DE10213501A1

DE10213501A1 - Wind power plant with safety device, safety device, switch arrangement for a safety device and method for operating a wind power plant with safety device

Info

Publication number: DE10213501A1
Application number: DE10213501A
Authority: DE
Inventors: Jochen Anemueller; Markus Becker; Marco Kreimer; Henning Luetze; Johannes Schulz; Ewald Teipen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-16
Also published as: WO2003081032A1; AU2003223994A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit mindestens einem drehbar gelagerten Rotor und einer bei Auftreten mindestens eines vorgegebenen Betriebszustandes der Windkraftanlage betätigbaren Schalteranordnung sowie mindestens ein ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung zum Verstellen mindestens eines Elementes der Windkraftanlage in eine vorgegebene Stellung betreibbares Stellglied aufweisenden Sicherungsvorrichtung, wobei die Schalteranordnung mindestens eine durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung aufweist.The invention relates to a wind power plant with at least one rotatably mounted rotor and a switch arrangement which can be actuated when at least one predetermined operating state of the wind power plant occurs, and to at least one securing device which can be operated in response to an actuation of the switch arrangement for adjusting at least one element of the wind power plant to a predetermined position, the Switch arrangement has at least one switch device which can be actuated by rotating the rotor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit mindestens einem drehbar gelagerten Rotor und einer eine bei Auftreten mindestens eines vorgegebenen Betriebszustandes der Windkraftanlage betätigbaren Schalteranordnung sowie mindestens ein ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung zum Verstellen mindestens eines Elementes der Windkraftanlage in eine vorgegebene Stellung betreibbares Stellglied aufweisenden Sicherungsvorrichtung, eine Sicherungsvorrichtung für eine derartige Windkraftanlage, eine Schalteranordnung einer derartigen Sicherungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Windkraftanlage. The invention relates to a wind turbine with at least one rotatable mounted rotor and one when at least one predetermined operating state occurs the switchable wind turbine arrangement and at least one responsive on actuation of the switch arrangement for adjusting at least one element having the actuator operable in a predetermined position Safety device, a safety device for such a wind turbine, a Switch arrangement of such a safety device and a method for Operating such a wind turbine.

Moderne Windkraftanlagen mit einem eine Höhe von 100 m oder mehr aufweisenden Turm und einem an der Spitze dieses Turms drehbar gelagerten Rotor mit einem Durchmesser von 80 m oder mehr können Nennleistungen von mehr als 3 Megawatt aufweisen. Diese Nennleistungen werden erreicht, wenn der Wirkungsgrad durch Einstellen der einzelnen Elemente der Windkraftanlage in Abhängigkeit von den jeweils vorherrschenden Windverhältnissen optimiert wird. Zu diesem Zweck kann der Rotor als Ganzes durch Drehen um eine im wesentlichen im Schwererichtung verlaufende Drehachse in Abhängigkeit von den Windverhältnissen ausgerichtet werden. Weiter werden bei modernen Windkraftanlagen die einzelnen Rotorblätter des um eine im wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufende Rotorachse drehbaren Rotors bzgl. quer, vorzugsweise etwa senkrecht zur Rotorachse verlaufende Schwenkachsen verschwenkt, um so eine optimale Anströmung der Rotorblätter zu erreichen. Zu diesem Zweck sind üblicherweise entsprechende Stellglieder in der die Rotorblätter mit der im wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorwelle verbindenden Rotornabe untergebracht. Modern wind turbines with a height of 100 m or more having tower and a rotatably mounted rotor at the top of this tower with a Diameters of 80 m or more can have nominal powers of more than 3 megawatts exhibit. These ratings are achieved when the efficiency is adjusted of the individual elements of the wind turbine depending on each prevailing wind conditions is optimized. For this purpose, the rotor as a whole can Turning around an axis of rotation running essentially in the direction of gravity in Depending on the wind conditions. Continue to be modern Wind turbines the individual rotor blades of a substantially horizontal Direction of the rotor axis of the rotatable rotor with respect to transverse, preferably approximately perpendicular pivoting axes running to the rotor axis are pivoted in order to achieve an optimum To reach the rotor blades. For this purpose, there are usually appropriate Actuators in which the rotor blades are essentially horizontal extending rotor shaft connecting rotor hub housed.

Zur Vermeidung von Beschädigungen derartiger Windkraftanlagen muß dafür gesorgt werden, daß die Rotorblätter bei Auftreten vorgegebener Betriebszustände, wie etwa bei einem den Betrieb der Stellglieder gefährdenden Stromausfall automatisch in einen besonders belastungsarmen Zustand verfahren werden. Dabei handelt es sich üblicherweise um die sog. Fahnenstellung, in der die Hauptflächen der Rotorblätter etwa parallel zur Rotorachse verlaufen, so daß sie dem anströmenden Wind einen besonders geringen Widerstand bieten und der anstömende Wind auch nicht zu einem übermäßigen Auftrieb führt. Die automatische Verstellung der Rotorblätter wird üblicherweise mit Hilfe einer Sicherungsvorrichtung bewirkt, welche eine bei Auftreten mindestens eines vorgegebenen Betriebszustands der Windkraftanlage, wie etwa einer Unterbrechung der Stromversorgung der Stellglieder, betätigbare Schalteranordnung sowie ein ansprechend auf eine Betätigung dieser Schalteranordnung betreibbares Stellglied aufweist. Dabei erfolgt der Betrieb des Stellgliedes üblicherweise mit Hilfe von Batterien, welche ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung mit dem Stellglied verbunden werden, um so auch bei einer Unterbrechung der Stromversorgung über das ansonsten benutzte Stromnetz eine Verstellung der einzelnen Elemente der Windkraftanlage zu ermöglichen. Dabei kann die Schalteranordnung eine Vielzahl von Schalterelementen zum Erfassen von kritischen Betriebszuständen der Windkraftanlage aufweisen. Diese Schalterelemente sind üblicherweise in einer Sicherheitskette seriell hintereinander verschaltet, so daß die Betätigung eines Schalterelementes unabhängig von der Betätigung anderer Schalterelemente dazu führt, daß das Stellglied zum Verstellen mindestens eines Elementes der Windkraftanlage betrieben wird. To avoid damage to such wind turbines, this must be done be ensured that the rotor blades when predetermined operating conditions occur, such as automatically in the event of a power failure that could jeopardize the operation of the actuators particularly low-load condition. This is usually the case around the so-called flag position, in which the main surfaces of the rotor blades are approximately parallel to the Rotor axis run, so that they have a particularly low the incoming wind Provide resistance and the oncoming wind does not lead to excessive buoyancy. The automatic adjustment of the rotor blades is usually done with the help of a Securing device which causes a predetermined when at least one occurs Operating state of the wind turbine, such as an interruption in the power supply the actuators, actuatable switch assembly and responsive to actuation this switch arrangement has an operable actuator. The operation of the Actuator usually using batteries which are responsive to actuation the switch assembly can be connected to the actuator, so even with a Interruption of the power supply via the power supply otherwise used an adjustment to enable the individual elements of the wind turbine. The Switch arrangement a variety of switch elements for detecting critical Have operating states of the wind turbine. These switch elements are usually in a safety chain connected in series, so that the actuation of a Switch element regardless of the actuation of other switch elements leads to that Actuator for adjusting at least one element of the wind turbine is operated.

Zur Ausführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten muß der Rotor von Windkraftanlagen angehalten und arretiert werden. Bei arretiertem Rotor wird der lastärmste Zustand für die Rotorarretierung erreicht, wenn die Rotorblätter etwa in der Rotorblattebene bzw. um 90° verschwenkt bzgl. der sog. Fahnenstellung ausgerichtet sind. Allerdings kann es bei der Ausführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten zu einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Betätigung der Schalteranordnung kommen. In diesem Fall muß jedoch verhindert werden, daß der bei arretiertem Rotor lastärmste Zustand durch Verstellen der Rotorblätter in die Fahnenstellung verlassen wird. Daher wird die zu einer Sicherheitskette verschaltete Schalteranordnung herkömmlicher Windkraftanlagen bei der Ausführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten so überbrückt, daß auch bei Betätigung der Schalteranordnung keine Verstellung der Rotorblätter erfolgt. To carry out maintenance or repair work, the rotor of Wind turbines are stopped and locked. When the rotor is locked, the lowest load becomes Condition for the rotor lock reached when the rotor blades are roughly in the rotor blade plane or pivoted by 90 ° with respect to the so-called flag position. However, it can it when carrying out maintenance or repair work on an intended or inadvertent actuation of the switch arrangement. In this case, however be prevented that the low-load state when the rotor is locked by adjusting the Rotor blades is left in the flag position. Therefore, it becomes a security chain interconnected switch arrangement of conventional wind turbines when executing Maintenance or repair work bridged so that even when the Switch arrangement no adjustment of the rotor blades.

Allerdings kann es bei der Ausführung von Reparatur- oder Wartungsarbeiten auch dazu kommen, daß die Rotorarretierung aufgehoben wird oder bricht und der Rotor seine Drehbewegung wieder aufnimmt. Dann muß wiederum dafür gesorgt werden, daß die Rotorblätter in die bei drehendem Rotor lastärmste Fahnenstellung verstellt werden, um Beschädigungen der Windkraftanlage zu vermeiden und Verletzungen des Wartungspersonals zu verhindern. Zu diesem Zweck wird üblicherweise ein Zustand herbeigeführt, der auch bei überbrückter Sicherheitskette zum Verfahren der Rotorblätter in die Fahnenstellung führt. Allerdings sind dafür genaue Kenntnisse der Anlagenlogik und Betriebsführung erforderlich. Aus diesem Grund müssen auch für die Ausführung einfacher Wartungs- und Reparaturarbeiten von Windkraftanlagen besonders gut ausgebildete Fachleute eingesetzt werden, um Beschädigungen der Windkraftanlage beim Auftreten kritischer Zustände während der Ausführung der Reparatur- oder Wartungsarbeiten zu verhindern. However, it can also when performing repair or maintenance work In addition, the rotor lock is released or breaks and the rotor its Revolves again. Then again it must be ensured that the Rotor blades are adjusted to the lowest-load flag position when the rotor is rotating Avoid damage to the wind turbine and injuries to maintenance personnel to prevent. For this purpose, a condition is usually brought about which is also at bridged safety chain for moving the rotor blades into the flag position. However, this requires precise knowledge of the system logic and management. For this reason, simple maintenance and Repair work on wind turbines can be used by specially trained professionals Damage to the wind turbine if critical conditions occur during the To prevent the execution of repair or maintenance work.

Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welche die Ausführung von Reparatur- und Wartungsarbeiten ohne Gefährdung der Windkraftanlage auch dann ermöglicht, wenn Personal ohne genaue Kenntnisse der Anlagenlogik und Betriebsführung eingesetzt wird. In view of these problems in the prior art, the object of the invention to provide a wind turbine of the type described above, which the Execution of repair and maintenance work without endangering the wind turbine even if personnel without precise knowledge of the system logic and Operational management is used.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Windkraftanlagen gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schalteranordnung mindestens eine durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung aufweist. According to the invention, this object is achieved by developing the known Wind turbines solved, which is essentially characterized in that the Switch arrangement at least one switch device operable by rotating the rotor having.

Mit einer derartigen Schalteranordnung kann die Aufhebung oder Beschädigung der Rotorarretierung und die dadurch ausgelöste Rotordrehung unmittelbar erfaßt und ansprechend darauf das Stellglied zum Verstellen der Elemente der Windkraftanlage in die lastärmste Stellung bei drehendem Rotor betrieben werden, ohne daß dafür genauere Kenntnisse der Anlagenlogik und Betriebsführung erforderlich sind, selbst wenn die während des Betriebs der Windkraftanlage mit drehendem Rotor eingesetzte Sicherheitskette zur Ausführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten überbrückt ist. Dabei wurde im Rahmen dieser Erfindung erkannt, daß der mit der Bereitstellung einer zusätzlichen durch Drehen des Rotors betätigbaren Schaltereinrichtung einhergehende Mehraufwand im Hinblick auf die dadurch erreichbare Erhöhung der Betriebssicherheit ohne weiteres in Kauf genommen werden kann, selbst wenn zusätzliche Maßnahmen dafür vorgesehen werden müssen, daß durch eine durch Drehen des Rotors ausgelöste Betätigung der Schaltereinrichtung während des Nutzbetriebs der Windkraftanlage keine Verstellung der einzelnen Elemente der Windkraftanlage ausgelöst wird. With such a switch arrangement, the cancellation or damage of the Rotor lock and the rotor rotation triggered thereby directly detected and in response to the actuator for adjusting the elements of the wind turbine in the low-load position can be operated with the rotor rotating without being more precise Knowledge of plant logic and operations management are required, even if the Safety chain used during the operation of the wind turbine with rotating rotor is bridged to carry out maintenance or repair work. It was in Within the scope of this invention recognized that of providing an additional through Rotating the rotor actuatable switch device associated with additional effort With regard to the increase in operational safety that can be achieved as a result, this is readily available can be taken even if additional measures are provided for it must that by an actuation of the rotor by actuating the Switch device during the useful operation of the wind turbine no adjustment of the individual Elements of the wind turbine is triggered.

Die durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage weist zweckmäßigerweise ein Schalterelement und einen Betätigungsmechanismus auf, wobei es sich in baulicher Hinsicht als besonders günstig erwiesen hat, wenn das Schalterelement durch Drehung des Rotors bewegbar ist, insbesondere an einer den Rotor tragenden Rotorwelle festgelegt ist und der Betätigungsmechanismus an einem nicht rotierenden Bauteil der Windkraftanlage, wie etwa an dem Grundrahmen der an der Spitze des Turms der Windkraftanlage angeordneten Maschinengondel, festgelegt ist. The switch device which can be actuated by rotating the rotor The wind power plant according to the invention expediently has a switch element and a Actuation mechanism on, where it proved to be particularly favorable in terms of construction has when the switch element is movable by rotation of the rotor, in particular a rotor shaft carrying the rotor is fixed and the actuating mechanism a non-rotating component of the wind turbine, such as on the base frame of the the top of the tower of the wind turbine arranged machine nacelle, is fixed.

Das mindestens eine Schalterelement der durch Drehen des Rotors betätigbaren Schaltereinrichtung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage kann mit Hilfe des Betätigungsmechanismus optisch, mechanisch und/oder magnetisch betätigbar sein. Im Hinblick auf die Tatsache, daß optisch und/oder magnetisch betätigbare Schalterelemente üblicherweise eine eigene Stromversorgung benötigen, hat es sich zur Erhöhung der Betriebssicherheit als besonders günstig erwiesen, wenn das Schalterelement mechanisch betätigbar ist. In diesem Fall kann das Schalterelement in herkömmlicher Form mit einem verdrehbaren Betätigungshebel ausgeführt sein, wobei dieser Betätigungshebel zweckmäßigerweise um eine quer, vorzugsweise etwa senkrecht und/oder parallel zur Rotorwellenachse verlaufende Drehachse verdreht werden kann. The at least one switch element that can be actuated by rotating the rotor Switch device of the wind turbine according to the invention can with the help of Actuating mechanism can be actuated optically, mechanically and / or magnetically. With regard to the fact that optically and / or magnetically actuated switch elements usually need its own power supply, it has been used to increase the Operational safety has proven to be particularly favorable if the switch element can be actuated mechanically is. In this case, the switch element in a conventional form with a rotatable actuating lever, this actuating lever is expedient about a transverse, preferably approximately perpendicular and / or parallel to the rotor shaft axis running axis of rotation can be rotated.

Die Anordnung des Betätigungshebels und des Betätigungsmechanismus wird dabei vorzugsweise so gewählt, daß der Betätigungshebel mit dem Betätigungsmechanismus unabhängig von der Drehrichtung des Rotors in einer vorgegebenen Richtung verdrehbar ist, weil derartige Schalterelemente ohne weiteres zur Verfügung stehen. Der Betätigungsmechanismus für eine derartige Schaltereinrichtung kann besonders einfach ausgeführt werden, wenn er mindestens zwei in Richtung der Rotorwellenachse versetzt angeordnete Betätigungsknebel aufweist, zwischen denen die Drehachse des Betätigungshebels des Schalterelementes angeordnet ist. Wenn der Betätigungshebel zwei sich ausgehend von der Drehachse in einander entgegengesetzte Richtungen erstreckende Schenkel aufweist, kann durch Zusammenwirken eines der Betätigungsknebel mit jeweils einem der Schenkel des Betätigungshebels eine Betätigung des Schalterelementes durch Verdrehen in eine vorgegebene Drehrichtung bewirkt werden. Dabei kann eine Behinderung der Betätigung des Betätigungshebels durch den jeweils anderen Betätigungsknebel verhindert werden, wenn die Betätigungsknebel in einer senkrecht zu der durch die Rotorwellenachse und die Drehachse des Betätigungshebels aufgespannten Ebene verlaufenden Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können Betätigungsknebel bzgl. parallel zur Drehachse des Betätigungshebels verlaufenden Schwenkachse in einander entgegengesetzten Richtungen verschwenkbar sein. In diesem Fall können auf jeder Seite des Betätigungshebels zwei jeweils gleichsinnig verschwenkbare Betätigungsknebel vorgesehen sein, die in einer senkrecht zu der durch die Rotorwellenachse und die Drehachse des Betätigungshebels aufgespannten Ebene verlaufenden Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dabei können die Schwenkachsen der einzelnen Betätigungsknebel an den Ecken eines Quadrates mit parallel zur Rotorwellenachse verlaufenden Seiten angeordnet sein. The arrangement of the operating lever and the operating mechanism will preferably chosen so that the operating lever with the operating mechanism can be rotated in a predetermined direction regardless of the direction of rotation of the rotor is because such switch elements are readily available. The Actuating mechanism for such a switch device can be made particularly simple be when it is arranged at least two offset in the direction of the rotor shaft axis Has actuating knob, between which the axis of rotation of the actuating lever Switch element is arranged. If the operating lever two starts from the leg has legs extending in opposite directions, can by interacting one of the actuating toggle with one of the legs of the actuating lever an actuation of the switch element by turning into a predetermined direction of rotation can be effected. This can hamper the activity of the operating lever can be prevented by the other operating toggle, when the actuating toggle is in a perpendicular to that through the rotor shaft axis and the Axis of rotation of the operating lever spanned plane extending direction are offset from each other. Additionally or alternatively, actuation toggles can be parallel to the axis of rotation of the operating lever pivot axis in each other opposite directions can be pivoted. In this case, on each side of the actuating lever, two actuating knobs which can be pivoted in the same direction be provided in a perpendicular to that through the rotor shaft axis and the axis of rotation of the operating lever spanned plane extending direction against each other are staggered. The swiveling axes of the individual control knobs can be used at the corners of a square with sides parallel to the rotor shaft axis be arranged.

Vorstehend wurde bereits angesprochen, daß eine unerwünschte Verstellung der einzelnen Elemente der Windkraftanlage ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung beim Nutzbetrieb der Windkraftanlage durch zusätzliche Maßnahmen verhindert werden muß. In diesem Zusammenhang hat es sich konstruktiv als besonders einfach erwiesen, wenn die mindestens eine durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung zwischen einer Wartungsstellung, in der sie durch eine Drehung des Rotors betätigbar ist, und einer Betriebsstellung, in der sie durch eine Drehung des Rotors nicht betätigbar ist, verstellbar ist. It has already been mentioned above that an undesired adjustment of the individual elements of the wind turbine in response to actuation of the Switch arrangement during useful operation of the wind turbine by additional measures must be prevented. In this context, it has been structurally particularly simple proven if the at least one operable by rotating the rotor Switch device between a maintenance position in which it can be actuated by rotating the rotor and an operating position in which it cannot be actuated by a rotation of the rotor, is adjustable.

Wie vorstehend bereits erläutert, weist der Rotor einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage mindestens ein um eine quer, vorzugsweise etwa senkrecht zur Rotorwellenachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbares Rotorblatt auf, das ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung mit dem Stellglied in eine Fahnenstellung verstellbar ist, in der es etwa parallel zur Rotorwellenachse ausgerichtet ist. Wenn der Rotor in üblicher Bauform eine Mehrzahl von um quer, vorzugsweise etwa senkrecht zur Rotorwellenachse verlaufende Schwenkachsen verschwenkbare Rotorblätter aufweist, hat es sich im Sinne einer weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit im Verlauf von Wartungs- oder Reparaturarbeiten als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung mindestens zwei vorzugsweise in Umfangsrichtung der Rotorwelle hintereinander angeordnete Schalterelemente aufweist, von denen jedes einem der verschwenkbaren Rotorblätter zugeordnet ist und jedem Schalterelement ein Stellglied zum Verstellen des diesem Schalterelement zugeordneten Rotorblattes zugeordnet ist. Dadurch kann erreicht werden, daß selbst bei einem Defekt eines Schalterelementes und/oder eines Stellgliedes durch die anderen Schalterelemente und Stellglieder noch eine Verstellung von mindestens einem Rotorblatt in die Fahnenstellung bewirkt werden kann, was bereits zu einer deutlichen Verminderung der mechanischen Belastung der Windkraftanlage bei rotierendem Rotor führt. As already explained above, the rotor of an inventive Wind turbine at least one to a transverse, preferably approximately perpendicular to Rotating pivotable rotor blade extending rotor shaft axis, which is appealing upon actuation of the switch arrangement with the actuator in a flag position is adjustable, in which it is aligned approximately parallel to the rotor shaft axis. If the rotor is in Conventional design a plurality of to transverse, preferably approximately perpendicular to Has rotor shaft axis extending pivot axes rotatable rotor blades, it has in the sense of a further increase in operational safety in the course of maintenance or Repair work proved to be particularly advantageous when turning the rotor actuatable switch device at least two preferably in the circumferential direction of the Rotor shaft has switch elements arranged one behind the other, each one is assigned to the pivotable rotor blades and an actuator for each switch element for adjusting the rotor blade assigned to this switch element. It can thereby be achieved that even if a switch element is defective and / or an actuator by the other switch elements and actuators another Adjustment of at least one rotor blade in the flag position can be caused what already significantly reduce the mechanical load on the wind turbine with the rotor rotating.

Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit erfindungsgemäßer Windkraftanlagen während des Nutzbetriebs weist die Schalteranordnung mindestens eine weitere unabhängig von der Rotordrehung betätigbare Schaltereinrichtung auf. Diese Schaltereinrichtung wird beispielsweise dann betätigt, wenn die Stromversorgung der Stellglieder unterbrochen wird. Wie eingangs bereits erläutert, ist es im Sinne einer störungsfreien Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten besonders zweckmäßig, wenn die mindestens eine weitere Schaltereinrichtung zwischen einer Wartungsstellung, in der ein Betrieb des mindestens einen Stellgliedes ansprechend auf eine Betätigung der weiteren Schaltereinrichtung verhindert ist, und einer Betriebsstellung, in der der Betrieb des mindestens einen Stellgliedes ansprechend auf eine Betätigung der weiteren Schaltereinrichtung freigegeben ist, verstellbar ist. To ensure the operational safety of wind turbines according to the invention the switch arrangement has at least one further one during useful operation switch device which can be actuated independently of the rotor rotation. This switch device is actuated, for example, when the power supply to the actuators is interrupted becomes. As already explained at the beginning, it is in the sense of a trouble-free implementation of Maintenance or repair work is particularly useful if the at least one further switch device between a maintenance position in which an operation of the at least one actuator in response to actuation of the further switch device is prevented, and an operating position in which the operation of the at least one Actuator is released in response to actuation of the further switch device, is adjustable.

Im Rahmen dieser Erfindung ist nicht nur an die Herstellung vollständiger Windkraftanlagen mit einer erfindungsgemäß weitergebildeten Sicherungsvorrichtung gedacht. Vielmehr ist im Rahmen dieser Erfindung auch an die Nachrüstung bereits vorhandener Windkraftanlagen gedacht. Eine zu diesem Zweck geeignete Sicherungsvorrichtung umfaßt eine Schalteranordnung mit mindestens einer durch Drehen des Rotors betätigbaren Schaltereinrichtung und ein ansprechend auf eine Betätigung der Schalteranordnung zum Verstellen mindestens eines Elementes der Windkraftanlage in eine vorgegebene Stellung betreibbares Stellglied. Dabei kann die Schaltereinrichtung einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung ein an einer Rotorwelle und/oder Rotornabe festlegbares Schalterelement aufweisen. Eine zur Herstellung einer derartigen Sicherungsvorrichtung geeignete Schalteranordnung umfaßt mindestens eine durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung, die ein an der Rotorwelle und/oder der Rotornabe festlegbares Schalterelement aufweisen kann. In the context of this invention, not only is the manufacture more complete Wind power plants with a safety device further developed according to the invention. Rather, in the context of this invention, retrofitting is already available Wind turbines thought. A securing device suitable for this purpose comprises a Switch arrangement with at least one operable by rotating the rotor Switch device and in response to actuation of the switch arrangement for Adjusting at least one element of the wind turbine into a predetermined position operable actuator. The switch device of an inventive Safety device a switch element which can be fixed on a rotor shaft and / or rotor hub exhibit. A suitable one for the production of such a safety device Switch assembly includes at least one operable by rotating the rotor Switch device, which is a switch element which can be fixed on the rotor shaft and / or the rotor hub can have.

Wie der vorstehenden Erläuterung erfindungsgemäßer Windkraftanlagen zu entnehmen ist, zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Windkraftanlage, bei dem der Rotor zur Ausführung von Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten angehalten und arretiert wird im wesentlichen dadurch aus, daß nach Anhalten und Arretieren des Rotors die durch Drehen des Rotors betätigbare Schaltereinrichtung in die Wartungsstellung verstellt wird. Dabei können die mit dem Rotor bewegbaren und den einzelnen Rotorblättern zugeordneten Schalterelemente nacheinander in die Wartungsstellung verstellt werden, wobei die einzelnen Rotorblätter nacheinander in eine Wartungsstellung verschwenkt und danach die entsprechenden Schalterelemente verstellt werden. As the above explanation of wind turbines according to the invention can be seen, an inventive method for operating a Wind turbine in which the rotor is used to carry out maintenance and / or repair work is stopped and locked essentially by the fact that after stopping and Lock the rotor into the switch device which can be actuated by rotating the rotor Maintenance position is adjusted. The rotatable with the rotor and the switch elements assigned to individual rotor blades one after the other into the maintenance position are adjusted, with the individual rotor blades one after the other in a maintenance position pivoted and then the corresponding switch elements are adjusted.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention will now be described with reference to the drawing in which with regard to all essential to the invention and not highlighted in the description Details are explicitly explained. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage und Fig. 1 is a schematic representation of a wind turbine according to the invention and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltereinrichtung. Fig. 2 is a schematic representation of a switch device according to the invention.

In Fig. 1 ist eine als Hohlwelle ausgeführte Rotorwelle 10 mit insgesamt drei daran festgelegten Schalterelementen 20, 22 und 24 dargestellt. Jedes der an der Rotorwelle 10 festgelegten Schalterelemente 20, 22 und 24 ist einem über eine Rotornabe (nicht dargestellt) an der Rotorwelle 10 festgelegtem Rotorblatt zugeordnet. Sobald eines der Schalterelemente 20, 22 und 24 bei einer Drehung der Rotorwelle 10 mit Hilfe eines als Schaltnocken ausgeführten Betätigungsmechanismus von der "Aus"-Stellung in die "Ein"-Stellung verstellt wird, erfolgt eine Verschwenkung des diesem Schalterelement zugeordneten Rotorblattes in die Fahnenstellung mit Hilfe eines entsprechenden Stellgliedes. Der Betätigungsnocken 30 ist an einem nicht rotierenden Bauteil der Windkraftanlage, wie etwa einem Grundrahmen der Maschinengondel befestigt. In Fig. 1, a rotor shaft designed as a hollow shaft 10 is shown with a total of three fixed thereto switch elements 20, 22 and 24. Each of the fixed to the rotor shaft 10 switch elements 20, 22 and 24 (not shown) via a rotor hub 10 associated with fixed rotor blade on the rotor shaft. As soon as one of the switch elements 20 , 22 and 24 is rotated from the "off" position to the "on" position when the rotor shaft 10 is rotated with the aid of an actuating mechanism designed as a switching cam, the rotor blade assigned to this switch element is pivoted into the flag position with the help of an appropriate actuator. The actuating cam 30 is attached to a non-rotating component of the wind turbine, such as a base frame of the machine nacelle.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungseinrichtung 100 umfaßt ein insgesamt mit 120 bezeichnetes und an der Rotorwelle festlegbares Schalterelement sowie einen insgesamt mit 130 bezeichneten Betätigungsmechanismus, der an einem nicht rotierenden Bauteil der Windkraftanlage befestigbar ist. The circuit device 100 shown in FIG. 2 comprises a switch element, generally designated 120, which can be fixed on the rotor shaft, and an actuating mechanism, generally designated 130, which can be attached to a non-rotating component of the wind turbine.

Das Schalterelement 120 umfaßt einen um eine senkrecht zur Rotorwellenachse 12 verlaufende Drehachse 124 verdrehbaren Betätigungshebel 122 mit zwei sich ausgehend von der Drehachse 124 in einander entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Schenkeln. Der Betätigungshebel 122 ist in der durch den Pfeil P1 angegebenen Richtung verdrehbar. The switch element 120 comprises an actuating lever 122 which can be rotated about an axis of rotation 124 running perpendicular to the rotor shaft axis 12 and has two legs extending in opposite directions from the axis of rotation 124 . The actuating lever 122 can be rotated in the direction indicated by the arrow P1.

Der Betätigungsmechanismus umfaßt insgesamt vier Betätigungsknebel 132, 134, 136 und 138, von denen zwei, nämlich die Betätigungsknebel 132 und 134 in Richtung der Rotorwellenachse 12 auf der einen Seite der Drehachse 124 angeordnet sind und die beiden anderen, nämlich die Betätigungsknebel 136 und 138 in Richtung der Rotorwellenachse 12 auf der anderen Seite der Drehachse 124 angeordnet sind. Dabei sind die Betätigungsknebel 134 und 136 in einer senkrecht zu der durch die Rotorwellenachse 12 und die Drehachse 124 aufgespannten Ebene verlaufenden Richtung bzgl. den Betätigungsknebeln 132 und 138 versetzt angeordnet. Die Betätigungsknebel 132, 134, 136 und 138 sind jeweils bzgl. den Schwenkachsen 133, 135, 137 bzw. 139 verschwenkbar. Dabei sind die Betätigungsknebel 132 und 134 ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Stellung in der durch den Pfeil P3 dargestellten Richtung verschwenkbar, während die Betätigungsknebel 136 und 138 in der entgegengesetzten Richtung verschwenkbar sind, wie durch die Pfeile P2 angedeutet. Durch diese Anordnung des Betätigungsmechanismus wird erreicht, daß der Betätigungshebel 122 ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Wartungsstellung bei Drehung der Rotorwelle 10 in der durch den Pfeil P1 angedeuteten Richtung verdreht wird und zwar unabhängig von der Drehrichtung der Rotorwelle 10. Diese Verdrehung des Betätigungshebels 122 wird durch schwenkendes Ausweichen jeweils eines der Betätigungsknebel 132, 134, 136 und 138 ermöglicht. Eine erfindungsgemäße Windkraftanlage kann zwei oder mehr Schalterelemente der in Fig. 2 dargestellten Art und zwei oder mehr Betätigungsmechanismen der in Fig. 2 dargestellten Art aufweisen, wobei die Schalterelemente und/oder die Betätigungsmechanismen in Umfangsrichtung der Rotorwelle hintereinander angeordnet sein können. The actuating mechanism comprises a total of four actuating knobs 132 , 134 , 136 and 138 , two of which, namely the actuating knobs 132 and 134 in the direction of the rotor shaft axis 12 , are arranged on one side of the axis of rotation 124 and the other two, namely the actuating knobs 136 and 138 in Direction of the rotor shaft axis 12 are arranged on the other side of the axis of rotation 124 . The actuation toggles 134 and 136 are offset in a direction perpendicular to the plane spanned by the rotor shaft axis 12 and the axis of rotation 124 with respect to the actuation toggles 132 and 138 . The actuating toggles 132 , 134 , 136 and 138 can each be pivoted with respect to the pivot axes 133 , 135 , 137 and 139 . Starting from the position shown in FIG. 2, the actuation toggles 132 and 134 can be pivoted in the direction shown by the arrow P3, while the actuation toggles 136 and 138 can be pivoted in the opposite direction, as indicated by the arrows P2. This arrangement of the actuating mechanism ensures that, starting from the maintenance position shown in FIG. 2, the actuating lever 122 is rotated when the rotor shaft 10 rotates in the direction indicated by the arrow P1, regardless of the direction of rotation of the rotor shaft 10 . This rotation of the actuating lever 122 is made possible by pivotally deflecting one of the actuating toggles 132 , 134 , 136 and 138 . A wind power plant according to the invention can have two or more switch elements of the type shown in FIG. 2 and two or more actuation mechanisms of the type shown in FIG. 2, wherein the switch elements and / or the actuation mechanisms can be arranged one behind the other in the circumferential direction of the rotor shaft.

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist auch an den Einsatz von Schaltereinrichtungen gedacht, bei denen die Schalterelemente feststehend angeordnet sind und die Betätigungsmechanismen an der Rotorwelle befestigt sind. Ferner können die Schalterelemente und/oder die Betätigungsmechanismen auch an der Rotornabe oder an einer Antriebswelle eines an die Rotorwelle gekoppelten Getriebes angeordnet sein. Auch ist an den Einsatz von optischen und/oder elektrischen Schalterelementen gedacht. Dabei kann anstelle des Nockens ein Permanentmagnet eingesetzt werden und anstelle des anhand der Zeichnung erläuterten Schalterelementes eine Leiterschleife bzw. -spule. The invention is not based on the embodiments explained with reference to the drawing limited. Rather, the use of switch devices in which the switch elements are fixed and the actuating mechanisms the rotor shaft are attached. Furthermore, the switch elements and / or the Actuation mechanisms also on the rotor hub or on a drive shaft Rotor shaft coupled gear can be arranged. Also is in the use of optical and / or electrical switch elements. It can be a cam instead of a Permanent magnet are used and instead of that explained with reference to the drawing Switch element a conductor loop or coil.

Claims

1. A wind power plant with at least one rotatably mounted rotor and a switch arrangement which can be actuated when at least one predetermined operating state of the wind power plant occurs, and at least one safety device which can be operated in response to an actuation of the switch arrangement for adjusting at least one element of the wind power plant to a predetermined position, characterized in that that the switch arrangement has at least one switch device ( 100 ) which can be actuated by rotating the rotor.

2. Wind power plant according to claim 1, characterized in that the at least one switch device ( 100 ), a switch element ( 20 , 22 , 24 ; 120 ) and an actuating mechanism ( 30 ; 130 ).

3. Wind power plant according to claim 2, characterized in that the switch element ( 20 , 22 , 24 ; 120 ) is movable by rotating the rotor and the actuating mechanism ( 30 ; 130 ) is fixed to a non-rotating component of the wind power plant.

4. Wind power plant according to claim 3, characterized in that the switch element ( 20 , 22 , 24 ; 120 ) on a rotor shaft supporting the rotor ( 10 ) is fixed.

5. Wind power plant according to one of claims 2 to 4, characterized in that the switch element ( 20 , 22 , 24 ; 120 ) with the actuating mechanism ( 30 ; 130 ) can be actuated optically, mechanically and / or magnetically.

6. Wind power plant according to Claim 5, characterized in that the switch element ( 120 ) has an actuating lever ( 122 ) which can be rotated about a transverse axis, preferably approximately perpendicular and / or parallel to the rotor shaft axis ( 12 ), with an axis of rotation ( 124 ).

7. Wind power plant according to claim 6, characterized in that the actuating lever ( 122 ) with the actuating mechanism ( 130 ) can be rotated independently of the direction of rotation of the rotor in a predetermined direction (P1).

8. Wind power plant according to claim 7, characterized in that the actuating mechanism ( 130 ) has at least two actuating toggles ( 132 , 134 , 136 , 138 ) arranged offset in the direction of the rotor shaft axis ( 12 ), between which the axis of rotation ( 124 ) of the actuating lever ( 122 ) of the switch element ( 120 ) is arranged.

9. Wind power plant according to claim 8, characterized in that the actuating toggles ( 132 , 134 , 136 , 138 ) offset in a direction perpendicular to the plane spanned by the rotor shaft axis ( 12 ) and the axis of rotation ( 124 ) of the actuating lever ( 122 ) are arranged.

10. Wind power plant according to claim 9, characterized in that the actuating toggles ( 132 , 134 , 136 , 138 ) with respect to. Parallel to the axis of rotation ( 124 ) of the actuating lever ( 122 ) extending pivot axes in opposite directions (P2, P3) are pivotable.

11. Wind power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one switch device ( 100 ) between a maintenance position in which it can be actuated by rotating the rotor and an operating position in which it cannot be actuated by rotating the rotor , is adjustable.

12. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the rotor at least one to a transverse, preferably approximately perpendicular to Rotor shaft axis extending pivot axis has pivotable rotor blade, the in response to actuation of the switch assembly with the actuator in a Flag position is adjustable, in which it is aligned approximately parallel to the rotor shaft axis.

13. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the rotor a plurality of to transverse, preferably approximately perpendicular to Has rotor shaft axis extending pivot axes pivotable rotor blades.

14. Wind power plant according to claim 13, characterized in that the switch device ( 100 ) has at least two switch elements ( 120 ) which are preferably arranged one behind the other in the circumferential direction of the rotor shaft ( 10 ), each of which is assigned to one of the pivotable rotor blades and each switch element ( 120 ) Actuator for adjusting the rotor blade assigned to this switch element is assigned.

15. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switch arrangement at least one other regardless of the Has rotor rotation actuable switch device.

16. Wind turbine according to claim 15, characterized in that the at least a further switch device between a maintenance position in which an operation of the at least one actuator in response to actuation of the others Switch device is prevented, and an operating position in which the operation of the at least one Actuator released in response to actuation of the further switch device is adjustable.

17. Safety device for a wind turbine according to one of the preceding Expectations.

18. Switch arrangement for a safety device according to claim 17.

19. A method for operating a wind turbine according to one of claims 1 to 16, where the rotor is stopped to perform maintenance and / or repair work and is locked and then the switch device which can be actuated by rotating the rotor is set to the maintenance position.

20. The method according to claim 19, characterized in that the with the rotor movable and assigned to the individual rotor blades switch elements in succession be adjusted to the maintenance position.

21. The method according to claim 20, characterized in that the individual Rotor blades swiveled one after the other into a maintenance position and then the corresponding switch elements can be adjusted.