– in Verbindung mit einem speziellen Messgerät, das am Neigungsdrehlager befestigt ist, eine genaue Ausrichtung des Rotorblattwinkels während der Installation und des Betriebes gewährleisten können,
– das Winkelmesssystem steht nicht im physikalischen Kontakt mit einem sich drehenden Rotorblatt und ist daher zuverlässig und robust,
– die Kosten der vorgeschlagenen Lösung sind niedrig, insbesondere im Vergleich zu den erheblichen Vorteilen, die diese Lösung bietet.

The said passive element is permanently integrated in an exact position in the rotor blade structure and thus enables its detection during the installation phase and thus an accurate alignment of the rotor blade angle. In addition, the detection of the position of the marker or marker field during operation allows a turbine control system to continuously adjust the angle of attack of the rotor blade. Further advantages of the present invention are that the embedded marking element

- changes in the manufacturing process are not influenced or influenced by him,
- is not affected by a surface treatment process (grinding, painting, etc.),
- are not affected by transport and crane maneuvers,
- do not affect the structural integrity of the rotor blade,
- in conjunction with a special measuring device attached to the tilt bearing, can ensure accurate alignment of the blade angle during installation and operation,
The angle measuring system is not in physical contact with a rotating rotor blade and is therefore reliable and robust,
The cost of the proposed solution is low, especially compared to the significant advantages offered by this solution.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und im Vergleich zum Stand der Technik näher erläutert und mit Hilfe der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and compared to the prior art and described in detail with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Rotorblatts nach dem Stand der Technik, 1 a schematic, perspective view of a rotor blade according to the prior art,

2 eine schematische Seitenansicht in teilweise geschnittener Darstellung eines Rotorblatts mit der Nabe einer Windturbine nach dem Stand der Technik, 2 1 is a schematic side view in partial section of a rotor blade with the hub of a wind turbine according to the prior art,

3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Formwerkzeugs mit eingelegtem Wurzelabschnitt eines erfindungsgemäßen Rotorblatts, 3 FIG. 2 a schematic, perspective view of a molding tool with inserted root section of a rotor blade according to the invention, FIG.

4 eine schematische Aufsicht auf ein Markierungselement, 4 a schematic plan view of a marking element,

5 eine schematische Seitenansicht eines anhand verschiedener Querschnitte dargestellten Rotorblatts, 5 a schematic side view of a rotor blade illustrated with reference to different cross sections,

6 eine schematische Aufsicht auf ein Rotorblatt, 6 a schematic plan view of a rotor blade,

7 schematische Seitenansicht eines Querschnitts eines Rotorblatts in einem zylindrischen Bereich der Rotorblattwurzel, 7 schematic side view of a cross section of a rotor blade in a cylindrical region of the rotor blade root,

8 eine schematische Aufsicht auf einen Sensor und ein Markierungsfeld. 8th a schematic plan view of a sensor and a marker field.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Rotorblatts nach dem Stand der Technik gezeigt. Das Rotorblatt 1 ist mit Montagebolzen 3 ausgestattet, die zur Anbringung an einem Drehlager zur Neigungsverstellung des Rotorblatts vorgesehen sind. Dies entspricht dem üblichen Aufbau bzw. der üblichen Anordnung eines Rotorblatts und wird in verschiedenen Formen und Ausführungen in der gesamten Windindustrie verwendet.In 1 is a schematic representation of a rotor blade according to the prior art shown. The rotor blade 1 is with mounting bolts 3 equipped for attachment to a rotary bearing for tilt adjustment of the rotor blade. This corresponds to the usual structure or arrangement of a rotor blade and is used in various forms and designs throughout the wind industry.

Die 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Verbindungsbereichs des Rotorblatt 1 mit dem Drehlager 2 und der Nabe 6. Ein T-Bolzen 31 ist in der Wurzelregion des Rotorblatts eingebettet und verbindet das Rotorblatt mit einem oberen Ring des Drehlagers 2. Der untere Ring des Drehlagers 2 ist mit der Nabe 6 verbunden mit einer Vielzahl von Verbindungsbolzen 5. Eine Neigungsverstellung des Rotorblatts ist mit Hilfe des elektrischen Verstellantriebs 4 erreichbar. Der elektrische Verstellantrieb 4 steht über ein Ritzel 41 in ständigem Eingriff mit einer Verzahnung 21, zum Beispiel an einer inneren Fläche des Drehlagers 2.The 2 shows an enlarged section of the connecting portion of the rotor blade 1 with the pivot bearing 2 and the hub 6 , A T-bolt 31 is embedded in the root region of the rotor blade and connects the rotor blade with an upper ring of the pivot bearing 2 , The lower ring of the pivot bearing 2 is with the hub 6 connected to a plurality of connecting bolts 5 , An inclination adjustment of the rotor blade is by means of the electric adjustment drive 4 reachable. The electric adjustment drive 4 is about a pinion 41 in constant engagement with a gearing 21 , For example, on an inner surface of the pivot bearing 2 ,

Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Formwerkzeugs für ein Rotorblatt 11. Die Form ist mit mehreren Lagen eines faserverstärkten Materials ausgelegt und an einer vorgegebenen Position sind ein oder mehrere Markierungselemente 14 in die Schichtstruktur eingelegt. Die Markierungselemente für eine Positionsmarkierung können Metalleinlagen sein, die mit einem Induktionssensor 7, der an der Nabe 6 befestigt ist, verfolgbar sein. wahlweise können die Einlagen 14 auch magnetische Elemente sein, die mit einem Magnetsensor verfolgbar sind. Ein vergrößertet Ausschnitt a in 3 zeigt deutlich die Positionierung und Anordnung der Einlage zwischen einer unteren und einer oberen Schicht des faserverstärkten Materials 12 und 13.The 3 shows a schematic view of a mold for a rotor blade 11 , The mold is designed with multiple layers of fiber reinforced material and at a given position are one or more marking elements 14 inserted into the layer structure. The marking elements for a position marking can be metal inserts that are equipped with an induction sensor 7 who is at the hub 6 is attached, be traceable. Optionally, the deposits 14 Also magnetic elements that are trackable with a magnetic sensor. An enlarged detail a in 3 clearly shows the positioning and arrangement of the insert between a lower and an upper layer of the fiber reinforced material 12 and 13 ,

Die 4 zeigt einen Querschnitt einer vorgeschlagenen magnetischen Einlage 14. Dessen dreieckiger keilartige Querschnitt erlaubt eine schlankere Konzentration magnetischer Feldlinien 15 nahe dem Südpol des Magneten S, wodurch die Verfolgungsgenauigkeit des Magnetsensors 7 erhöht wird.The 4 shows a cross section of a proposed magnetic insert 14 , Its triangular wedge-like cross-section allows for a leaner concentration of magnetic field lines 15 near the south pole of the magnet S, thereby increasing the tracking accuracy of the magnetic sensor 7 is increased.

Die 5 zeigt ein Rotorblatt während einer Neigungsverstellung. Dabei ist der Sensor 7 an einem nicht verstellbaren Element der Windturbine angebracht wie zum Beispiel der Nabe 6 oder einem nicht verstellbaren Teil des Drehlagers 2. Der Kopf des Sensors 7 ist in unmittelbarer Nachbarschaft zum Rotorblatt angeordnet, um die Anwesenheit der eingebetteten Markierungselemente 14 zu erkennen.The 5 shows a rotor blade during a tilt adjustment. Here is the sensor 7 attached to a non-adjustable element of the wind turbine such as the hub 6 or a non-adjustable part of the pivot bearing 2 , The head of the sensor 7 is located in the immediate vicinity of the rotor blade to detect the presence of the embedded marker elements 14 to recognize.

Die 6 zeigt die in 5 gezeigte Anordnung aus einem anderen Blickwinkel, Das Rotorblatt 1 ist über das Drehlager 2 mit der Nabe 6 verbunden und ist mit zumindest einem eingebetteten Markierungselement 14 ausgestattet. Der Sensor 7 zur Positionserkennung ist auf der Nabe 6 montiert und reicht nahe an die Oberfläche des Rotorblatts heran, um das eingebettete Markierungselement zu verfolgen.The 6 shows the in 5 shown arrangement from another angle, the rotor blade 1 is about the pivot bearing 2 with the hub 6 connected and is with at least one embedded marking element 14 fitted. The sensor 7 for position detection is on the hub 6 mounted and approaches close to the surface of the rotor blade to follow the embedded marking element.

Die 7 zeigt eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der der vorgeschlagene Sensoraufbau zur Positionserkennung auch zur Messung des Anstellwinkels während eines Betriebs einer Windturbine verwendbar ist. In diesem Fall sind eine Vielzahl von eingebetteten Markierungselementen 14 in der Form eines eingebetteten Markierungsfeld 141 in die Rotorblattstruktur integriert. Beim Verstellen streicht das Rotorblatt 1 am Sensor 7 vorbei, der an einem nicht verstellbaren Teil der Nabe befestigt ist. Der Sensor 7 ist in der Lage, einen relativen sowie einen absoluten Neigungswinkel bzw. Anstellwinkel des Rotorblatts 1 zu identifizieren, wodurch eine Kontrolleinheit der Windturbine in die Lage versetzt wird, wirkungsvoll die Energie- und Leistungsproduktion wirkungsvoll zu kontrollieren sowie die aerodynamischen und aeroelastischen Belastungen der Turbinenstruktur zu beaufsichtigen.The 7 shows a further embodiment of the present invention, in which the proposed sensor assembly for position detection is also useful for measuring the angle of attack during operation of a wind turbine. In this case, there are a variety of embedded marking elements 14 in the form of an embedded check box 141 integrated into the rotor blade structure. When adjusting the rotor blade sweeps 1 on the sensor 7 past, which is attached to a non-adjustable part of the hub. The sensor 7 is capable of a relative and an absolute angle of inclination or angle of attack of the rotor blade 1 which enables a wind turbine control unit to effectively control energy and power production as well as oversee the aerodynamic and aerodynamic loads of the turbine structure.

Die 8 zeigt ein Beispiel für eine Verbesserung des Konzepts, das in 7 vorgeschlagen ist. Das vorgeschlagene, eingebettete Markierungsfeld 141 ist mit einer Vielzahl von Markierungselementen 14 ausgestattet, wobei das Markierungsfeld in Teilfeldern 141a, 141b, 141c, 141d etc. angeordnet ist. Die Teilfelder 141a bis 141d erlauben eine gleichzeitige Verfolgung mehrere Markierungselemente 14 durch den Kopf des Sensors 7 zur Positionserkennung. Jedes Teilfeld 141a bis 141d eingebetteter Markierungselemente 14 weist einen kleinen Versatz 143 gegenüber benachbarten Teilfeldern 141a bis 141d auf. Der besagte Versatz 143 ist jedoch kleiner als ein Zwischenraum 142 zwischen jeweils zwei benachbarten eingebetteten Markierungselementen 14 innerhalb eines Teilfeldes 141a bis 141d. Auf diese Weise ist die Genauigkeit der Anstellwinkelerkennung durch den Sensor 7 erheblich verbessert, wodurch eine genauere Kontrolle erreichbar ist ohne auf einen genaueren Sensor mit empfindlicherem Messprinzip zurückgreifen zu müssen.The 8th shows an example of an improvement of the concept, which in 7 is proposed. The proposed embedded check box 141 is with a variety of marking elements 14 equipped with the check box in subfields 141 . 141b . 141c . 141d etc. is arranged. The subfields 141 to 141d Simultaneous tracking allow multiple marking elements 14 through the head of the sensor 7 for position detection. Each subfield 141 to 141d embedded marking elements 14 has a small offset 143 opposite neighboring subfields 141 to 141d on. The said offset 143 is smaller than a gap 142 between each two adjacent embedded marking elements 14 within a subfield 141 to 141d , In this way, the accuracy of the pitch detection by the sensor 7 significantly improved, allowing more accurate control without having to resort to a more accurate sensor with a more sensitive measurement principle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rotorblattrotor blade
22: Drehlagerpivot bearing
33: Montagebolzenmounting bolts
44: Verstellantriebadjustment
55: Verbindungsbolzenconnecting bolts
66: Nabehub
77: Induktionssensorinductive sensor
1111: Formwerkzeugmold
1212: FaserverbundschichtFiber composite layer
1313: FaserverbundschichtFiber composite layer
1414: Markierungselementmarker
1515: magnetische Feldlinienmagnetic field lines
2121: Verzahnunggearing
4141: Ritzelpinion
141141: Markierungsfeldcheckbox
141a141: Teilfeldernsubfields
141b141b: Teilfeldernsubfields
141c141c: Teilfeldernsubfields
141d141d: Teilfeldernsubfields
142142: Zwischenraumgap
143143: Versatzoffset

Claims

Rotor blade ( 1 ) for wind turbine, characterized in that the rotor blade structure with at least one embedded marking element ( 14 ) is provided, that a sensor is provided, with which the position of the marking element is traceable, and that the at least one marking element and the sensor are designed to provide information that allow conclusions about the angle of attack of the rotor blade.

Rotor blade ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one embedded marking element ( 14 ) between at least two layers of a fiber-reinforced composite material of the rotor blade ( 1 ) are arranged.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one embedded marking element ( 14 ) is arranged outside the composite structure of the rotor blade with an adhesive.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one embedded marking element 14 comprises a metal component and that the sensor ( 7 ) the at least one embedded marking element ( 14 ) followed by induction.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one embedded marking element ( 14 ) is magnetic and that the sensor ( 7 ) tracks the at least one embedded marker by tracking its magnetic field.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one embedded marking element ( 14 ) has a triangular cross section, wherein one of the magnetic poles is arranged at the tip with the smallest angle of the triangular cross section.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 7 ) is mounted on a non-adjustable section of the turbine and that the sensor ( 7 ) no contact with the rotor blade ( 1 ) Has.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor blade is equipped with a plurality of embedded marking elements.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the embedded marking elements ( 14 ) in a checkbox ( 141 ) and that the embedded check box ( 141 ) over the outside of a cylindrical root region of the rotor blade ( 1 ) is spread.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the embedded marker field ( 141 ) into at least two subfields ( 141 . 141b . 141c . 141d ) parallel to each other and coaxial to a Drehverstellachse the rotor blade with an offset ( 143 ) are arranged.

Rotor blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 7 ) over an extent of the embedded marker field ( 141 ) extends that several embedded marker elements ( 14 ) are simultaneously trackable in their position.