DE102019120632A1 - Windkraftanlage sowie Verfahren zum Überwachen einer Windkraftanlage - Google Patents

Windkraftanlage sowie Verfahren zum Überwachen einer Windkraftanlage Download PDF

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Abstract

Windkraftanlage (2) mit einem Eissensor (26, 28) eingerichtet zur Erfassung einer Information zu einem Eisbefall zumindest von Rotorblättern (12) der Windkraftanlage (2), einem Projektor (16) eingerichtet zur Projektion einer Information auf einen Boden (8) im Bereich der Windkraftanlage (2) und einer Steuerschaltung (30) eingerichtet zum Ansteuern des Projektors (16) abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall.

Description

  • Der Gegenstand betrifft eine Windkraftanlage sowie ein Verfahren zum Überwachen (mindestens) einer Windkraftanlage.
  • Bei winterlichen Witterungsbedingungen kann es bei Windenergieanlagen, insbesondere Windkraftanlagen, sogenannten Windturbinen, zu Eisabwurf kommen. Eisabwurf stellt eine Gefahr für Objekte und Personen im Gefährdungsbereich der Windkraftanlage dar. Nach bisheriger Praxis wird während der Planung einer Windkraftanlage oder eines Windparks zunächst die Gefahr von Eisbefall basierend auf dem spezifischen Standort bewertet und als Grundlage für die Genehmigung der Anlage herangezogen. Basierend auf dem Gefährdungspotential werden die Anlagen bei winterlichen Witterungsbedingungen pauschal abgeschaltet, wenn ein Eisabwurf nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann oder wahrscheinlich ist.
  • Dieses Ausschalten erfolgt als reine Vorsichtsmaßnahme, um zu verhindern, dass Personen oder Gegenstände, die sich im Gefährdungsbereich der Anlagen aufhalten, Eisabwurf ausgesetzt sind.
  • Als Bewertungskriterium für das Abschalten der Anlagen wird bisher unter anderem die Leistungskurve der Windkraftanlage verwendet. Durch Eisbefall kommt es zu einer veränderten Leistungskurve. Wenn aber die Windkraftanlage bereits vorbeugend bei der Gefahr von Eisbefall ausgeschaltet wurde, lässt sich Eisbefall nicht mehr anhand einer veränderten Leistungskurve detektieren. Die Windkraftanlage verbleibt dann in einem abgeschalteten Zustand, bis diese teilweise per Hand, vor Ort nach einer Sichtprüfung wieder in Betrieb genommen wird.
  • Das Abschalten der Anlage führt jedoch zu einer Verminderung der Betriebsstunden und somit einem geringeren Energieertrag einer jeweiligen Anlage. Es sind Lösungen bekannt, dass Abschalten der Anlagen durch konkrete Überwachung des Eisbefalls hinauszuzögern. So sind Eissensoren bekannt, mit denen eine Eisbildung auf den Rotorblättern erkannt werden kann. Auch sind Lösungen bekannt, mit denen Eisbildung reduziert werden kann. Jedoch tritt bei diesen Lösungen nach wie vor das Problem auf, dass sobald Eisbefall detektiert wurde, die Anlage abgeschaltet wird und gegebenenfalls manuell wieder hochgefahren werden muss. Auch hier kommt es zu einer Reduzierung der Betriebsstunden und zu einem geringeren Energieertrag.
  • Dem Gegenstand lag somit die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Betriebsstunden einer Windkraftanlage zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst.
  • Es ist erkannt worden, dass Eisbefall sowie Eisabwurf an sich zunächst unproblematisch ist, solange sich im Gefährdungsbereich der Windkraftanlage keine beweglichen Objekte wie Personen aufhalten. Basierend auf dieser Erkenntnis wird vorgeschlagen, dass zunächst im Bereich oder an der Windkraftanlage ein Eissensor vorgesehen ist, der zur Erfassung einer Information zu einem Eisbefall zumindest von Rotorblättern der Windkraftanlage eingerichtet ist. Ein solcher Eissensor ist an sich bekannt und wird nachfolgend noch beschrieben werden. Beispielsweise kann der Eissensor ein Kamerasensor, ein Umweltsensor, ein Drehmomentsensor, ein Leistungssensor oder eine Kombination der hier beschriebenen Eissensoren sein. Mit Hilfe eines solchen Eissensors lässt sich feststellen, ob die Rotorblätter der Windkraftanlage von Eis befallen sind oder nicht. Die Information zu dem Eisbefall kann einen Parameter enthalten, der repräsentativ für den Eisbefall ist oder eine Wahrscheinlichkeit eines Eisbefalls repräsentiert. Nachfolgend wird dieser auch als Parameter bezeichnet.
  • Darüber hinaus wird ein Überwachungssensor vorgeschlagen, der zur Erfassung einer Anwesenheitsinformation eines beweglichen Objektes in einem Überwachungsbereich in einer räumlichen Umgebung der Windkraftanlage eingerichtet ist.
  • Wie Eingangs erläutert, ist Eisabwurf hinsichtlich der Personensicherheit relevant. Um zu verhindern, dass Personen zu Schaden kommen, wird bisher eine Windkraftanlage vorsorglich stillgelegt, wenn Eisbefall signalisiert wurde oder wenn die Gefahr von Eisbefall besteht. Gegenständlich wird nun vorgeschlagen, dass überwacht wird, ob sich überhaupt bewegliche Objekte wie z.B. eine oder mehrere Personen, ein oder mehrere Fahrzeuge oder dergleichen in einem Bereich um die Windkraftanlage herum aufhalten.
  • Der Überwachungsbereich kann durch den Überwachungssensor überwacht werden. Der Überwachungssensor kann auch dynamisch einen sich verändernden Überwachungsbereich überwachen. Nur wenn in dem Überwachungsbereich eine Person ist, kann von einer Gefährdung ausgegangen werden.
  • Ferner wird eine Steuerschaltung eingerichtet zum Empfangen der Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation vorgeschlagen. In der Steuerschaltung wird die Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation ausgewertet. Bedingt durch die Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation kann die Steuerschaltung zumindest einen Betriebsparameter der Windkraftanlage einstellen.
  • Ein Betriebsparameter kann z.B. eine Rotorgeschwindigkeit, ein Pitch zumindest eines Rotorblatts, ein Azimut eines Rotors (bzw. der Gondel), ein Drehmoment an einer Drehachse des Rotors oder dergleichen sein.
  • Eine Veränderung des Betriebsparameters kann eine Veränderung der Rotorgeschwindigkeit, eine Veränderung des Pitches, ein eine Veränderung eines Azimuts, eine Veränderung eines Drehmoments an einer Drehachse des Rotors oder dergleichen sein. Eine Veränderung des Betriebsparameters kann ein Reduzieren oder ein Erhöhen des Parameters sein. Eine Veränderung des Betriebsparameters kann ein Einschalten oder Abschalten der Windkraftanlage sein.
  • Zur Optimierung der Betriebsstunden wird nun vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation die Windkraftanlage angesteuert wird. Der Boden im Bereich der Windkraftanlage kann in einem Gefährdungsbereich, einen optionalen Abschaltbereich, einen optionalen Projektionsbereich und einen Überwachungsbereich eingeteilt werden. In einem Gefährdungsbereich um die Windkraftanlage herum kann Eisabwurf stattfinden. Um Personen vor abgeworfenem Eis zu schützen, wird, wenn sich Personen in dem Gefährdungsbereich und/oder dem Abschaltbereich und/oder dem Projektionsbereich und/oder dem Überwachungsbereich befinden, ein Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert, insbesondere wird die Windkraftanlage ausgeschaltet oder zumindest die Rotorgeschwindigkeit des Rotors zunächst reduziert und ggf. anschließend der Rotor abgeschaltet.
  • Somit ist es möglich, trotz Eisbefall gegebenenfalls die Windkraftanlage weiter zu betreiben, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Personen in dem Gefährdungsbereich und/oder dem Abschaltbereich und/oder dem Projektionsbereich aufhalten.
  • Der Gefahrenbereich, der Abschaltbereich, der Überwachungsbereich und der später noch erläuterte Projektionsbereich können sich einander überlappen. Insbesondere kann der Abschaltbereich gleich groß oder größer als der Gefahrenbereich sein. Auch kann der Überwachungsbereich gleich groß oder größer als der Abschaltbereich sein. Auch kann der Projektionsbereich gleich groß oder größer als der Überwachungsbereich sein. Die Bereiche können in ihrem Radius und/oder ihrer Fläche um 10% bis hin zu 100% voneinander abweichen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung abhängig von zumindest einem durch die Windkraftanlage erfassten Betriebsparameter der Windkraftanlage einen Gefährdungsbereich und/oder einen Abschaltbereich und/oder einen Projektionsbereich und/oder den Überwachungsbereich um die Windkraftanlage herum bestimmt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Gefährdungsbereich und/oder der Abschaltbereich und/oder der Projektionsbereich und/oder der Überwachungsbereich abhängig von einer Ausrichtung einer Rotationsachse des Rotors der Windkraftanlage und/oder von einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage bestimmt ist.
  • Der Gefährdungsbereich und/oder der Abschaltbereich und/oder der Projektionsbereich und/oder der Überwachungsbereich wird dynamisch durch die Steuerschaltung, insbesondere abhängig von zumindest einem Betriebsparameter der Windkraftanlage bestimmt.
  • Die Fläche eines oder mehrerer dieser Bereiche und/oder der radiale Abstand der Grenze eines oder mehrerer dieser Bereiche zu der Windkraftanlage kann abhängig von dem Betriebsparameter der Windkraftanlage sein.
  • Einer oder mehrere der genannten Bereiche kann abhängig von einer Ausrichtung einer Rotationsachse des Rotors der Windkraftanlage ist. Insbesondere ist es möglich, einen oder mehrere der genannten Bereiche entlang der durch die Rotationsachse des Rotors bestimmte Rotationsebene der Rotorblätter auszurichten. Der Azimut einer Windkraftanlage kann sich mit veränderter Windrichtung ändern. Eisabwurf erfolgt in der Regel im Bereich der Rotationsebene der Rotorblätter. Somit kann es sinnvoll sein, im Bereich der Rotationsebene einen oder mehrere der genannten Bereiche festzulegen. Insbesondere kann es sinnvoll sein, einen oder mehrere der genannten Bereiche in einem einige Meter bis mehrere zehn Meter (oder gar bis einige hundert Meter) breiten Korridor entlang der Rotationsebene festzulegen.
  • Auch kann es sinnvoll sein, einen oder mehrere der genannten Bereiche abhängig von einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage festzulegen. Die ballistische Flugkurve des abgeworfenen Eis ist abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage. Insbesondere kann die Flugstrecke des abgeworfenen Eises abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit sein, insbesondere mit steigender Rotationsgeschwindigkeit ansteigen. Somit kann es sinnvoll sein, mit steigender Rotationsgeschwindigkeit einen oder mehrere der genannten Bereiche radial um die Windkraftanlage zu vergrößern
  • Auch wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der genannten Bereiche abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall ist. So kann insbesondere die räumliche Ausdehnung eines oder mehrerer dieser Bereiche variabel sein. So ist es beispielsweise möglich, abhängig von dem Grad des Eisbefalls einen oder mehrerer dieser Bereiche zu verändern. Bei nur sehr schwachem Eisbefall sind gegebenenfalls abfallende Eisstücke nur sehr klein und werden weniger weit abgeworfen als größere Eisstücke, die bei starkem Eisbefall auftreten können. Somit kann mit zunehmendem Eisbefall einer oder mehrere dieser Bereiche vergrößert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest einem Grenzwert vergleicht und bei einem Überschreiten des Grenzwertes abhängig von der Anwesenheitsinformation einen Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert, insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage reduziert.
  • Wird ein Parameter der Information zu dem Eisbefall größer als ein Grenzwert, kann z.B. auf Eisbefall geschlossen werden. In diesem Fall kann ein Abschalten der Windkraftanlage oder zumindest ein Reduzieren der Drehgeschwindigkeit des Rotors angezeigt sein. Dies aber insbesondere nur dann, wenn auch tatsächlich eine Gefahr für ein Objekt besteht. Das heißt, dass eine notwendige Bedingung für die Veränderung des Betriebsparameters ein Überschreiten des Grenzwerts durch den Parameter ist und eine hinreichende Bedingung die erfasste Anwesenheit in der Anwesenheitsinformatio n.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung ein Anzeigesystem eingerichtet zur Anzeige von Informationen abhängig von zumindest der Information zu dem Eisbefall und/oder der Anwesenheitsinformation und/oder dem Betriebsparameter ansteuert. Eine notwendige und/oder hinreichende Bedingung für die Anzeige kann ein Überschreiten eines Grenzwertes durch den Parameter sein, der den Eisbefall anzeigt. Eine hinreichende Bedingung für die Anzeige kann eine Anwesenheitsinformation sein. Eine hinreichende Bedingung für die Anzeige kann auch ein Betriebsparameter sein. So kann eine Anzeige hinfällig sein, wenn die Windkraftanlage z.B. außer Betrieb ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Anzeigesystem Anzeigemittel in dem Projektionsbereich aufweist. In dem Projektionsbereich können mehrere Anzeigemittel angeordnet sein, z.B. ringförmig in beabstandet, z.B. in Winkelabständen zueinander können Anzeigemittel angeordnet sein. Die Anzeigemittel können an dem Mast der Windkraftanlage oder räumlich davon getrennt angeordnet sein. Die Anzeigemittel können jeweils an einem eigenen Mast angeordnet sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anzeigemittel zumindest einen Projektor und/oder ein Display und/oder eine Anzeigetafel umfassen. Mit einem Projektor lässt sich eine Projektion auf den Boden im Projektionsbereich darstellen. Die Anzeigetafel oder das Display kann z.B. dynamisch angesteuert sein und Warninformationen darstellen.
  • Dieser Projektor kann ein Bildprojektor sein. Mit Hilfe des Projektors lässt sich eine Information auf einen Boden im Bereich der Windkraftanlage projizieren. Der Projektor kann beispielsweise ein LED oder lasergestützter Projektor sein und Informationen auf den Boden um die Windkraftanlage herum projizieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest zwei voneinander verschiedenen oberen Grenzwerten vergleicht.
  • Ein erster Grenzwert kann beispielsweise die Gefahren eines Eisbefalls signalisieren und ein zweiter Grenzwert kann signalisieren, dass Eisbefall sehr wahrscheinlich ist oder bereits vorhanden ist. Wird ein erster oberer Grenzwert überschritten, kann ggf. eine Aktivierung der Anzeigemittel, wie beschrieben, erfolgen. Bei einem Überschreiten des zweiten Grenzwertes kann darüber hinaus ein Betriebsparameter, z.B. die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage, verändert, z.B. reduziert werden oder die Windkraftanlage stillgelegt werden. Auch ist es möglich, dass eine Stilllegung der Windkraftanlage erst ab einem dritten, weiteren oberen Grenzwert, der über den ersten beiden Grenzwerten liegt, erfolgt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest einem unteren Grenzwerten vergleicht und bei einem Unterschreiten des unteren Grenzwertes die Anzeigemittel ansteuert und/oder einen Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert, insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage erhöht. Wenn der Eisbefall zurück gegangen ist, kann die Windkraftanlage ggf. wieder in Betrieb genommen werden. Eine notwendige und/oder hinreichende Bedingung für die Inbetriebnahme (oder die Veränderung des Betriebsparameters) kann ein Unterschreiten eines Grenzwertes durch den Parameter sein, der den Eisbefall anzeigt. Eine hinreichende Bedingung für die Veränderung/Inbetriebnahme kann eine Anwesenheitsinformation sein, wenn z.B. kein Objekt detektiert wurde.
  • Zur Optimierung der Betriebsstunden wird auch, eigenständig erfinderisch und mit allen hier offenbarten Merkmalen kombinierbar vorgeschlagen, dass die Anzeigemittel durch eine Steuerschaltung abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall angesteuert werden.
  • Der Boden im Bereich der Windkraftanlage kann in einen Gefährdungsbereich, einen optionalen Abschaltbereich, einen optionalen Projektionsbereich und einen Überwachungsbereich eingeteilt werden. In einem Gefährdungsbereich um die Windkraftanlage herum kann Eisabwurf stattfinden. Um Personen vor abgeworfenem Eis zu schützen, wird eine Information, insbesondere ein Warnhinweis durch die Anzeigemittel im Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Projektionsbereich der Windkraftanlage angezeigt.
  • Gegenständlich ist es möglich, trotz Eisbefall gegebenenfalls die Windkraftanlage weiter zu betreiben, wenn sichergestellt ist, dass keine Personen in den Gefährdungsbereich gelangen. Dies kann durch die Anwesenheitsüberwachung und/oder die Information, die durch die Anzeigemittel angezeigt wird, erreicht werden. Durch die angezeigte Information werden Personen vor dem Eintritt in den Gefährdungsbereich auf die drohende Gefahr hingewiesen. Somit können Personen eine Alternativroute wählen oder den Gefährdungsbereich auf eigenes Risiko betreten und der Windpark oder die Windkraftanlage kann in Betrieb bleiben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall, insbesondere den Parameter mit zumindest zwei voneinander verschiedenen oberen Grenzwerten vergleicht. Ein erster Grenzwert kann beispielsweise die Gefahr eines Eisbefalls signalisieren und ein zweiter Grenzwert kann signalisieren, dass Eisbefall sehr wahrscheinlich ist oder bereits vorhanden ist.
  • Wird ein erster oberer Grenzwert überschritten, kann die oben erwähnte Anzeige der Information erfolgen. Bei einem Überschreiten des zweiten Grenzwertes kann darüber hinaus der Betriebsparameter verändert werden, z.B. die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage reduziert werden oder die Windkraftanlage stillgelegt werden. Auch ist es möglich, dass eine Stilllegung der Windkraftanlage erst ab einem dritten, weiteren oberen Grenzwert, der über den ersten beiden Grenzwerten liegt, erfolgt.
  • Eigenständig erfinderisch und mit allen hier beschriebenen Merkmalen kombinierbar ist beispielsweise auch, dass ein Überwachungssensor eine räumliche Umgebung der Windkraftanlage überwacht und dass die Steuerschaltung die Anzeigemittel abhängig von der Überwachung ansteuert.
  • Wenn sich in einem Überwachungsbereich eine Person aufhält und gleichzeitig ein Eisbefall möglich ist, kann eine Anzeige dieser Information erfolgt.
  • Insbesondere ist es auch möglich, dass der Überwachungsbereich größer als der Projektionsbereich und/oder der Abschaltbereich und/oder der Gefahrenbereich ist. Insbesondere kann ein Bereich 10% - 50% weiter um die Windkraftanlage herum gepasst sein, als ein anderer Bereich. Dies führt z.B. dazu, dass Personen die sich im Überwachungsbereich aber noch nicht im Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich aufhalten, vor dem Eintritt in den Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich bereits erkannt werden. Dann kann ein vorsorgliches Abschalten und/oder eine Anzeige am Boden erfolgen, durch welche die Personen gewarnt werden.
  • Auch ist es möglich, dass ein Überwachungsbereich und ein davon verschiedener Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich festgelegt werden. Der Überwachungsbereich kann wie der Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich bestimmt werden. Der Überwachungsbereich kann größer als der Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich sein. Der Gefährdungsbereich kann beispielsweise 10% - 50% kleiner als der Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich sein und der Überwachungsbereich kann 10% - 50% größer als der Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich sein.
  • Das heißt, dass in einem Überwachungsbereich Personen überwacht werden. Dadurch, dass die Personen bereits im Überwachungsbereich erkannt werden, werden sie vor Eintritt in den Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich durch die Anzeige auf die bestehende Gefahr hingewiesen. Ein Eintritt in den Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich kann unproblematisch sein, wenn dieser größer ist als der Gefährdungsbereich. Der Gefährdungsbereich kann insbesondere festlegen, bis wohin Eisabwurf möglich ist. Somit haben Personen, die den Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich betreten, ausreichend Möglichkeit, die Anzeige wahrzunehmen bevor sie den Gefährdungsbereich erreichen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass abhängig von dem Überwachungssensor eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors reduziert wird. Wird eine Person in einem Überwachungsbereich detektiert, kann die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors reduziert werden. Die reduzierte Rotationsgeschwindigkeit des Rotors führt zu einer Verkleinerung des Gefährdungsbereichs, da der Wurfradius von Eis als auch die Wahrscheinlichkeit von Eisabwurf durch die geringere Rotationsgeschwindigkeit verringert ist. Somit kann abhängig von der Überwachung eine Gefahr für Personen reduziert werden.
  • Zur Optimierung der Betriebsstunden und des Energieertrags ist es sinnvoll, dass die Windkraftanlage stets mit optimaler Rotationsgeschwindigkeit arbeitet. Wird aufgrund von Eisbefall die Rotationsgeschwindigkeit reduziert, kann bei abnehmender Gefahr von Eisbefall (z.B. durch den oder die Eissensoren detektiert) die Rotationsgeschwindigkeit wieder erhöht werden. Somit kann der Energieertrag erhöht werden.
  • Auch ist es möglich, dass bei abnehmender Gefahr von Eisbefall oder bei nicht mehr vorhandenem Eisbefall die Anzeige verändert wird oder eingestellt wird. Daher wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung den Parameter zu dem Eisbefall mit zumindest einem unteren Grenzwert vergleicht und bei einem Unterschreiten des unteren Grenzwertes durch den Parameter die Anzeigemittel und/oder den Rotor der Windkraftanlage ansteuert, insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage erhöht.
  • Auch ist es möglich, dass nachdem eine Windkraftanlage angehalten wurde, über den oder die Eissensoren erfasst wird, ob Eisbefall noch wahrscheinlich ist oder nicht und bei einem Unterschreiten eines unteren Grenzwertes durch den Eisbefall spezifizierende Parameter eine Inbetriebnahme-Prozedur der Windkraftanlage begonnen wird.
  • Bei einer solchen Prozedur können optional zunächst über die Steuerschaltung die Anzeigemittel angesteuert werden, dass diese eine Warnung anzeigen, dass die Windkraftanlage angefahren wird. Personen die sich im Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Projektionsbereich aufhalten, können diese Warnung wahrnehmen und sich gegebenenfalls aus dem Gefährdungsbereich entfernen. Das Verlassen der Personen des Gefährdungsbereichs wird durch die Überwachungssensoren überprüft. Erst nach Ablauf einer Mindestzeit, beispielsweise 5 Minuten, 10 Minuten, eine halbe Stunde oder dergleichen, nachdem die Warnung angezeigt wurde und der den Eisbefall spezifizierende Parameter des Eissensors unterhalb des unteren Grenzwertes liegt, kann der Rotor der Windkraftanlage in Betrieb genommen werden. Eventuell dann noch abfallende Eisstücke sind unproblematisch, da sich Personen aus dem Gefährdungsbereich entfernen konnten.
  • Ein Eissensor zum Erfassen eines Eisbefall spezifizierenden Parameters kann insbesondere eine Kamera und/oder ein Lidar-Sensor sein. Auch ist es möglich, dass ein Eissensor zur Erfassung des Eisbefall spezifizierenden Parameters ein Drehmomentsensor, ein Rotationssensor, ein Umweltsensor, insbesondere ein Temperatur- und/oder Luftfeuchtesensor ist oder einen solchen umfasst. Ein Eissensor zur Erfassung des Eisbefall spezifizierenden Parameters kann auch eine Kombination dieser oder anderer Eissensoren sein. Der Eissensor kann einen Parameter ausgeben, der angibt, wie wahrscheinlich ein Eisbefall ist. Je größer dieser Parameter, desto höher die Wahrscheinlichkeit des Eisbefalls. Dieser Parameter kann mit den oben beschriebenen Grenzwerten verglichen werden und als Information zu dem Eisbefall verstanden werden.
  • Der Überwachungssensor, der zur Überwachung des Überwachungsbereichs und/oder Projektionsbereichs und/oder Abschaltbereichs und/oder Gefährdungsbereichs wie zuvor beschrieben eingesetzt wird, kann ebenfalls ein optischer Sensor sein, insbesondere eine Kamera. Auch kann dieser Sensor ein Infrarotsensor, ein Lidar Sensor oder dergleichen sein. Dieser Sensor kann ein Signal ausgeben, welches eine Information zu einer Person oder einem Gegenstand innerhalb eines der oben genannten Bereiche beinhaltet. Insbesondere können Bewegungen detektiert werden, die darauf schließen lassen, dass Personen oder bewegliche Gegenstände in den Überwachungsbereich und/oder Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Gefährdungsbereich eintreten.
  • Ein Überwachungssensor kann am Mast der Windkraftanlage angeordnet sein. Bei einem Windpark können Überwachungssensoren an Masten von zumindest peripheren Windkraftanlagen des Windparks angeordnet sein. Ein Überwachungssensor kann an einem eigenen Mast räumlich von einer Windkraftanlage getrennt angeordnet sein. Bei einem Windpark können Überwachungssensor an jeweils eigenen Masten im peripheren Bereich des Windparks angeordnet sein. Die Masten können zumindest teilweise um den Windpark herum angeordnet sein.
  • Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren nach Anspruch 12.
  • Um zu verhindern, dass bei Eisbefall die Windkraftanlage unmittelbar abgeschaltet werden muss, wird vorgeschlagen, ein Überwachungsbereich in einer räumlichen Umgebung der Windkraftanlage überwacht und eine Anwesenheitsinformation abhängig von einem beweglichen Objekt im Überwachungsbereich erfasst. Bedingt durch Eisbefall und ein detektiertes Objekt kann dann ein Betriebsparameter der Windkraftanlage eingestellt werden.
  • Auch kann im Bereich der Windkraftanlage eine Warninformation angezeigt wird. Dazu ist der Projektionsbereich gedacht, der wie oben beschrieben, angepasst werden kann. Optional kann, erst nachdem die Projektion erfolgt ist und optional gegebenenfalls der den Eisbefall bestimmende Parameter angestiegen ist und einen weiteren Grenzwert überschritten hat, ein Abschalten der Windkraftanlage erfolgen.
  • Wie zuvor beschrieben, kann eine räumliche Überwachung der Windkraftanlage erfolgen. Die Überwachung kann einen Überwachungsbereich und/oder einen Projektionsbereich und/oder einen Abschaltbereich und/oder einen Gefährdungsbereich betreffen. Es ist möglich, dass abhängig von der Überwachung eine Anzeige erfolgt. Die Anzeige kann beispielsweise nur dann erfolgen, wenn in dem Überwachungsbereich und/oder Projektionsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Gefährdungsbereich eine Person und/oder eine Bewegung detektiert wurde. Es wird vorgeschlagen, dass abhängig von der Überwachung die Windkraftanlage abgeschaltet wird. Dabei ist es einerseits möglich, dass eine Abschaltung dann erfolgt, wenn in dem Überwachungsbereich und/oder Abschaltbereich eine Bewegung oder eine Person detektiert wurde und der den Eisbefall spezifizierende Parameter über einem Grenzwert liegt. Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einer Detektion einer Person oder einer Bewegung im Überwachungsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Projektionsbereich lediglich eine Anzeige erfolgt und bei einer Detektion einer Person oder Bewegung in dem Abschaltbereich und/oder Gefährdungsbereich eine Abschaltung der Windkraftanlage erfolgt. Diese beiden Optionen sind beispielsweise dann sinnvoll, wenn der den Eisbefall spezifizierende Parameter einen ersten Grenzwert überschritten hat.
  • Überschreitet der den Eisbefall spezifizierende Parameter einen zweiten Grenzwert, kann eine Abschaltung beispielsweise bereits erfolgen, wenn eine Person oder eine Bewegung im Projektionsbereich und/oder Überwachungsbereich und/oder Abschaltbereich detektiert wurde. Somit ist es möglich, kaskadiert abhängig von der Überwachung der Umgebung und dem den Eisbefall spezifizierenden Paramater eine Anzeige vorzunehmen und anschließend optional als weitere Maßnahme die Windkraftanlage abzuschalten.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall die zunächst abgeschaltete Windkraftanlage wieder eingeschaltet wird. Wenn der den Eisbefall spezifizierende Parameter unter einen Grenzwert fällt, kann eine Windkraftanlage, die zuvor angehalten wurde, wieder angefahren werden. Es wird vorgeschlagen, dass zeitlich davor gegebenenfalls eine Anzeige erfolgt, so dass sich Personen, die sich im Gefährdungsbereich und/oder Projektionsbereich aufhalten, aus diesem entfernen können.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass vor dem Einschalten der Windkraftanlage der Gefährdungsbereich, der Projektionsbereich und/oder der Abschaltbereich und/oder der Überwachungsbereich überwacht wird und abhängig von dieser Überwachung optional die Anzeige und ein Einschalten erfolgt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Windkraftanlage nur dann eingeschaltet wird, wenn keine Bewegung oder Person im Gefährdungsbereich und/oder Abschaltbereich und/oder Projektionsbereich und/oder Überwachungsbereich detektiert wurde.
  • Die beschriebene Windkraftanlage als auch das beschriebene Verfahren kann Onshore als auch Offshore betrieben werden. Die Windkraftanlage kann Teil eines Windparks sein. Ein oder mehrere Windkraftanlagen, vorzugsweise alle Windkraftanlagen eines Windparks können gemäß des zuvor Beschriebenen betrieben werden. Insbesondere ist es möglich, dass die im Windpark peripheren Anlagen entsprechend des zuvor Beschriebenen betrieben werden, um den gesamten Windpark gegenüber Personenschäden durch Eisabwurf zu schützen.
  • Die Überwachung kann nicht nur in Richtung des Bodens, sondern auch in die Luft erfolgen. Somit ist es beispielsweise möglich, auch in der Luft, oberhalb der Windkraftanlage befindliche Objekte in einem Überwachungsbereich oder Gefährdungsbereich zu detektieren und gegebenenfalls dann, gegebenenfalls auch ohne eine Projektion, eine Reduktion der Rotationsgeschwindigkeit der Windkraftanlage bis hin zu einem Abschalten der Windkraftanlage wie zuvor beschrieben zu bewirken.
  • Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 einen Windpark mit einer Mehrzahl von Windkraftanlagen;
    • 2a eine Ansicht einer Windkraftanlage mit verschiedenen Bereichen;
    • 2b eine Ansicht einer Windkraftanlage mit verschiedenen Bereichen
    • 3 eine Gondel einer Windkraftanlage mit Sensoren;
    • 4 ein Blockschaltbild einer Anlage gemäß Ausführungsbeispielen;
    • 5a-c eine Draufsicht auf eine Windkraftanlage mit verschiedenen Bereichen;
    • 6 einen Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 7 einen Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine Mehrzahl an Windkraftanlagen 2 in einem Windpark 4. Der Windpark 4 kann Offshore oder Onshore sein. Zumindest eine, vorzugsweise mehrere Windkraftanlagen 2 können wie nachfolgend beschrieben betrieben werden. Dabei können insbesondere die Windkraftanlagen 2 entsprechend betrieben werden, die am peripheren Rand des Windparks 4 (gestrichelte Linie) angeordnet sind.
  • In der 1 ist ein Gefährdungsbereich, ein Projektionsbereich 24 sowie ein Überwachungsbereich 24 gezeigt. Der Projektionsbereich 24 kann auch ein Abschaltbereich 23 umfassen oder sein. Im peripheren Bereich des Gefährdungsbereichs 34 oder im Überwachungsbereich 24 können Masten 3 angeordnet sein, die, wie nachfolgend noch beschrieben, Überwachungstechnik aufweisen. Im Projektionsbereich 24 können Anzeigemittel 16 angeordnet sein, beispielsweise Anzeigetafeln 16a oder Hinweisschilder.
  • 2a zeigt eine Ansicht einer Windkraftanlage 2. Die Windkraftanlage 2 ist über einen Turm 6 am Boden 8 gegründet. An dem Turm 6 ist eine Gondel 10 angeordnet und an der Gondel 10 sind Rotorblätter 12 an einem Rotor 14 befestigt.
  • An dem Turm 6 oder hiervon getrennt, insbesondere jedoch in einer Höhe über dem Boden 8, ist ein Projektor 16b angeordnet. Ferner ist an dem Turm 6 oder abgesetzt davon, jedoch bevorzugt in einer Höhe über dem Boden 8 ein Überwachungssensor 18 vorgesehen.
  • Mit Hilfe des Projektors 16b ist eine Projektion 20 auf dem Boden 8 möglich. Dabei kann der Projektor 16b einen Projektionsbereich 22 um den Turm 6 herum ausleuchten.
  • Der Überwachungssensor 18, beispielsweise ein Bewegungssensor, eine Kamera, ein Lidar Sensor oder dergleichen, kann einen Überwachungsbereich 24 um den Turm 6 herum überwachen.
  • 2b zeigt eine Ansicht einer Windkraftanlage 2. Die Windkraftanlage 2 ist über einen Turm 6 am Boden 8 gegründet. An dem Turm 6 ist eine Gondel 10 angeordnet und an der Gondel 10 sind Rotorblätter 12 an einem Rotor 14 befestigt.
  • An getrennten Masten 3 sind Überwachungssensoren 18, beispielsweise ein Bewegungssensor, eine Kamera, ein Lidar Sensor oder dergleichen vorgesehen. Die Überwachungssensoren 18 können einen Überwachungsbereich 24 um den Turm 6 herum überwachen.
  • An den Masten 3 oder getrennt hiervon können Displays 16a in einem Projektionsbereich 22 angeordnet sein. Mit Hilfe der Displays 16a ist eine Anzeige von Warnhinweisen möglich. Der Projektionsbereich 22 kann zusammenfallen mit einem Abschaltbereich. Es kann auch nur ein Abschaltbereich vorhanden sein und die Anzeigemittel 16 können entfallen.
    Zur Detektion von Eisbefall kann insbesondere im Bereich des Rotors 14, vorzugsweise in oder an der Gondel 10, wie in 3 gezeigt, eine Anzahl an Eissensoren vorgesehen sein. So können beispielsweise ein Wettersensor 26 sowie ein Drehmomentsensor 28 an der Gondel 10 angeordnet sein. Weitere Eissensoren, wie beispielsweise Kameras, Drehgeschwindigkeitssensoren, Lidar Sensoren oder dergleichen können ebenso alternativ oder kumulativ vorgesehen sein.
  • Die Eissensoren 26, 28 können ihre Sensorwerte an eine Steuerschaltung 30 übermitteln. Basierend auf den Messwerten der Eissensoren 26. 28 kann die Steuerschaltung 30 eine Information zu einem Eisbefall berechnen. Dies kann insbesondere ein Parameter sein, dessen Wert abhängig von der Wahrscheinlichkeit für einen Eisbefall ist.
  • Die Steuerschaltung 30 kann, wie in 4 gezeigt, mit einem Steuersystem 32 der Windkraftanlage 2 gekoppelt sein. Über das Steuersystem 32 lässt sich die Rotationsgeschwindigkeit der Rotorblätter 12 einstellen oder die Windkraftanlage 2 abschalten sowie die Windkraftanlage 2 auch wieder einschalten. Gekoppelt mit der Steuerschaltung 30 sind sowohl die Anzeigemittel 16a, b als auch der Überwachungssensor 18.
  • Eine Draufsicht auf die Windkraftanlage 2 ist schematisch in der 5a dargestellt. Zu erkennen ist eine Rotationsachse 2a sowie eine Rotationsebene 2b, die sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Eisabwurf findet insbesondere in der Rotationsebene 2b statt.
  • 5b zeigt, wie beispielsweise ein Überwachungsbereich 24, ein Projektionsbereich 20 (und/oder ein Abschaltbereich) sowie ein Gefährdungsbereich 34 um eine Windkraftanlage 2 herum verlaufen können. Die Bereiche 20, 24, 34 verlaufen in einem Korridor um die Rotationsebene 2b mit einem Abstand zur Rotationsebene 2b. Dabei kann der kleinste Bereich der Gefährdungsbereich 34 sein, ein etwas größerer Bereich der Projektionsbereich 22 und der größte Bereich der Überwachungsbereich 24. Gefährdungsbereich 34 und Projektionsbereich/Abschaltbereich 22 können identisch sein. Auch ist es möglich, dass der Projektionsbereich/Abschaltbereich 22 und der Überwachungsbereich 24 identisch sind. Auch ist es möglich, dass die Bereiche 22, 24, 34 identisch sind.
  • Die Bereiche 22, 24, 34 können auch kreisförmig oder im Wesentlichen kreisförmig um die Windkraftanlage 2 angeordnet sein, wie 5c zeigt.
  • Die Windkraftanlage wird beispielhaft wie in 6 schematisch dargestellt betrieben.
  • Zu Beginn des Prozesses (A) wird zunächst über einen oder beide Eissensoren 26, 28 ein einen Eisbefall spezifizierender Parameter als Information zu einem Eisbefall bestimmt (602). In Schritt 604 wird anschließend der Parameter mit einem ersten und einem zweiten oberen Grenzwert sowie einem unteren Grenzwert verglichen. Liegt der Parameter über dem unteren Grenzwert und unter den beiden oberen Grenzwerten, so wird wieder in Schritt A verzweigt.
  • Liegt der Parameter oberhalb eines ersten Grenzwertes wird in Schritt 606 verzweigt. In Schritt 606 wird optional eine Rotorgeschwindigkeit des Rotors 14 gemessen.
  • Anschließend wird in Schritt 608 optional abhängig von der gemessenen Rotorgeschwindigkeit und/oder abhängig von dem Parameter zumindest einer der Bereiche 22, 24, 34 angepasst. So ist es beispielsweise mögliche, dass bei größerer Rotorgeschwindigkeit die Bereich 22, 24 individuell, gemeinsam oder einzeln verändert werden.
  • In Schritt 610 wird mit Hilfe des Überwachungssensors 18 der Überwachungsbereich 24 überwacht.
  • In Schritt 612 wird festgestellt, ob eine Person und/oder eine Bewegung im Überwachungsbereich 24 detektiert wurde. Optional wird in Schritt 613 der Projektor 16b angesteuert, um auf dem Boden 8 die Projektion 20 anzuzeigen und es wird erneut in Schritt A verzweigt. Auch kann eine optionale Anzeige auf einem Display 16a erfolgen. Ist hingegen keine Person oder Bewegung im Überwachungsbereich 24 detektiert worden, so wird unmittelbar in Schritt A, ohne eine Projektion verzweigt.
  • Liegt in Schritt 604 der Parameter über einem zweiten Grenzwert so wird in Schritt 614 verzweigt. In Schritt 614 erfolgt eine Überwachung des Überwachungsbereichs 24 durch den Überwachungssensor 18. Wird in Schritt 616 festgestellt, dass sich im Überwachungsbereich 24 eine Person aufhält oder wird dort Bewegung festgestellt, so wird in Schritt 618 die Rotorgeschwindigkeit des Rotors 14 gedrosselt oder der Rotor wird gänzlich abgestellt und die Windkraftanlage deaktiviert. Anschließend wird in Schritt A verzweigt.
  • Wird in Schritt 616 keine Person oder Bewegung im Überwachungsbereich 24 festgestellt, so wird in Schritt 620 die Rotorgeschwindigkeit reduziert und in Schritt A verzweigt.
  • Wird in Schritt 604 festgestellt, dass der Parameter einen unteren Grenzwert unterschreitet, so wird in Schritt 622 verzweigt. In Schritt 622 wird ausgewertet, ob die Windkraftanlage 2 in Schritt 618 ausgeschaltet wurde oder nicht. Falls nein, dreht sich die Windkraftanlage 2 noch und es wird in Schritt A verzweigt, wobei gegebenenfalls (nicht gezeigt) die Rotorgeschwindigkeit wieder auf einen Normalwert hochgesetzt wird.
  • Wird festgestellt, dass die Windkraftanlage 2 abgestellt wurde, wird in Schritt 624 der Überwachungsbereich 24 überwacht. Wird in Schritt 626 festgestellt, dass sich in dem Überwachungsbereich 24 eine Person aufhält, wird in Schritt 628 abgezweigt. In Schritt 628 wird über den Projektor 16b eine Projektion 20 in den Projektionsbereich 22 projiziert und/oder eine Anzeige auf dem Display 16a ausgegeben, die vor dem Anlaufen der Windkraftanlage 2 warnt. Ferner wird eine gewisse Zeit gewartet, um anschließend in Schritt 630 die Windkraftanlage 2 wieder in Betrieb zu nehmen und es wird in den Schritt A verzweigt.
  • Wird in Schritt 626 keine Person im Überwachungsbereich 24 festgestellt, wird in Schritt 632 die Windkraftanlage 2 unmittelbar wieder angestellt und in den Schritt A verzweigt.
  • Die Schritte 602-632 sind jeweils individuell optional und können beliebig mit einander kombiniert werden.
  • Die Windkraftanlage wird auch beispielhaft wie in 7 schematisch dargestellt betrieben.
  • Zu Beginn des Prozesses (A) wird zunächst über einen oder beide Eissensoren 26, 28 ein einen Eisbefall spezifizierender Parameter als Information zu einem Eisbefall bestimmt (702).
  • In einem darauf folgenden Schritt 706 wird ein Betriebsparameter der Windkraftanlage, beispielsweise eine Rotorgeschwindigkeit des Rotors 14 gemessen.
  • Anschließend wird in einem optionalen Schritt 708 abhängig von dem gemessenen Betriebsparameter und/oder abhängig von dem den Eisbefall spezifizierenden Parameter zumindest einer der Bereiche 22, 24, 34 angepasst. So ist es beispielsweise möglich, dass bei größerer Rotorgeschwindigkeit die Bereiche 22 und 34 gemeinsam oder einzeln verändert werden. Ebenso kann umgekehrt die Rotorgeschwindigkeit passend zu den Bereichen 22 und 34 angepasst werden. Auch kann bei größerem Eisbefall, also bei einem Parameter über einem Grenzwert, ein Bereich 22, 24, 34 vergrößert werden und bei einem kleinen Parameter, welcher den Eisbefall bestimmt, eine der Bereiche 22, 24, 34 reduziert werden.
  • In einem Schritt 710 wird mit Hilfe des Überwachungssensors der Überwachungsbereich 24 überwacht.
  • Wird in Schritt 712 festgestellt, dass keine Person in dem Überwachungsbereich ist, wird in Schritt A zurück verzweigt.
  • Wird in Schritt 712 festgestellt, dass sich Personen im Überwachungsbereich 24 aufhalten, so wird in Schritt 713 verzweigt. Wird in Schritt 712 festgestellt, dass sich Personen bereits im Projektions-/Abschaltungsbereich 22 befinden, so wird in den Schritt 718 verzweigt.
  • In dem Schritt 713 erfolgt zunächst eine Ansteuerung der Anzeigemittel, insbesondere der Displays 16a. Auf diesen Anzeigemitteln wird eine Information angezeigt, dass eine Gefährdung besteht. Im Anschluss wird in den Schritt A zurück verzweigt.
  • Befinden sich Personen bereits im Projektions-/Abschaltbereich 22 wird in Schritt 718 ein Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert. Dabei kann entweder die Rotationsgeschwindigkeit verringert oder die Windkraftanlage bereits vollständig abgeschaltet werden. Anschließend wird in den Schritt 722 verzweigt.
  • Im Schritt 722 wird über die Überwachungssensoren 18 der Gefährdungsbereich 34 überwacht. Es wird überprüft, ob sich Personen im Gefährdungsbereich 34 aufhalten oder nicht. Wenn Personen sich im Gefährdungsbereich 34 aufhalten, so wird in Schritt A verzweigt. Wenn keine Personen im Gefährdungsbereich 34 sind, so wird in den Schritt 730 verzweigt. Im Schritt 730 wird die Windkraftanlage 2 wieder in Betrieb genommen und es wird wieder in den Schritt A verzweigt.
  • Mit Hilfe des gezeigten Verfahrens ist es möglich, die Betriebsstunden einer Windkraftanlage bei Gefahr von Eisbefall und bei vorhandenem Eisbefall zu erhöhen.

Claims (16)

  1. Windkraftanlage mit - einem Eissensor eingerichtet zur Erfassung einer Information zu einem Eisbefall zumindest von Rotorblättern der Windkraftanlage, - einem Überwachungssensor eingerichtet zur Erfassung einer Anwesenheitsinformation eines beweglichen Objektes in einem Überwachungsbereich in einer räumlichen Umgebung der Windkraftanlage und - einer Steuerschaltung eingerichtet zum Empfangen der Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation und zum Einstellen zumindest eines Betriebsparameters der Windkraftanlage abhängig von der Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuerschaltung abhängig von zumindest einem durch die Windkraftanlage erfassten Betriebsparameter der Windkraftanlage einen Gefährdungsbereich und/oder einen Abschaltbereich und/oder einen Projektionsbereich und/oder den Überwachungsbereich um die Windkraftanlage herum bestimmt.
  3. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Gefährdungsbereich und/oder der Abschaltbereich und/oder der Projektionsbereich und/oder der Überwachungsbereich abhängig von einer Ausrichtung einer Rotationsachse des Rotors der Windkraftanlage und/oder von einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage ist.
  4. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest einem Grenzwert vergleicht und bei einem Überschreiten des Grenzwertes abhängig von der Anwesenheitsinformation einen Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert, insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage reduziert.
  5. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuerschaltung ein Anzeigesystem eingerichtet zur Anzeige von Informationen abhängig von zumindest der Information zu dem Eisbefall und/oder der Anwesenheitsinformation und/oder dem Betriebsparameter ansteuert.
  6. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das Anzeigesystem Anzeigemittel in dem Projektionsbereich aufweist.
  7. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anzeigemittel zumindest einen Projektor und/oder ein Display und/oder eine Anzeigetafel umfassen.
  8. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest zwei voneinander verschiedenen oberen Grenzwerten vergleicht und bei einem Überschreiten eines ersten oberen Grenzwertes die Anzeigemittel ansteuert und bei einem Überschreiten eines zweiten oberen Grenzwertes einen Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert.
  9. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuerschaltung die Information zu dem Eisbefall mit zumindest einem unteren Grenzwerten vergleicht und bei einem Unterschreiten des unteren Grenzwertes die Anzeigemittel ansteuert und/oder einen Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert, insbesondere eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Windkraftanlage erhöht.
  10. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Eissensor ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera und/oder ein LIDAR Sensor umfasst und/oder dass der Eissensor einen Drehmomentsensor umfasst und/oder dass der Eissensor einen Rotationssensor und/oder einen Umweltsensor, insbesondere einen Temperatur und/oder Luftfeuchtesensor umfasst.
  11. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Überwachungsschaltung den Eissensor überwacht und bei einer Fehlfunktion des Eissensors ein Warnsignal ausgibt.
  12. Verfahren zum Überwachen einer Windkraftanlage umfassend: - Erfassen einer Information zu einem Eisbefall zumindest von Rotorblättern der Windkraftanlage, - Überwachen eines Überwachungsbereichs in einer räumlichen Umgebung der Windkraftanlage und Erfassen einer Anwesenheitsinformation abhängig von einem beweglichen Objektes im Überwachungsbereich und - Einstellen eines Betriebsparameters der Windkraftanlage abhängig von der Information zu dem Eisbefall und der Anwesenheitsinformation.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, - dass bei einem erfassten Eisbefall zunächst eine Warninformation auf den Anzeigemitteln angezeigt werden und anschließend zumindest ein Betriebsparameter der Windkraftanlage verändert wird, insbesondere dass die Windkraftanlage abgeschaltet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, - dass der Überwachungsbereich überwacht wird und abhängig von der Überwachung die Warninformation angezeigt wird und/oder die Windkraftanlage abgeschaltet wird.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass abhängig von der erfassten Information zu dem Eisbefall die zunächst abgeschaltete Windkraftanlage wieder eingeschaltet wird, wobei insbesondere zunächst vor dem Einschalten die Warninformation angezeigt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Überwachungsbereich überwacht wird und abhängig von der Überwachung die zunächst abgeschaltete Windkraftanlage wieder eingeschaltet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016124398A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Wobben Properties Gmbh Bestimmung einer Eisfall- und/oder Eiswurfverteilung einer Windenergieanlage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011082249A1 (de) * 2011-09-07 2013-03-07 Repower Systems Se Verfahren und System zur Enteisung einer Windenergieanlage

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