DE102012013361A1 - Rotor blade of wind turbine used in power generation application, has measuring and control device that is provided with sensors for measuring acceleration and rotating rate of blade in all three directions, respectively - Google Patents

Rotor blade of wind turbine used in power generation application, has measuring and control device that is provided with sensors for measuring acceleration and rotating rate of blade in all three directions, respectively Download PDF

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Abstract

The rotor blade (2) has a measuring and control device (3) which is integrally provided for controlling the blade of wind turbine (1). The measuring and control device is provided with micro-mechanical acceleration sensors (4a-4c) for measuring the blade acceleration, and rotating rate sensors (5a-5c) for measuring the rotating rate of blade in all three directions. Independent claims are included for the following: (1) a calibration method of sensors; and (2) a method for operating measuring and control device of rotor blade.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt einer Windkraftanlage mit einer Mess- und Überwachungseinrichtung für Messungen am Rotorblatt und zur Überwachung des Rotorblatts.The invention relates to a rotor blade of a wind turbine with a measuring and monitoring device for measurements on the rotor blade and for monitoring the rotor blade.

Windkraftanlagen erlangen zunehmend höhere Bedeutung für die regenerative Energieerzeugung. Die Spitzenleistung einzelner Windkraftanlagen überschreitet mittlerweile die Megawatt-Grenze und wird noch laufend gesteigert. Damit verbunden ist die Zunahme der Dimensionen der Rotorblätter, die normalerweise einstückig aus Faserverbundmaterial gefertigt sind. Ihre mechanische Stabilität ist ein kritischer Punkt beim Betrieb einer Windkraftanlage. Ermüdungsrisse sind nur schwer zu detektieren und schlecht zu reparieren. Der Wechsel ganzer Rotorblätter führt zu erheblichen Kosten. Besonders kritisch sind Schwingungen der Rotorblätter (vergleiche die Literaturstelle ”Fatigue Degradation and Failure of Rotating Composite Structures – Materi-als Characterisation and Underlying Mechanisms” von E. Kristofer Gamstedt und Svend Ib Andersen, Materials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, March 2001 ).Wind turbines are becoming increasingly important for regenerative power generation. The peak output of individual wind turbines now exceeds the megawatt limit and is still being constantly increased. Associated with this is the increase in the dimensions of the rotor blades, which are usually made in one piece from fiber composite material. Its mechanical stability is a critical issue when operating a wind turbine. Fatigue cracks are difficult to detect and difficult to repair. Changing entire rotor blades leads to considerable costs. Particularly critical are vibrations of the rotor blades (see the reference "Fatigue Degradation and Failure of Rotating Composite Structures - Materi-as Characterization and Underlying Mechanisms" by E. Kristofer Gamstedt and Svend Ib Andersen, Materials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, March 2001 ).

Gegenwärtig schließt man über Messungen der Windstärke und der Windrichtung sowie der elektrischen Leistung auf die Belastung, und man steuert oder regelt die Anstellung der Rotorblätter, um Belastungsgrenzen nicht zu überschreiten. Teilweise existieren bereits Windkraftanlagen mit Sensoren an den Befestigungsstellen der Rotoren an der zentralen Welle zur Ermittlung der Belastungen. Dennoch kommt es immer wieder zu Beschädigungen der Rotorblätter. Fährt man mit relativ hohen Sicherheitsabständen – Abstand der Belastung zur Belastungsgrenze –, so setzt man den Wirkungsgrad der Windkraftanlage herab.Currently, wind load and wind direction and electrical power measurements are used to determine the load, and control or regulation of the rotor blades to ensure that load limits are not exceeded. Some wind turbines with sensors already exist at the attachment points of the rotors on the central shaft for determining the loads. Nevertheless, it always comes back to damage the rotor blades. If you drive with relatively high safety distances - distance of the load to the load limit - you set the efficiency of the wind turbine down.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Lösungsmöglichkeit für die zuvor aufgezeigten Probleme anzugeben, so dass insbesondere einerseits zu hohe Belastungen der Rotorblätter von Windkraftanlagen vermieden werden können, andererseits aber mit relativ geringen Sicherheitsabständen – Abstand der tatsächlichen Belastung zur Belastungsgrenze – gearbeitet werden kann.The invention is based on the object of specifying a possible solution for the problems indicated above, so that on the one hand excessive loads on the rotor blades of wind turbines can be avoided, but on the other hand with relatively small safety distances - distance of the actual load to the load limit - can be worked.

Das erfindungsgemäße Rotorblatt, bei dem die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe zumindest teilweise gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Überwachungseinrichtung am oder vorzugsweise integral im Rotorblatt vorgesehen ist und dass die Mess- und Überwachungseinrichtung mindestens einen Sensor zur Messung von Beschleunigungen und mindestens einen Sensor zur Messung von Drehraten aufweist. Erfindungsgemäß kann an jeder beliebigen Stelle des Rotorblatts die lokal auftretende Beschleunigung und die lokal auftretende Drehrate ermittelt werden. Da vorzugsweise die zu einem erfindungsgemäßen Rotorblatt gehörende Mess- und Überwachungseinrichtung integral im Rotorblatt vorgesehen ist, können also erfindungsgemäß ausgestaltete Rotorblätter werksseitig realisiert werden und erfindungsgemäß ausgeführte Rotorblätter angeliefert und zu wesentlich verbesserten Windkraftanlagen zusammengebaut werden.The rotor blade according to the invention, in which the previously derived and indicated object is at least partially solved, is initially and essentially characterized in that the measuring and monitoring device is provided on or preferably integrally in the rotor blade and that the measuring and monitoring device at least one sensor for Measurement of accelerations and at least one sensor for measuring rotation rates. According to the invention, the locally occurring acceleration and the locally occurring yaw rate can be determined at any point on the rotor blade. Since the measuring and monitoring device belonging to a rotor blade according to the invention is preferably provided integrally in the rotor blade, rotor blades designed according to the invention can be produced at the factory and rotor blades exported according to the invention can be assembled to form significantly improved wind power plants.

Es gibt eine Mehrzahl von Ausgestaltungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten für das bisher beschriebene erfindungsgemäße Rotorblatt. Das gilt insbesondere und zunächst in Bezug auf die Anordnung und die Realisierung der Sensoren. So können für die Messungen von Beschleunigungen entlang einer Achse im Raum und/oder Drehraten um eine Achse im Raum mindestens jeweils zwei Sensoren mit unterschiedlichen Messbereichen vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn Sensoren zur Messung von Beschleunigungen in allen drei Raumrichtungen vorgesehen sind. Die Sensoren selbst, also für die Messungen von Beschleunigungen und Drehraten, sind vorzugsweise mikromechanische Sensoren mit einer Messachse oder mit mehreren Messachsen, wie sie für sich zwischenzeitlich zum Stand der Technik gehören (vgl. die Prospektblätter ADXL 193 und ADXRS 620 der Firma ANALOG DEVICES). Auch wird man vorzugsweise die Mess- und Überwachungseinrichtung zur Digitalisierung der Messwerte der Sensoren ausbilden.There are a plurality of design and training opportunities for the rotor blade according to the invention described so far. This applies in particular and initially with respect to the arrangement and the realization of the sensors. Thus, at least two sensors with different measuring ranges can be provided for the measurements of accelerations along an axis in space and / or rotation rates about an axis in space. It is also advantageous if sensors are provided for measuring accelerations in all three spatial directions. The sensors themselves, that is to say for the measurements of accelerations and yaw rates, are preferably micromechanical sensors with one measuring axis or with several measuring axes, as they belong to the state of the art in the meantime (see the prospectus sheets ADXL 193 and ADXRS 620 of the company ANALOG DEVICES). , Also, it will be preferable to form the measuring and monitoring device for digitizing the measured values of the sensors.

Da die Messung von Beschleunigungen und die Messung von Drehraten natürlich nicht Selbstzweck sind, geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, der vorzugsweise integral im Rotorblatt vorgesehenen Mess- und Überwachungseinrichtung eine Übertragungseinrichtung zuzuordnen, insbesondere zur Übertragung der Beschleunigungs- und Drehraten-Messwerte.Since the measurement of accelerations and the measurement of rotation rates are of course not an end in itself, another teaching of the invention is to assign a transmission device preferably integrally provided in the rotor blade measuring and monitoring device, in particular for transmitting the acceleration and rotation rate measured values.

Man könnte daran denken, die der Mess- und Übertragungseinrichtung zugeordnete Übertragungseinrichtung drahtgebunden auszuführen, also innerhalb des Rotorblattes eine Übertragungsleitung vorzusehen und über diese Übertragungsleitung die Beschleunigungs- und Drehraten-Messwerte dem zentralen Kopf der Windkraftanlage zuzuführen. Vorzugsweise ist jedoch die Übertragungseinrichtung drahtlos ausgeführt. Das, was dann zusätzlich realisiert sein muss, wird weiter unten beschrieben.One might think of carrying out the transmission device assigned to the measuring and transmission device in a wired manner, ie to provide a transmission line within the rotor blade and to supply the acceleration and rotation rate measured values to the central head of the wind power plant via this transmission line. Preferably, however, the transmission device is wireless. What has to be additionally realized is described below.

Ganz besondere Bedeutung kommt einer weiteren Lehre der Erfindung zu, nach der die vorzugsweise integral im Rotorblatt vorgesehene Mess- und Überwachungseinrichtung eine Energieerzeugungseinrichtung aufweist. Dadurch ist die im Rotorblatt vorgesehene Mess- und Überwachungseinrichtung energieautark, so dass es einer leitungsgebundenen Energiezurverfügungstellung zu der im Rotorblatt verwirklichten Mess- und Überwachungseinrichtung nicht bedarf.Of particular importance is a further teaching of the invention according to which the measuring and monitoring device, which is preferably provided integrally in the rotor blade, has an energy generating device. As a result, provided in the rotor blade measuring and Monitoring device energy self-sufficient, so that it does not require a line-bound Energiezurverfügungstellung to the implemented in the rotor blade measuring and monitoring device.

Die nach der zuvor angesprochenen besonderen Lehre der Erfindung vorgesehene Energieerzeugungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie aus der Rotation des Rotorblattes elektrische Energie erzeugt.The energy generating device provided according to the above-mentioned special teaching of the invention is preferably designed such that it generates electrical energy from the rotation of the rotor blade.

Im Einzelnen kann die Energieerzeugungseinrichtung eine Spule und einen Permanentmagneten umfassen und der Permanentmagnet in Bezug auf die Spule derart bewegbar gelagert sein, dass bei Rotation der Energieerzeugungseinrichtung um eine Rotationsachse durch die Bewegung des Permanentmagneten eine Spannung in der Spule induziert wird. Vorzugsweise ist dafür gesorgt, dass bei einer stationären Beschleunigung entlang der Bewegungsrichtung des Permanentmagneten, die größer als die Erdschwerebeschleunigung ist, der Permanentmagnet bei Rotation um die Rotationsachse durch ein Federsystem weiterhin die durch die Lagerung bestimmte Bewegung ausführt und eine Spannung in der Spule induziert. Grundsätzlich kann auch der Permanentmagnet feststehen und die Spule beweglich sein.Specifically, the power generation device may include a coil and a permanent magnet, and the permanent magnet may be movably supported relative to the coil such that upon rotation of the power generation device about a rotation axis, a voltage is induced in the coil by the movement of the permanent magnet. Preferably, it is ensured that at a steady acceleration along the direction of movement of the permanent magnet, which is greater than the gravitational acceleration, the permanent magnet on rotation about the axis of rotation by a spring system continues to perform the movement determined by the storage and induces a voltage in the coil. In principle, the permanent magnet can also be fixed and the coil can be movable.

Abweichend von dem, was unmittelbar zuvor beschrieben worden ist, kann die Energieerzeugungseinrichtung auch so ausgebildet sein, dass sie zur Erzeugung von elektrischer Energie den piezoelektrischen Effekt ausnutzt.Notwithstanding what has been described immediately above, the energy generating device can also be designed such that it uses the piezoelectric effect to generate electrical energy.

Bei allen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Rotorblätter, bei denen die Mess- und Überwachungseinrichtung eine Energieerzeugungseinrichtung aufweist, kann ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen sein, insbesondere ein Doppelschichtkondensator. Weiter oben ist bereits darauf hingewiesen worden, dass dann, wenn die der Mess- und Überwachungseinrichtung zugeordnete Übertragungseinrichtung drahtlos ausgeführt ist, Zusätzliches realisiert werden muss. Gegenstand der Erfindung ist dann ein Mess- und Überwachungssystem mit einem Rotorblatt, wie zuvor beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Mess- und Überwachungseinrichtung des Rotorblatts eine stationäre Empfangseinrichtung zugeordnet ist, vorzugsweise im zentralen Kopf der Windkraftanlage. Bei diesem Mess- und Übertragungssystem wird man dann im Rotorblatt eine Empfangseinrichtung vorsehen und der Empfangseinrichtung des Rotorblatts eine stationäre Sendeeinrichtung zuordnen. Im zentralen Kopf der Windkraftanlage sind dann eine stationäre Empfangseinrichtung einerseits und eine stationäre Sendeeinrichtung andererseits vorgesehen, so dass zwischen der im Rotorblatt vorgesehenen Mess- und Überwachungseinrichtung und dem Kopf der Windkraftanlage ein bidirektionaler Übertragungsweg realisiert ist, einerseits zwischen der Übertragungseinrichtung im Rotorblatt und der stationären Empfangseinrichtung, andererseits zwischen der stationären Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung im Rotorblatt.In all embodiments of rotor blades according to the invention, in which the measuring and monitoring device has an energy generating device, an electrical energy store can be provided, in particular a double-layer capacitor. It has already been pointed out above that if the transmission device assigned to the measuring and monitoring device is wireless, additional measures have to be implemented. The invention is then a measuring and monitoring system with a rotor blade, as described above, which is characterized in that the measuring and monitoring device of the rotor blade is associated with a stationary receiving device, preferably in the central head of the wind turbine. In this measuring and transmission system, a receiving device will then be provided in the rotor blade and a stationary transmitting device assigned to the receiving device of the rotor blade. In the central head of the wind turbine, a stationary receiving device on the one hand and a stationary transmitting device are then provided, so that between the provided in the rotor blade measuring and monitoring device and the head of the wind turbine, a bidirectional transmission path is realized, on the one hand between the transmission device in the rotor blade and the stationary receiving device on the other hand, between the stationary transmitting device and the receiving device in the rotor blade.

Zuletzt ist nicht nur ein erfindungsgemäßes Rotorblatt beschrieben, beschrieben ist vielmehr ein erfindungsgemäßes Mess- und Überwachungssystem mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Rotorblatt, wobei dieses Mess- und Überwachungssystem vor allem durch die bidirektionale drahtlose Verbindung zwischen dem Rotorblatt und dem Kopf der Windkraftanlage gekennzeichnet ist. Dadurch können nicht nur Beschleunigungen und Drehraten gemessen und vom Rotorblatt drahtlos auf den zentralen Kopf der Windkraftanlage übertragen werden, können vielmehr auch die vorzugsweise mikromechanisch ausgeführten Sensoren beeinflusst werden, können nämlich ihre Messeigenschaften optimal an die jeweilige Betriebssituation angepasst werden. Ebenso können separierte oder sich überlappende Phasen für die Messung, die Signalübertragung und die Energiegewinnung abhängig vom Betriebszustand vorgegeben werden.Finally, not only a rotor blade according to the invention is described, but rather an inventive measuring and monitoring system with a rotor blade designed according to the invention, this measuring and monitoring system being characterized above all by the bidirectional wireless connection between the rotor blade and the head of the wind power plant. As a result, not only accelerations and rotation rates can be measured and transmitted wirelessly from the rotor blade to the central head of the wind turbine, but also the preferably micromechanically designed sensors can be influenced, namely their measurement properties can be optimally adapted to the respective operating situation. Likewise, separated or overlapping phases for the measurement, the signal transmission and the energy recovery can be specified depending on the operating state.

Nach allem, was zuvor beschrieben worden ist, ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zur Kalibrierung der Sensoren des erfindungsgemäßen Rotorblattes, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sensoren dadurch kalibriert werden, dass aus der bekannten Drehzahl des Rotors und der Positionierung und Orientierung der für die Messung von Beschleunigungen vorgesehenen Sensoren die auf diese Sensoren wirkende Beschleunigung und aus der bekannten Drehzahl des Rotors die auf die für die Messung der Drehrate vorgesehenen Sensoren wirkende Drehrate bestimmt wird.After all, what has been described above, the subject of the invention is also a method for calibrating the sensors of the rotor blade according to the invention, which is characterized in that the sensors are calibrated by the fact that from the known speed of the rotor and the positioning and orientation of the the measurement of accelerations sensors provided acting on these sensors acceleration and from the known speed of the rotor which is determined to the provided for the measurement of the rotation rate sensors yaw rate is determined.

Im Übrigen gibt die Erfindung die Möglichkeit eines besonderen Verfahrens zum Betrieb der im Rotorblatt verwirklichten Mess- und Überwachungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die gemessenen Beschleunigungen und Drehraten als Maß für die mechanische statische und dynamische Verformung des Rotorblattes ausgewertet werden und durch die Kenntnis der mechanischen Belastung der Wirkungsgrad der Windkraftanlage maximiert und eine Beschädigung der Rotorblätter verhindert wird.Moreover, the invention gives the possibility of a special method for operating the realized in the rotor blade measuring and monitoring device, which is characterized in that the measured accelerations and rotation rates are evaluated as a measure of the mechanical static and dynamic deformation of the rotor blade and by the knowledge of mechanical load maximizes the efficiency of the wind turbine and prevents damage to the rotor blades.

Insgesamt ermöglichen die verschiedenen Lehren der Erfindung eine aktive Dämpfung mechanischer Schwingungen der Rotorblätter einer Windkraftanlage mithilfe einer vollständigen und ausreichend schnellen Regelung.Overall, the various teachings of the invention enable active damping of mechanical vibrations of the rotor blades of a wind turbine by means of complete and sufficiently rapid control.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäß auch eine quasi statische Verformung der Rotorblätter bei konstanten Windverhältnissen und konstanten elektrischen Lastverhältnissen durch empfindliche Neigungssensoren und durch den Vergleich bei Stillstand oder bei geringer Belastung ermittelt werden kann.Finally, it should be noted that according to the invention also a quasi-static Deformation of the rotor blades at constant wind conditions and constant electrical load conditions can be determined by sensitive inclination sensors and by the comparison at standstill or at low load.

Im Einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die nebengeordneten Patentansprüche 1, 14, 17 und 18 sowie die den nebengeordneten Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche 2 bis 13, 15 und 16.In particular, there are various ways to design and develop the teaching of the invention. Reference is made to the independent claims 1, 14, 17 and 18 and the independent claims subordinate claims 2 to 13, 15 and 16.

Im Folgenden wird nun die Erfindung nochmals in Verbindung mit einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigenIn the following, the invention will be explained again in connection with a drawing illustrating an embodiment; show it

1 sehr schematisch, eine Windkraftanlage und 1 very schematic, a wind turbine and

2 in Form eines Blockschaltbildes bei einer Windkraftanlage verwirklichte erfindungsgemäße Maßnahmen. 2 in the form of a block diagram in a wind turbine realized inventive measures.

In der 1 ist eine Windkraftanlage 1 dargestellt, zu der drei Rotorblätter 2 gehören. Die Rotorblätter 2 der Windkraftanlage 1 weisen Mess- und Überwachungseinrichtungen 3 für Messungen an den Rotorblättern 2 und zur Überwachung der Rotorblätter 2 auf.In the 1 is a wind turbine 1 shown, to the three rotor blades 2 belong. The rotor blades 2 the wind turbine 1 have measuring and monitoring equipment 3 for measurements on the rotor blades 2 and for monitoring the rotor blades 2 on.

Erfindungsgemäß sind die Rotorblätter 2 zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Überwachungseinrichtungen 3 am oder vorzugsweise integral in den Rotorblättern vorgesehen sind und dass die Mess- und Überwachungseinrichtung 3 mindestens einen Sensor zur Messung von Beschleunigungen und mindestens einen Sensor zur Messung von Drehraten aufweist. Im Ausführungsbeispiel nach 2 sind drei Sensoren 4a, 4b und 4c für die Messungen von Beschleunigungen und drei Sensoren 5a, 5b und 5c für die Messung von Drehraten vorgesehen. Die Sensoren 4a, 4b und 4c sowie die Sensoren 5a, 5b und 5c sind an einen zentralen analog/digital-Wandler 6 angeschlossen, dessen Ausgang an eine Übertragungseinrichtung 7 angeschlossen ist. Schließlich weisen die Mess- und Überwachungseinrichtungen 3 noch eine Energieerzeugungseinrichtung 8 auf.According to the invention, the rotor blades 2 initially and essentially characterized in that the measuring and monitoring devices 3 are provided on or preferably integrally in the rotor blades and that the measuring and monitoring device 3 has at least one sensor for measuring accelerations and at least one sensor for measuring rotation rates. In the embodiment according to 2 are three sensors 4a . 4b and 4c for measurements of accelerations and three sensors 5a . 5b and 5c intended for the measurement of rotation rates. The sensors 4a . 4b and 4c as well as the sensors 5a . 5b and 5c are connected to a central analog / digital converter 6 connected, whose output to a transmission device 7 connected. Finally, the measuring and monitoring equipment 3 another power generation facility 8th on.

Im Einzelnen ist nicht dargestellt, dass der Mess- und Überwachungseinrichtung 3 des Rotorblatts 2 eine stationäre Empfangseinrichtung zugeordnet ist, dass im Rotorblatt 2 eine Empfangseinrichtung vorgesehen ist und dass der Empfangseinrichtung des Rotorblatts 2 eine stationäre Sendeeinrichtung zugeordnet ist. Die stationäre Empfangseinrichtung und die stationäre Sendeeinrichtung sind im zentralen Kopf 9 der Windkraftanlage 1 verwirklicht.In detail, it is not shown that the measuring and monitoring device 3 of the rotor blade 2 a stationary receiving device is associated with that in the rotor blade 2 a receiving device is provided and that the receiving device of the rotor blade 2 a stationary transmitting device is assigned. The stationary receiving device and the stationary transmitting device are in the central head 9 the wind turbine 1 realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ”Fatigue Degradation and Failure of Rotating Composite Structures – Materi-als Characterisation and Underlying Mechanisms” von E. Kristofer Gamstedt und Svend Ib Andersen, Materials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, March 2001 [0002] "Fatigue Degradation and Failure of Rotating Composite Structures - Materi-as Characterization and Underlying Mechanisms" by E. Kristofer Gamstedt and Svend Ib Andersen, Materials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, March 2001 [0002]

Claims (18)

Rotorblatt einer Windkraftanlage mit einer Mess- und Überwachungseinrichtung für Messungen am Rotorblatt und zur Überwachung des Rotorblatts, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Überwachungseinrichtung (3) am oder vorzugsweise integral im Rotorblatt (2) vorgesehen ist und dass die Mess- und Überwachungseinrichtung (3) mindestens einen Sensor (4a, 4b, 4c) zur Messung von Beschleunigungen und mindestens einen Sensor (5a, 5b, 5c) zur Messung von Drehraten aufweist.Rotor blade of a wind turbine with a measuring and monitoring device for measurements on the rotor blade and for monitoring the rotor blade, characterized in that the measuring and monitoring device ( 3 ) on or preferably integrally in the rotor blade ( 2 ) and that the measuring and monitoring device ( 3 ) at least one sensor ( 4a . 4b . 4c ) for measuring accelerations and at least one sensor ( 5a . 5b . 5c ) for measuring rotation rates. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messung von Beschleunigungen entlang einer Achse im Raum und/oder Drehraten um eine Achse im Raum mindestens jeweils zwei Sensoren (4a, 4b, 4c bzw. 5a, 5b, 5c) mit unterschiedlichen Messbereichen vorgesehen sind.Rotor blade according to claim 1, characterized in that for the measurement of accelerations along an axis in space and / or rotation rates about an axis in space at least two sensors ( 4a . 4b . 4c respectively. 5a . 5b . 5c ) are provided with different measuring ranges. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (4a, 4b, 4c und 5a, 5b, 5c) zur Messung von Beschleunigungen und Drehraten in allen drei Raumrichtungen vorgesehen sind.Rotor blade according to claim 1 or 2, characterized in that sensors ( 4a . 4b . 4c and 5a . 5b . 5c ) are provided for measuring accelerations and rotation rates in all three spatial directions. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (4a, 4b, 4c und 5a, 5b, 5c) mikromechanische Sensoren sind.Rotor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensors ( 4a . 4b . 4c and 5a . 5b . 5c ) are micromechanical sensors. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Mess- und Überwachungseinrichtung (3) zur Digitalisierung der Messwerte der Sensoren (4a, 4b, 4c und 5a, 5b, 5c) ausgebildet ist.Rotor blade according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring and monitoring device ( 3 ) for digitizing the measured values of the sensors ( 4a . 4b . 4c and 5a . 5b . 5c ) is trained. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mess- und Überwachungseinrichtung (3) eine Übertragungseinrichtung (7) zugeordnet ist, insbesondere zur Übertragung der Beschleunigungs- und Drehraten-Messwerte.Rotor blade according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring and monitoring device ( 3 ) a transmission device ( 7 ), in particular for the transmission of the acceleration and rotation rate measured values. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung eine drahtlose Übertragungseinrichtung ist.Rotor blade according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission device is a wireless transmission device. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Überwachungseinrichtung eine Energieerzeugungseinrichtung (8) aufweist.Rotor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that the measuring and monitoring device comprises an energy generating device ( 8th ) having. Rotorblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinrichtung (8) so ausgebildet ist, dass sie aus der Rotation des Rotorblatts (2) elektrische Energie erzeugt.Rotor blade according to claim 8, characterized in that the energy generating device ( 8th ) is formed so that they from the rotation of the rotor blade ( 2 ) generates electrical energy. Rotorblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinrichtung (8) eine Spule und einen Permanentmagneten umfasst und der Permanentmagnet in Bezug auf die Spule oder die Spule in Bezug auf den Permanentmagneten derart bewegbar gelagert ist, dass bei Rotation der Energieerzeugungseinrichtung (8) um eine Rotationsachse durch die Bewegung des Permanentmagneten bzw. der Spule eine Spannung in der Spule induziert wird.Rotor blade according to claim 9, characterized in that the energy generating device ( 8th ) comprises a coil and a permanent magnet and the permanent magnet is movably mounted with respect to the coil or the coil with respect to the permanent magnet such that upon rotation of the energy generating device ( 8th ) is induced about the axis of rotation by the movement of the permanent magnet or the coil, a voltage in the coil. Rotorblatt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer stationären Beschleunigung entlang der Bewegungsrichtung des Permanentmagneten, die größer als die Erdschwerebeschleunigung ist, der Permanentmagnet bei Rotation um die Rotationsachse durch ein Federsystem weiterhin die durch die Lagerung bestimmte Bewegung ausführt und eine Spannung in der Spule induziert.Rotor blade according to claim 10, characterized in that at a stationary acceleration along the direction of movement of the permanent magnet, which is greater than the gravitational acceleration, the permanent magnet on rotation about the axis of rotation by a spring system continues to perform the movement determined by the storage and a voltage in the coil induced. Rotorblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinrichtung (8) so ausgebildet ist, dass sie zur Erzeugung von elektrischer Energie den piezoelektrischen Effekt ausnutzt.Rotor blade according to claim 9, characterized in that the energy generating device ( 8th ) is designed so that it exploits the piezoelectric effect to generate electrical energy. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen ist, insbesondere mit ein Doppelschichtkondensator.Rotor blade according to one of claims 9 to 12, characterized in that an electrical energy store is provided, in particular with a double-layer capacitor. Mess- und Überwachungssystem mit einem Rotorblatt nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mess- und Überwachungseinrichtung (3) des Rotorblatts (2) eine stationäre Empfangseinrichtung zugeordnet ist.Measuring and monitoring system with a rotor blade according to one of claims 7 to 13, characterized in that the measuring and monitoring device ( 3 ) of the rotor blade ( 2 ) is associated with a stationary receiving device. Mess- und Überwachungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotorblatt (2) eine Empfangseinrichtung vorgesehen ist und dass der Empfangseinrichtung des Rotorblatts (2) eine stationäre Sendeeinrichtung zugeordnet ist.Measuring and monitoring system according to claim 14, characterized in that in the rotor blade ( 2 ) a receiving device is provided and that the receiving device of the rotor blade ( 2 ) is associated with a stationary transmitting device. Mess- und Überwachungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Messbereich und die Abtastrate der Sensoren (4a, 4b, 4c und 5a, 5b, 5c), die Messung, die Signalübertragung oder/und die Energiegewinnung frei einstellbar ist bzw. sind.Measuring and monitoring system according to claim 15, characterized in that the measuring range and the sampling rate of the sensors ( 4a . 4b . 4c and 5a . 5b . 5c ), the measurement, the signal transmission and / or the energy production is freely adjustable or are. Verfahren zur Kalibrierung der Sensoren des Sensorplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren dadurch kalibriert werden, dass aus der bekannten Drehzahl des Rotors und der Position und Orientierung der für die Messung von Beschleunigungen vorgesehenen Sensoren die auf diese Sensoren wirkende Beschleunigung und aus der bekannten Drehzahl des Rotors die auf die für die Messung der Drehrate vorgesehenen Sensoren wirkende Drehrate bestimmt wird.Method for calibrating the sensors of the sensor station according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sensors are calibrated by the fact that from the known speed of the rotor and the position and orientation of the sensors provided for the measurement of accelerations acting on these sensors Acceleration and from the known speed of the rotor which is determined on the provided for the measurement of the rotation rate sensors yaw rate is determined. Verfahren zum Betrieb des Mess- und Überwachungssystems nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Beschleunigungen und Drehraten als Maß für die mechanische Belastung des Rotorblatts ausgewertet werden und durch die Kenntnis der mechanischen Belastung der Wirkungsgrad der Windkraftanlage maximiert und eine Beschädigung der Rotorblätter verhindert wird.Method for operating the measuring and monitoring system according to one of claims 14 to 16, characterized in that the measured accelerations and rotation rates as a measure of the mechanical load of the rotor blade are evaluated and maximized by the knowledge of the mechanical load, the efficiency of the wind turbine and damage to the rotor blades is prevented.
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