DE102019117874A1 - Verfahren zur Regelung einer Blattheizung, Blattheizung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Regelung einer Blattheizung, Blattheizung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Download PDF

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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Regelung einer Blattheizung an einer Windkraftanlage, das Verfahren umfassend Erhalten von einer äußeren Einflussgröße, Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein erster Schwellwert ist, und Herunterregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein zweiter Schwellwert ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen ein Verfahren zur Regelung einer Blattheizung, eine Blattheizung, geeignet das vorgenannte Verfahren durchzuführen und eine Vorrichtung zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens.
  • STAND DER TECHNIK
  • Windkraftanlagen und insbesondere deren Rotorblätter sind den Witterungsbedingungen der Umgebung ungeschützt ausgesetzt. Dies hat z.B. zur Folge, dass sich, bei entsprechenden Witterungsbedingungen, Eis an den Rotorblättern anlagern kann. Besonders in sogenannten „Cold Climate“-Regionen besitzen daher viele Windkraftanlagen eine Blattheizung. Diese wird dazu benutzt um bei Vereisungsbedingungen, wie z.B. hohe Luftfeuchtigkeit und niedrige Temperaturen wie sie z.B. in genannten „Cold Climate“-Regionen vorkommen, die Rotorblätter zu heizen. Hierdurch soll das Ansetzen von Eis an den Rotorblättern verhindert oder verringert bzw. bereits angesetztes Eis abgetaut werden.
  • Eisanlagerungen stellen einerseits eine potentielle Gefahr für die Umgebung der Windkraftanlage dar, da bei einem Abwurf des Eisansatzes - im Betrieb oder im Stillstand der Anlage - die abgeworfenen Eisstücke Personen und Gegenstände im Abwurfradius gefährden können. Andererseits kann sich insbesondere bei ungleichmäßiger Anlagerung von Eis auch eine Unwucht des Rotors der Windkraftanlage ergeben, was im Betrieb der Windkraftanlage zu Schäden führen kann. Des Weiteren kann eine andauernde Eisanlagerung zum Stoppen der Gesamtanlage führen. Dies geht normalerweise mit Ertragsverlusten und wirtschaftlichen Nachteilen einher.
  • Diese Eisanlagerungen können verhindert oder vermindert werden, indem eine Blattheizung angeschaltet wird, sobald ein Eisansatz an einer Windkraftanlage detektiert wird. In vielen Fällen muss die Windkraftanlage gestoppt werden, um Eisabwurf von den Rotorblättern, der die Anlage und Personen schädigen kann, zu verhindern.
  • Blattheizungen können dabei verschiedenartig aufgebaut sein und eingesetzt werden. Zum Beispiel beschreibt US 6,145,787 eine Blattheizung, die thermoleitende Gewebe umfasst, welche an den Oberflächen der Rotorblätter angebracht werden und für das Abtauen von Eis verwendet werden können.
  • Ferner beschreibt DE 196 21 485 A1 eine Rotorblattheizung für Windkraftanalgen unter Einsatz einer Elektroheizung, die im System zirkulierende Luft erwärmt und zum Schutz vor Eisansatz bzw. zum Entfernen eines Eisansatzes an bzw. von Rotorblättern verwendet werden kann.
  • Zu den Ertragsverlusten, die sich aus dem witterungsbedingten Stoppen der Windanlage ergeben, ist das (oft kontinuierliche) Betreiben der Blattheizung energie- und somit kostenintensiv.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Verfahren zur Regelung einer Blattheizung an einer Windkraftanlage bereit. Ferner stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Blattheizung und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens bereit.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Regelung einer Blattheizung an einer Windkraftanlage angegeben, mit Erhalten von einer äußeren Einflussgröße, Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene Einflussgröße kleiner als ein erster Schwellwert ist, und Herunterregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein zweiter Schwellwert ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Blattheizung für eine Windkraftanlage bereitgestellt, die dazu konfiguriert ist, das Verfahren gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen durchzuführen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Windkraftanlage umfassend eine Blattheizung, zumindest einen Sensor zum Erfassen einer äußeren Einflussgröße, und eine Steuereinheit und eine Auswerteeinheit, angepasst, um die erfasste Einflussgröße auszuwerten und die Vorrichtung zu regeln, umfasst.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 zeigt schematisch beispielhaft einen Windpark mit drei Windkraftanlagen gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;
    • 2 zeigt schematisch eine Windkraftanlage gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;
    • 3A zeigt schematisch ein Rotorblatt mit einer Blattheizung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;
    • 3B zeigt schematisch eine Blattheizung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;
    • 4 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen; und
    • 5 zeigt ein Diagramm eines Kurvenverlaufs gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen.
  • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird detaillierter Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, wobei ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind.
  • Die vorliegende Erfindung findet Anwendung zur präventiven Regelung einer Windkraftanlage und insbesondere einer Blattheizung an einer Windkraftanlage. Ertragsausfälle im Vereisungsfall und eine energieintensive Beseitigung oder die Verhinderung eines Eisansatzes an Windkraftanlagen können so minimiert werden.
  • 1 zeigt einen Windpark 10 beispielhaft mit drei Windkraftanlagen 200. Die Windkraftanlagen 200 sind, wie in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt, unter einander vernetzt. Die Vernetzung ermöglicht eine Kommunikation, zum Beispiel eine Echtzeit-Kommunikation, zwischen den einzelnen Windkraftanlagen. Die Vernetzung ermöglicht ferner eine gemeinsame Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Windkraftanlagen. Zusätzlich können die Windkraftanlagen auch einzeln überwacht, gesteuert und/oder geregelt werden. Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, kann ein Windpark zwei oder mehr Windkraftanlagen, insbesondere fünf oder mehr Windkraftanlagen, wie zum Beispiel zehn oder mehr Windkraftanlagen beinhalten.
  • Die Windkraftanlagen 200, zum Beispiel die Windkraftanlagen aus 1, bilden in ihrer Gesamtheit den Windpark 10. Der Windpark umfasst mindestens zwei Windkraftanlagen. Die räumliche Nähe der Windkraftanlagen ermöglicht ferner die Validierung ähnlicher Umwelteinflüsse auf Windkraftanlagen des Windparks. Somit kann die Annahme getroffen werden, dass auf Anlagen des Windparks ähnliche Umwelteinflüsse in ähnlichem Ausmaß wirken.
  • 2 zeigt beispielhaft eine Windkraftanlage 200 eines Windparks, an welchem das hierin beschriebene Verfahren zum Einsatz kommen kann. Die Windkraftanlage 200 beinhaltet einen Turm 40 und eine Gondel 42. An der Gondel 42 ist der Rotor befestigt. Der Rotor beinhaltet eine Nabe 44, an der die Rotorblätter 100 befestigt sind. Gemäß typischen Ausführungsformen hat der Rotor zumindest zwei Rotorblätter insbesondere drei Rotorblätter. Beim Betrieb der Windkraftanlage rotiert der Rotor, d.h. die Nabe mit den Rotorblättern um eine Achse. Dabei wird ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben. Wie in 2 dargestellt, ist zumindest eine Blattheizung 110 an einem Rotorblatt 100 zur Verfügung gestellt. Die Blattheizung kann über eine Signalleitung mit einer Schnittstelle 50 verbunden sein. Die Schnittstelle 50 kann ein Signal an eine Steuer- und Auswerteeinheit 52 der Windkraftanlage 200 liefern. Die Schnittstelle 50 kann insbesondere eine SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)-Schnittstelle sein.
  • Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann die Windkraftanlage 200 eine Steuer- und Auswerteeinheit 52 umfassen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 52 dient insbesondere der Steuerung bzw. Regelung der Schnittstelle 50 bzw. der Blattheizung 110 und der Windkraftanlage. Zum Beispiel kann die Steuer- und Auswerteeinheit 52 die SCADA-Schnittstelle steuern bzw. regeln und/oder Daten zwischen der SCADA-Schnittstelle und der Steuer- und Auswerteeinheit 52 übertragen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 52 kann mit der Schnittstelle 50 kommunizieren. Die Steuer- und Auswerteeinheit 52 kann mit der Schnittstelle 50 fest verbunden oder drahtlos verbunden sein.
  • Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann die Windkraftanlage einen Sensor umfassen. Der Sensor kann insbesondere zur Erfassung eines Eisansatzes an der Windkraftanlage, insbesondere der Rotorblätter, dienen. Beispielsweise kann jedes Rotorblatt der Windkraftanlage einen Sensor umfassen. Der Sensor kann insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Vibrationssensor sein. Ferner kann der Sensor als elektrischer oder als faseroptischer Sensor ausgestaltet sein.
  • 3A zeigt ein Rotorblatt 100 einer Windkraftanlage. Das Rotorblatt 100 hat eine Achse 101 entlang seiner Längserstreckung. Die Länge 105 des Rotorblatts reicht von dem Blattflansch 102 zu der Blattspitze 104. Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen befindet sich in einem axialen bzw. radialen Bereich, das heißt einem Bereich entlang der Achse 101, eine Blattheizung 110. Die Blattheizung 110 kann mit einer Schnittstelle 50, insbesondere einer SCADA-Schnittstelle, verbunden sein.
  • Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann die Blattheizung z.B. in Form von Heizwiderständen vorliegen. Die Heizwiderstände können z.B. an der Oberfläche der Rotorblätter montiert sein und diese direkt erwärmen. Des Weiteren können die Heizwiderstände an der Rotorblattwurzel montiert sein und dort Luft erwärmen, die dann per Ventilator durch das Rotorblatt geblasen wird. Ferner kann die Blattheizung die durch die Windkraftanlage z.B. durch den Generator, erzeugte, warme Abluft an das Rotorblatt zur Enteisung leiten. Es versteht sich, dass ferner andere Heizsysteme, die als Blattheizung verwendbar sind, zum Einsatz kommen können.
  • 3B zeigt eine Blattheizung 110, die mit einer SCADA-Schnittstelle verbunden ist. Die SCADA-Schnittstelle kann dazu dienen, von der Steuer- und Auswerteeinheit 52 Signale zu empfangen und/oder Signale an die Steuer- und Auswerteeinheit 52 zu senden. Die SCADA-Schnittstelle kann die Blattheizung regulieren. Beispielsweise können Soll- und Istwerte an die SCADA-Schnittstelle geleitet werden. Die Soll- und Istwerte können beispielsweise temperaturwerte sein. Die Blattheizung ist konfiguriert, um das hierin beschriebene Verfahren bzw. dessen Ausführungsformen durchzuführen.
  • Gemäß weiterer Ausführungsformen, wird eine Vorrichtung bereitgestellt, um ein Verfahren gemäß weiterer Ausführungsformen wie hierin beschrieben, durchzuführen. Die Vorrichtung umfasst eine Windkraftanlage umfassend eine Blattheizung, zumindest einen Sensor zum Erfassen einer äußeren Einflussgröße und eine Steuer- und Auswerteeinheit, angepasst, um die erfasste Einflussgröße auszuwerten und die Vorrichtung zu regeln. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann einen Speicher und eine CPU umfassen.
  • In noch einem weiteren Aspekt, kann die Steuer- und Auswerteeinheit gemäß weiterer Aspekte der Erfindung ein Computerprogrammprodukt enthalten, das in einen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung, geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte beinhaltet, mit denen Schritte gemäß einem oder mehreren der übrigen Aspekte ausgeführt werden können, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das direkt in einen Speicher, zum Beispiel einen digitalen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung geladen werden kann. Eine Rechenvorrichtung kann neben eines oder mehrerer Speicher, eine CPU, Signaleingänge und Signalausgänge, sowie weitere für eine Rechenvorrichtung typische Elemente enthalten. Eine Rechenvorrichtung kann Teil einer Auswerteeinheit sein, oder die Auswerteeinheit kann Teil einer Rechenvorrichtung sein. Ein Computerprogramprodukt kann Softwarecodeabschnitte beinhalten, mit denen die Schritte der Verfahren der hier beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Dabei können jegliche Ausführungsformen des Verfahrens durch ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden.
  • Gemäß Ausführungsformen kann die äußere Einflussgröße die Temperatur in der Umgebung der Windkraftanlage sein, insbesondere die Außentemperatur. Der Sensor kann ein Temperatursensor sein. Die Auswerte- und Steuereinheit kann ein SCADA-System umfassen. Beispielsweise kann die äußere Einflussgröße, d.h. die Temperatur, über das SCADA-System bereitgestellt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit kann eine Fernsteuereinheit umfassen. Die Fernsteuereinheit kann die Fernsteuerung der Blattheizung ermöglichen. Dies impliziert den Vorteil, dass das SCADA-System, die Blattheizung und/oder die Windkraftanlage aus der Ferne steuer- bzw. regelbar sind. Das SCADA-System kann eine SCADA-Schnittstelle umfassen.
  • 4 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen. Das Verfahren zur Regulierung einer Blattheizung an einer Windkraftanlage umfasst Erhalten von einer äußeren Einflussgröße, Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein erster Schwellwert ist, und Herunterregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein zweiter Schwellwert ist. Die äußere Einflussgröße kann die Temperatur in der Umgebung der Windkraftanlage sein. Insbesondere kann die äußere Einflussgröße ein Außentemperaturwert eines SCADA-Systems sein. Beispielsweise kann über das SCADA-System die Umgebungstemperatur der Windkraftanlage erhalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann das SCADA-System mit wetterbezogenen Daten gespeist werden, die extern des Systems oder der Windkraftanlage gemessen werden. Das SCADA-System kann eine SCADA-Schnittstelle umfassen.
  • Wetterbezogene Daten wie hierin verwendet, sind Daten, die Auskunft über die Wetterlage am Windpark oder der Windkraftanlage geben. Diese Daten können Informationen über die Umgebungs- oder Außentemperatur, die Windrichtung, die Windstärke, die relative Luftfeuchte, den Luftdruck und Kombinationen davon enthalten. Die Daten können z.B. zur Steuerung und/oder Regelung der Windkraftanlage und/oder der Blattheizung verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Hochregulieren der Blattheizung das Halten einer Blatttemperatur über dem ersten Schwellwert umfassen. Der erste Schwellwert kann ein Temperaturwert sein. Insbesondere kann der erste Schwellwert ein positiver Temperaturwert sein, d.h. der Temperaturwert kann größer als 0 °C sein. Der erste Schwellwert kann ein Außen- oder Umgebungstemperaturwert sein, der an der Windkraftanlage vorliegt.
  • Die Blatttemperatur wie hierin verwendet, kann ein Temperaturwert sein, der direkt am Rotorblatt der Windkraftanlage vorliegt. Dieser kann z.B. direkt an der Blattoberfläche gemessen werden. Die Blatttemperatur kann außerdem ein Mittelwert von verschiedenen Temperaturen, die an verschiedenen Bereichen des Rotorblattes vorliegen, sein.
  • Die Blatttemperatur kann durch das Regulieren der Blattheizung konstant gehalten werden. Unterschreitet die Außen- oder Umgebungstemperatur der Windkraftanlage den ersten Schwellwert, d.h. ist die Außen- oder Umgebungstemperatur kleiner als der Schwellwert, kann die Blattheizung hochreguliert werden. Beispielsweise kann die Temperatur, die die Blattheizung am Rotorblatt bereitstellt, erhöht werden. Die Regulierung der Blattheizung kann weiter erhöht werden, wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur sinkt, um die Blatttemperatur konstant zu halten.
  • Vorteilsweise wird so ein Eisansatz an dem Rotorblatt verhindert. Die Blatttemperatur kann durch Hochregulieren der Blattheizung den ersten Schwellwert nicht unterschreiten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Hochregulieren der Blattheizung erfolgen, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als der erste Schwellwert ist und größer als der zweite Schwellwert ist. Der zweite Schwellwert kann ein Temperaturwert sein. Insbesondere kann der zweite Schwellwert ein negativer Temperaturwert sein, d.h. der Temperaturwert kann kleiner als 0 °C sein. Der zweite Schwellwert kann ein Außen- oder Umgebungstemperaturwert sein, der an der Windkraftanlage vorliegt.
  • Der Temperaturbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert wird als sogenanntes „kritisches Vereisungsband“ bezeichnet. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass insofern sich die Außen- oder Umgebungstemperatur innerhalb des kritischen Vereisungsbands befindet, ein Eisansatz an der Windkraftanlage besonders hoch ist bzw. die Windkraftanlage und insbesondere die Rotorblätter schnell vereisen. Ferner wurde überraschender Weise festgestellt, dass der Eisansatz an der Windkraftanlage und insbesondere der Rotorblätter verhindert oder stark vermindert werden kann, wenn die Blatttemperatur den Bereich des kritischen Vereisungsbandes, also den Außen- oder Umgebungstemperatur zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert, möglichst schnell durchläuft.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Hochregulieren der Blattheizung so lange erfolgen, bis die Außen- oder Umgebungstemperatur den zweiten Schwellwert unterschritten hat bzw. bis Außen- oder Umgebungstemperatur kleiner als der zweite Schwellwert ist. In anderen Worten kann das Herunterregulieren der Blattheizung das Herunterregulieren auf einen Nullwert umfassen, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als der zweite Schwellwert ist.
  • Ist beispielsweise die Außen- oder Umgebungstemperatur kleiner als der zweite Schwellwert, hat die Außen- oder Umgebungstemperatur das kritische Vereisungsband passiert. Die Außen- oder Umgebungstemperatur befindet sich daher wieder in einem Temperaturbereich, in dem ein Eisansatz nicht mehr oder nur noch schwach verstärkt oder beschleunigt wird. Durch Herunterregulieren der Blattheizung auf einen Nullwert passt sich die Blatttemperatur schnell an die kleinere Außen- oder Umgebungstemperatur an. Die Blatttemperatur durchläuft somit schnell das kritische Vereisungsband. Ein Eisansatz an der Windkraftanlage und insbesondere an den Rotorblättern kann somit verhindert bzw. stark vermindert werden.
  • Vorteilsweise ergibt sich aus der Regulierung der Blattheizung eine Einsparung von Energie, da die Blattheizung diskontinuierlich betrieben werden kann. Das Verfahren ist somit energie- und kosteneffizient.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein erneutes Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße größer als der zweite Schwellwert ist. Beispielsweise kann die Blattheizung erneut hochreguliert werden, wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur den zweiten Schwellwert wieder überschreitet, d.h. wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur größer wird als der zweite Schwellwert. In anderen Worten kann die Blattheizung wieder hochreguliert werden, wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur wieder das kritische Vereisungsband erreicht bzw. durchläuft.
  • Wird die äußere Einflussgröße größer als der erste Schwellwert, kann die Blattheizung erneut herunterreguliert werden. Dies ist der Fall, wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur das kritische Vereisungsband vollständig durchlaufen hat.
  • Dies beinhaltet den Vorteil, dass ein Eisansatz an der Windkraftanlage, insbesondere an den Rotorblättern verhindert oder stark vermindert werden kann, wenn die Außen- oder Umgebungstemperatur ansteigt. Dies ist z.B. besonders vorteilhaft, wenn starke Außen- oder Umgebungstemperaturschwankungen auftreten oder sich die Jahreszeit ändert.
  • 5 zeigt eine Darstellung eines Kurvenverlaufs einer Temperatur an einem Rotorblatt in einem Diagramm. Insbesondere ist beispielhaft ein Temperaturverlauf gezeigt, wenn das Verfahren gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen an einer Windkraftanlage durchgeführt wird. Das Diagramm zeigt auf der Y-Achse die äußere Einflussgröße, z.B. die Temperatur in Celsius (°C) und auf der X-Achse den zeitlichen Verlauf t. Die Linie 560 stellt einen ersten Schwellwert dar. Die Linie 562 stellt einen zweiten Schwellwert dar. Der zweite Schwellwert hat einen kleineren Wert als der erste Schwellwert. Beispielsweise kann der erste Schwellwert 7 °C ist, oder vorzugsweise 4 °C, oder mehr vorzugsweise 1,5 °C sein. Der zweite Schwellwert kann -1,5 °C ist, oder vorzugsweise -3 °C, oder mehr vorzugsweise -5 °C sein. Der Temperaturbereich, der zwischen den beiden Schwellwerten liegt, kann als kritisches Vereisungsband bezeichnet werden. Temperaturen, die im kritischen Vereisungsband liegen, fördern einen Eisansatz an den Rotorblättern, wenn kein Heizen der Blätter erfolgt.
  • Die Linie 566 stellt beispielhaft den Verlauf der äußeren Einflussgröße dar. Zum Beispiel nimmt die äußere Einflussgröße, d.h. die Temperatur in der Umgebung der Windkraftanlage bzw. der Außentemperatur kontinuierlich ab und sinkt z.B. unter den Wert von 0 °C (Linie 565). Die Linie 568 stellt die Temperatur am Rotorblatt dar. Diese sinkt mit Sinken der Außentemperatur anfänglich ab. Bevor die Blatttemperatur den ersten Schwellwert 560 erreicht, wird die Blattheizung hochreguliert, sodass die Blatttemperatur einen konstanten Wert oberhalb des ersten Schwellwertes annimmt, während die Außentemperatur weiter absinkt. Liegt die Außentemperatur außerhalb des kritischen Vereisungsbandes d.h. unterhalb des zweiten Schwellwertes, wird die Blattheizung herunterreguliert oder abgeschaltet. Hierdurch gleicht sie die Blatttemperatur schnellstmöglich an die Außentemperatur an. In anderen Worten durchläuft die Blatttemperatur das kritische Vereisungsband schnellstmöglich.
  • Vorteile dieser Regulierung der Blattheizung ergeben sich aus dem schnellen Durchlaufen des kritischen Vereisungsbandes. Zum einen kann Energie durch das geregelte Abschalten oder Herunterregulieren der Blattheizung gespart werden. Zum anderen wird ein Eisansatz effektiv verhindert oder vermindert. Das Verhindern/Vermindern des Eisansatzes kann dabei lediglich auf die Regulierung der Blattheizung beruhen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand typischer Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt. Es sei ferner an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen angemessen miteinander kombinierbar sind, und dass einzelne Aspekte dort weggelassen werden können, wo es im Rahmen des fachmännischen Handelns sinnvoll und möglich ist. Abwandlungen und Ergänzungen der hierin beschriebenen Aspekte sind dem Fachmann geläufig.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6145787 [0005]
    • DE 19621485 A1 [0006]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Regelung einer Blattheizung an einer Windkraftanlage, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten von einer äußeren Einflussgröße; Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein erster Schwellwert ist, und Herunterregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als ein zweiter Schwellwert ist.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erhaltene äußere Einflussgröße die Temperatur in der Umgebung der Windkraftanlage ist, insbesondere wobei die äußere Einflussgröße ein Außentemperaturwert eines SCADA-Systems ist.
  3. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Hochregulieren der Blattheizung das Halten einer Blatttemperatur über dem ersten Schwellwert umfasst.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei das Hochregulieren der Blattheizung erfolgt, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als der erste Schwellwert ist und größer als der zweite Schwellwert ist.
  5. Das Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Herunterregulieren der Blattheizung das Herunterregulieren auf einen Nullwert umfasst, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße kleiner als der zweite Schwellwert ist.
  6. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der erste Schwellwert 7 °C ist, oder vorzugsweise 4 °C ist, oder mehr vorzugsweise 1,5 °C ist.
  7. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der zweite Schwellwert -1,5 °C ist, oder vorzugsweise -3 °C ist, oder mehr vorzugsweise -5 °C ist.
  8. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren ferner umfasst: erneutes Hochregulieren der Blattheizung, wenn die erhaltene äußere Einflussgröße größer als der zweite Schwellwert ist.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Verfahren ferner umfasst: erneutes Herunterregulieren der Blattheizung, wenn die äußere Einflussgröße größer als der erste Schwellwert ist.
  10. Blattheizung für eine Windkraftanlage, die konfiguriert ist, um das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die Vorrichtung umfassend: eine Windkraftanlage umfassend eine Blattheizung; zumindest einen Sensor zum Erfassen einer äußeren Einflussgröße; und eine Steuereinheit und eine Auswerteeinheit, angepasst, um die erfasste Einflussgröße auszuwerten und die Vorrichtung zu regeln.
  12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit und die Auswerteeinheit ein SCADA (Supervisory Control and Data Acqusition)-System umfassen.
  13. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Steuereinheit und/oder die Auswerteeinheit eine Fernsteuereinheit umfasst.
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