DE202009016920U1 - Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit - Google Patents
Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit Download PDFInfo
- Publication number
- DE202009016920U1 DE202009016920U1 DE202009016920U DE202009016920U DE202009016920U1 DE 202009016920 U1 DE202009016920 U1 DE 202009016920U1 DE 202009016920 U DE202009016920 U DE 202009016920U DE 202009016920 U DE202009016920 U DE 202009016920U DE 202009016920 U1 DE202009016920 U1 DE 202009016920U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- energy plant
- wind energy
- plant according
- monitoring
- braking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0244—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
- F03D7/0248—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking by mechanical means acting on the power train
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Überwachen, Regeln und Steuern der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mit der Hauptsteuerung oder anderen Teilsteuerungen der Windenergieanlage in Verbindung steht und dieses derart überwacht, dass ein Versagen vor Erreichen von anderen kritischen Schwellwerten erkannt wird. (Zeichnung 1, 2, 3)
Description
- Aus dem Kraftfahrzeugbereich ist seit einigen Jahren die Verwendung von elektronischen Hilfsmitteln zur Überwachung des Fahrzeugzustandes bekannt. ABS und ESP helfen wenn der Fahrer überfordert ist, das Fahrzeug unter Kontrolle zu halten. Insbesondere ESP greift ein wenn der Fahrer versagt hat, und das Fahrzeug auszubrechen droht. Eine Windenergieanlage verfügt nicht über einen Fahrer. Vergleichsweise ist es hier die Hauptsteuerung die die Windenergieanlage „fährt”. Aus offensichtlichen Sicherheitsgründen darf eine Windenergieanlage niemals umfallen oder Bauteile verlieren (Siehe auch Germanischer Lloyd Zertifizierungsrichtlinien). Das dieses unter allen denkbaren Betriebszuständen gelingt, ist bei der Zertifizierung nachzuweisen. Diese Betriebszustände dimensionieren die Bauteile der WEA mechanisch: Gründung, Turm, Maschinenträger, Wellen, Rotorblätter etc.
- Den Stand der Technik über mögliche Bauformen wird in dem Standardwerk zur Windenergietechnik von Erich Hau: „Windkraftanlagen – Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit 4. Auflage" ausführlich beschrieben. Alle Details des Patents sind grundsätzlich geeignet in allen heute gängigen Bauformen von Windenergieanlagen eingesetzt zu werden.
- Bekannt ist aus dem Bericht der NASA „DOE/NASA/20370-23” und daher Stand der Technik, dass zusätzlich zur Hauptsteuerung eine davon unabhängiges so genanntes Sicherheitssystem vorhanden sein muss. Bisher bestehen diese Sicherheitseinrichtung meistens aus Überdrehzahlrelais, Vibrationschalter, Watchdogrelais, Überstromauslösern, Not-Aus Schalter und evtl. weiteren Einrichtungen.
- Stand der Technik ist die Sicherheitseinrichtung immer „Fail-Safe”, d. h. bei Verlust der Versorgungsspannung löst die Sicherheitseinrichtung Alarm aus.
- Auch bekannt aus
US Patent 6771903 ist der Versuch diese Sicherheitseinrichtung durch Verwendung optischer Datenübertragung effizienter zu machen. - Auch bekannt aus
EP1764664 ist der Versuch durch eine zusätzliche Logik die verschiedenen in die Sicherheitskette eingebundenen Sensoren selektiv auszuwerten. - Aus dem Patent
EP20070020758 - Aus
DE 10 2007 040 834 A1 schließlich ist bekannt, wie eine Bremse optimal benutzt wird um bei Netzproblemen Drehzahlschwankungen der WEA auszugleichen. - Stand der Technik ist auch die Verwendung mehrfach redundanter aerodynamischer Bremssysteme, in Kombination mit mechanischen Haltebremsen.
- Stand der Technik ist eine Auslegung der mechanischen Bremsen als Haltebremse die zwar bis zu mehrfaches Nennmoment der WEA hält, thermisch jedoch nach kurzer Betätigung im Betrieb zu hohe Temperaturen erreichen würde.
- Stand der Technik ist eine nichtlineare aerodynamische Auslegung der Rotorblätter, sodass z. B. während der Wegstrecke 0° bis ca. 10° weniger Leistungsverlust eintritt als von 10° zu 20°. Arbeitsposition = 0°; Fahnenposition = 90°
- Stand der Technik sind Pitchsysteme mit Geschwindigkeiten von ca. 2°/s bis 20°/s im Sicherheitsbetrieb.
- Stand der Technik ist ein Pitchsystem welches den normalen Arbeitsbetrieb und den Sicherheitsbetrieb (aerodynamische Bremse) unterscheidet.
- Stand der Technik ist die Verwendung von Schwimmsätteln für die Rotorbremse.
- 1. Für Windenergieanlagen kleiner Baugröße reicht die unter Stand der Technik beschriebene vergleichsweise einfache Sicherheitstechnik zur Überwachung aus. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei großen Windenergieanlagen jedoch Betriebslasten auftreten, die einen Einsatz derartiger einfacher Sicherheitssysteme nicht zulassen, oder nur unter dem Einsatz vieler Tonnen Stahl zur Verstärkung der relevanten Bauteile wie Turm, Maschinenträger, Rotorwelle oder Rotorblatt.
- 2. Beweggrund für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass nicht die Reaktionsgeschwindigkeit der einzelnen Komponenten des Sicherheitssystems allein die Betriebslasten senken.
- 3. Erfindungsauslösend ist die Erkenntnis, dass mittels einem neuartigen intelligenten Überwachungsgerätes die Betriebslasten einer Windenergieanlage gesenkt werden können.
- 4. Erfindungsgemäß ist die verblüffend einfache Erkenntnis, dass besonders hohe Drehzahlen Betriebslasten erhöhen. Durch den Einsatz dieses Überwachungsgerätes, das neuartige Auswerten der Sensoren, der Erkennung möglicherweise fehlerhaften Reaktionen der Hauptsteuerung, kann ein Erreichen der kritischen Niveaus durch Eingriffe auf die Bremssysteme verhindert werden.
- 5. Erfindungsgemäß ist, dass dieses neuartige Überwachungsgerät bei einer Windenergieanlage heutiger dem Stand der Technik entsprechender Bauform eingebaut ist. Das Überwachungsgerät kann dabei mittels eines speziell dafür entwickeltem elektronischen Bausteins (Chip) oder mittels einer frei programmierbaren Steuerung ausgeführt sein. Einzelne Funktionen können auch als Teilprogramm der Hauptsteuerung ausgeführt sein, wenn die Sicherheitsanforderungen dieses zulassen.
- 6. Erfindungsgemäß ist das Überwachungsgerät an mindestens eine aerodynamische oder mechanische auf den Triebstrang wirkende Bremseinrichtung angeschlossen, sodass Betriebszustände ausgewertet oder Befehle an die Bremseinrichtungen gegeben werden können. (Zeichnung 1)
- 7. Erfindungsgemäß ist, dass dieses neuartige Überwachungsgerät Teile des Sicherheitssystems ersetzt oder im Sicherheitssystem integriert ist oder/und mehrere Funktionen in einem Gerät bündelt. D. h. das Gerät kann bei Erkennen der Notwendigkeit das übergelagerte Sicherheitssystem auslösen, und/oder ist Teil desselben. Eine bevorzugte Ausführungsform ist die Integration von „Watchdog der Hauptsteuerung” und Überdrehzahlerkennung. Aber auch Drehzahlplausibilität, Fehler des Generator/Generatorumrichtersystems, und Pitchfehler sind bevorzugte Überwachungsfunktionen. (Zeichnung 1, 2, 3)
- 8. Erfindungsgemäß ist die verblüffend einfache Erkenntnis, dass eine Bündelung von mehreren Funktionen in einem Gerät keinen Verlust an Sicherheit bringt. Das liegt darin begründet, dass bei den vielen einfachen Geräten aus Kosten- und Komplexitätsgründen keine Selbstdiagnose enthalten ist. Daher wird ein Ausfall des Sicherheitssystems gar nicht oder erst bei Wartung bemerkt. Auch wird das Eintreten von so genannten Doppelfehlern (gleichzeitiges Versagen der Hauptsteuerung und Sicherheitssystem) als derart unwahrscheinlich eingestuft, dass dieser Nachweis für Windenergieanlagen nicht gefordert ist.
- 9. Erfindungsgemäß ist die Integration einer Selbstdiagnose in das Sicherheitssystem. D. h. das Sicherheitssystem überwacht beim Start und dann laufend die Plausibilität der angeschlossenen Sensoren und/oder vergleicht die Ergebnisse mit denen die z. B. über Bussystem von der Hauptsteuerung oder anderen Teilsteuerungen gemeldet werden. (Zeichnung 1, 2)
- 10. Erfindungsgemäß überwacht das Überwachungsgerät z. B. folgende wichtige Werte die aber auch zum Auslösen des Sicherheitssystems führen können: Drehzahlen, Drücke, Temperaturen, Lebenszeichen (Watchdog) der Hauptsteuerung z. B. als Frequenzsignal, Schwingungsniveaus von z. B. Turm oder anderen Bauteilen, Drehmoment an Wellen wie z. B. der Hauptwelle, Drehmoment gemeldet vom Generator/Umrichtersystem, Kraft oder Drehmomentsignale z. B. der Rotorblätter, Stellungssignale z. B. der Rotorblätter, des Azimutsystems oder anderer Bauteile, Geschwindigkeitssignale z. B. des Pitchsystems oder Generator/Umrichtersystems.
- 11. Erfindungsgemäß werden im Überwachungsgerät die Werte des Pitchsystems, welches auch als aerodynamisches Bremssystem arbeitet, ständig überwacht. Dieses Pitchsystem könnte z. B. beim Ausfall der Hauptsteuerung in die falsche Richtung arbeiten oder auch stehen bleiben. Mittels hinterlegter Plausibilitätswerte und Funktionen in Kombination mit anderen Sensordaten kann somit rechtzeitig das Sicherheitssystem aktiviert werden.
- 12. Erfindungsgemäß kombiniert das Überwachungsgerät die Möglichkeiten der mechanischen und aerodynamischen Bremse in der Art, das Reaktionszeiten, Wirkung und thermische Möglichkeiten optimal verbunden werden. Eine bevorzugte Ausführung ist z. B. dass die mechanische Bremse nur während starker Beschleunigungen angesteuert wird. Dafür kann in der Steuerung einer oder mehrere Schwellwert hinterlegt sein, und dieses auch mit weiteren Logikfunktionen in Abhängigkeit vom Betriebspunkt verknüpft sein. Denkbar ist eine Betätigung der mechanischen Bremse auch nur zum Anfang des Bremsvorganges, nur zum Ende, oder nur bei Betätigung des mechanischen Not-Aus Knopfs.
- 13. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung regelt die Stärke des Bremsvorganges anhand der Drehzahlreduktion. Dabei wird die mechanische Bremse geregelt. Eine Überwachung der Bremsstärke kann aber auch anhand der Kraft oder Drucksensoren erfolgen. Erfordert der Betriebszustand ein Steuern ohne Regeln, kann dieses auch per proportionalem Steilmechanismus erfolgen (z. B.: Proportionalventil bei hydraulischen Systemen oder vergleichbar bei elektromechanischen Systemen). Diese Ausführungsform berücksichtigt insbesondere auch die nichtlinearen Eigenschaften des aerodynamischen Bremssystems hinsichtlich verschiedener Wirkung je nach Winkelstellung.
- 14. Erfindungsgemäß werden können auch die Schwingungssensoren z. B. des Turms mit überwacht werden. Eine bevorzugte Ausführungsform kann gezielt derart Bremsen, sodass die mögliche Turmschwankungen gedämpft werden (ähnlich ESP bei KFZ).
- 15. Erfindungsgemäß überwacht das Überwachungsgerät das Drehmoment welches vom Generator abgefordert wird und vergleicht dieses mit einem Maximalwert der z. B. mechanisch vorgegeben wird. Hiermit wird verhindert, dass sich die Bremsmomente des Generators und der mechanischen Bremseinrichtung zu einer Überlast addieren. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung reduziert die Bremswirkung bei Überlastung des Triebstranges bis an den maximalen Wert. Hierbei wird beispielsweise der Druck der Bremse überwacht. (Zeichnung 5)
- 16. Erfindungsgemäß regelt das Überwachungsgerät das Bremsmoment. Berücksichtigt werden alle zur Verfügung stehenden direkten Sensoren oder indirekte Messungen wie z. B. auch das Drehmomentsignal des Generatorumrichtersystems, Kraftmessung aus dem Triebstrang, den Rotorblättern oder andere die auftreten Kräfte messenden Sensoren an Generator, Getriebe, Triebstrang oder anderer geeigneter Sensoren.
- 17. Erfindungsgemäß gleicht das Gerät die Nachteile von Schwimmsätteln oder ähnlichen mit höheren Reaktionszeiten behafteten Bremssystemen aus. Das geschieht dadurch, das bei erreichen von Warnschwellen, präventiv das Bremssystem derart kurzzeitig aktiviert wird, das die Reaktionszeiten reduziert werden. Bei hydraulischen Systemen werden die Betätigungsventile kurz betätigt, um schon soviel Druck aufzubauen wie erfahrungsgemäß zur Überwindung der Reibung benötigt wird. Bei Bremskolben wird kurzzeitig das Steuerventil angesteuert, um die Bremszangen schon zum Anliegen an die Bremsscheibe zu bringen. Bei einem elektrischen Pitchsystem wird z. B. ein Aufweckbefehl gegeben um es aus dem Energiesparmodus zu wecken. (Zeichnung 1, 4)
- 18. Erfindungsgemäß werden alle aus (10.) beschriebene Sensoren zur Überwachung für (17.) benutzt. Besonders sei die Überwachung der Drehzahl als Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben: Erfahrungsgemäß treten im Betrieb der WEA große Drehzahlschwankungen (Drehzahlbeschleunigung) auf. Auch bekannt treten die größten Schwankungen bei Eintreten von extremen Böen (z. B. Jahresböe) und auch beim plötzlichen Lastabwurf durch Netzausfall oder Versagen des Generatorumrichtersystems auf. Da das Steuerungssystem nicht wissen kann, ob auf die starke Beschleunigung ein kritischer Betriebszustand folgt, wird vom Überwachungsgerät zur Vermeidung desselben das Bremssystem voraktiviert (17.). Somit wird bei erreichen von kritischen Drehzahlniveaus wertvolle Zeitersparnis und damit Sicherheit erreicht. (Vergleichbar mit dem Gurtstraffer oder Aufklappen von Kopfstützen in modernen KFZ)
- 19. Erfindungsgemäß kann das Überwachungsgerät diese Voraktivierung nach (17. und 18.) selber vornehmen oder auf Anforderung des Hauptsteuerungssystems.
- 20. Erfindungsgemäß wir die Bremsscheibe nur oberhalb und unterhalb gewisser Drehzahlniveaus benutzt und innerhalb gewisser Drehzahlbeschleunigungen. Bevorzugt wird aber auch die Beschleunigung überwacht. Tritt eine starke negative Beschleunigung der Drehzahl auf, so wird die Bremse etwas gelöst, da offensichtlich das bremsauslösende Ereignis vorbei, nicht so schlimm wie erwartet oder aber andere z. b. aerodynamische Bremssysteme stark genug wirken. Das hat den erfindungsgemäßen verblüffenden Vorteil, dass auch Bremsen die thermisch nicht in der Lage sind einen vollen Bremsvorgang zu überstehen, durchaus zur Unterstützung des Bremsvorganges benutzt werden können. Die verblüffend einfache Erkenntnis ist, dass nur gebremst werden muss, wenn die Drehzahl ansteigt. Während die Drehzahl fällt kann die Bremse wieder abkühlen, bzw. wird thermisch nicht belastet. (Zeichnung 6)
- 21. Erfindungsgemäß werden während oder nach Bremsvorgängen die thermischen Reserven z. B. durch Messung der Temperatur der Bremseinrichtung errechnet. Dies kann auch berührungslos oder indirekt erfolgen. Je nach thermischen Reserven kann ein Betrieb der Windenergieanlage ganz unterbunden werden oder ein reduzierter Betrieb freigegeben werden (z. B. Drehzahlreduziert, leistungsreduziert oder mit vermindertem Abschaltwind).
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Überwachungsgerät
- 2
- Hauptsteuerung
- 3
- Sicherheitssystem
- 4
- Generator- oder Generatorumrichtersystem zum Anschluss an Stromnetz
- 5
- Aerodynamisches Bremssystem
- 6
- Stromnetz
- 7
- Bussystem
- 8
- Frequenzsignal zur Watchdogüberwachung
- 9
- Sensoren
- 10
- Sensoren an Hauptsteuerung
- 11
- Flüssigkeits- oder Energiespeicher
- 12
- Ventil oder Schaltelement
- 13
- Mechanisches Bremssystem
- 14
- Treibstrang/Getriebe
- Mmax
- Maximales Drehmoment oder andere limitierende Größe des Triebstranges
- Mmax2
- Andere Grenzwerte z. B. Rotorblatt
- M
- Moment aus dem Generatorumrichtersystem
- o
- oberer Schwellwert z. B. Drehzahl
- u
- unterer Schwellwert
- S
- Sensorwertverlauf über der Zeit
- B
- Bremseinwirkung abhängig von Schwellwert Sensor
- E
- Mögliche Reduzierung der Bremseenergie
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 6771903 [0005]
- EP 1764664 [0006]
- EP 20070020758 [0007]
- DE 102007040834 A1 [0008]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Erich Hau: „Windkraftanlagen – Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit 4. Auflage” [0002]
Claims (24)
- Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Überwachen, Regeln und Steuern der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mit der Hauptsteuerung oder anderen Teilsteuerungen der Windenergieanlage in Verbindung steht und dieses derart überwacht, dass ein Versagen vor Erreichen von anderen kritischen Schwellwerten erkannt wird. (Zeichnung 1, 2, 3)
- Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch Plausibilitätsüberwachung der Messwerte verglichen mit den Werten aus der Hauptsteuerung geschieht.
- Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch Plausibilitätsüberwachung der Messwerte verglichen mit den Werten aus dem Pitchsystem geschieht.
- Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch Plausibilitätsüberwachung der Messwerte verglichen mit den Werten aus dem Generatorumrichtersystems geschieht.
- Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät direkt im Sicherheitssystem integriert ist, oder dieses zumindest auslösen kann.
- Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Überwachen, Regeln und Steuern der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät ein Teil der Sicherheitseinrichtung ist und mehrere Funktionen von anderen bisher benötigten Geräten vereint. (Zeichnung 3)
- Windenergieanlage nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mindestens ein Watchdogüberwachungsgerät und ein Überdrehzahlrelais ersetzt und diese Funktionen durch Selbstdiagnose ständig überwacht.
- Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Regeln, Steuern und Überwachen der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mit mindestens einer Messvorrichtung zur Ermittlung mindestens eines Steuerwertes in Verbindung steht und diese ermittelten Messwerte dazu geeignet sind Steuerwerte zu generieren die die Betriebslasten der Windenergieanlage während oder nach dem Bremsvorgang reduzieren. (Zeichnung 1, 5)
- Windenergieanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die Beschleunigung der Drehzahl direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die Drehzahl, Kraft, Schwingung, Drehmoment, Weg oder den Druck direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Überwachungsgerät durch seinen Eingriff das maximal zulässige Drehmoment für die Windenergieanlage durch gezieltes Regeln der Bremseinrichtung nicht überschreitet. (Zeichnung 5)
- Windenergieanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung zur Ermittlung des Drehmomentes auch eine indirekt Messung sein kann.
- Windenergieanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung das Drehmoment- oder Leistungssignal des Generators oder Generatorumrichtersystems nutzt.
- Windenergieanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung das Stellungssignal eines Verbindungsschaltelementes der Windenergieanlage zum Stromnetz auswertet.
- Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Überwachen, Regeln und Steuern der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mit mindestens einer Messvorrichtung zur Ermittlung mindestens eines Steuerwert in Verbindung steht und diese ermittelten Messwerte dazu geeignet sind Steuerwerte zu generieren, die die Reaktionszeit der Bremse der Windenergieanlage vor oder während des Bremsvorgangs reduziert. (Zeichnung 1, 4)
- Windenergieanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die die Beschleunigung der Drehzahl direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die die Drehzahl, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Kraft, Schwingung, Drehmoment, Druck oder den Weg direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit dadurch reduziert wird, dass die Belege der mechanischen Bremse so nah wie möglich an die Bremsscheibe angelegt werden, ohne jedoch schon nennenswert Bremswirkung auszuüben. Dies kann bei hydraulischen Bremsen durch gezielte Zufuhr von Flüssigkeit oder Druckaufbau in den Bremskreislauf geschehen oder bei elektromechanischen Bremsen durch betätigen der elektrischen Versteileinrichtung.
- Windenergieanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit dadurch reduziert wird, dass die Betätigungseinrichtung der aerodynamischen Bremse in Betriebsbereitschaft gesetzt werden und mit derart viel Kraft auf die aerodynamische Bremse wirken, sodass diese gerade eben noch nicht betätigt wird. Dies kann sowohl hydraulisch als auch elektrisch geschehen.
- Windenergieanlage nach dem Stand der Technik mit mindestens einer Bremseinrichtung und mit einem Überwachungsgerät zum Überwachen, Regeln und Steuern der Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsgerät mit mindestens einer Messvorrichtung zur Ermittlung mindestens eines Steuerwert in Verbindung steht und diese ermittelten Messwerte dazu geeignet sind Steuerwerte zu generieren, die die thermische Belastung der mechanischen Bremse der Windenergieanlage während oder nach des Bremsvorganges reduzieren. (Zeichnung 6)
- Windenergieanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die die Beschleunigung der Drehzahl direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese Messeinrichtung die die Drehzahl, Kraft, Schwingung, Drehmoment, Weg oder den Druck direkt oder indirekt erfasst.
- Windenergieanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der gemessenen oder berechneten thermischen Reserven der Bremseinrichtung der Betrieb der Windenergieanlage vorübergehend gestoppt oder nur reduziert freigegeben wird.
- Windenergieanlage nach den Ansprüchen 1–23, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Softwarefunktionselemente nach obigen Ansprüchen auch in der Hauptsteuerung untergebracht sind, wenn die Sicherheitsanforderungen dieses erlauben.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009016920U DE202009016920U1 (de) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit |
DE102010051746A DE102010051746A1 (de) | 2009-12-15 | 2010-11-19 | Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009016920U DE202009016920U1 (de) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202009016920U1 true DE202009016920U1 (de) | 2011-05-05 |
Family
ID=43972745
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202009016920U Expired - Lifetime DE202009016920U1 (de) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit |
DE102010051746A Withdrawn DE102010051746A1 (de) | 2009-12-15 | 2010-11-19 | Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010051746A Withdrawn DE102010051746A1 (de) | 2009-12-15 | 2010-11-19 | Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE202009016920U1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011054211B3 (de) * | 2011-10-05 | 2013-01-10 | Kenersys Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und entsprechende Windenergieanlage |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6771903B1 (en) | 2001-12-14 | 2004-08-03 | General Electric Company | Fiber optic safety system for wind turbines |
EP1764664A2 (de) | 2005-09-15 | 2007-03-21 | W2E Wind to Energy GmbH | Sicherheitseinrichtung für eine Windenergieanlage |
WO2007104489A1 (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Arterra Bioscience S.R.L. | Method for the preparation of a composition based on 4-hydroxyproline and the uses thereof in the agronomical field |
DE102007040834A1 (de) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | S.B. Patent Holding Aps | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Steuer- und Regeleinheit zur Ausführung des Verfahrens |
-
2009
- 2009-12-15 DE DE202009016920U patent/DE202009016920U1/de not_active Expired - Lifetime
-
2010
- 2010-11-19 DE DE102010051746A patent/DE102010051746A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6771903B1 (en) | 2001-12-14 | 2004-08-03 | General Electric Company | Fiber optic safety system for wind turbines |
EP1764664A2 (de) | 2005-09-15 | 2007-03-21 | W2E Wind to Energy GmbH | Sicherheitseinrichtung für eine Windenergieanlage |
WO2007104489A1 (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Arterra Bioscience S.R.L. | Method for the preparation of a composition based on 4-hydroxyproline and the uses thereof in the agronomical field |
DE102007040834A1 (de) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | S.B. Patent Holding Aps | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Steuer- und Regeleinheit zur Ausführung des Verfahrens |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Erich Hau: "Windkraftanlagen - Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit 4. Auflage" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010051746A1 (de) | 2011-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006014121B4 (de) | System und Verfahren zur Regelung der Nennleistung einer Windkraftanlage | |
EP2781738B1 (de) | System und Verfahren zur Echtzeitübertragung einer Laststeuerung einer Windturbine | |
EP1747365B1 (de) | Windenergieanlage mit einem hilfsgenerator und verfahren zu deren steuerung | |
US8279073B2 (en) | Systems, methods, and apparatus for monitoring and controlling a wind driven machine | |
DK178156B1 (en) | Method for shut down of a wind turbine having rotor blades with fail-safe air brakes | |
US8143734B2 (en) | Wind plant and method of initiating braking actions in different operating modes | |
CN101709689B (zh) | 两阶段停止风力涡轮机的方法 | |
US9759192B2 (en) | System and method for braking a wind turbine rotor at an overspeed condition | |
US8157523B2 (en) | Method for the operation of a wind energy plant | |
US20120134814A1 (en) | Wind turbine rotor blade with fail-safe air brake flaps | |
EP2798200B1 (de) | Windturbinengenerator mit adaptivem betrieb bei gesperrter geschwindigkeit | |
KR101725010B1 (ko) | 풍력 발전 시스템 | |
US11268493B2 (en) | Wind turbine safety brake control strategy | |
EP2678556B1 (de) | Sicherheitssystem für eine windturbine | |
DE102011052938A1 (de) | Verfahren und System zur Steuerung der Drehzahl einer Windkraftanlage | |
DE102007049368A1 (de) | Windenergieanlage mit erhöhter Betriebssicherheit | |
DE102017129112A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage | |
DE202009016920U1 (de) | Windenergieanlage mit einer lastoptimierenden Brems- und Überwachungseinheit | |
WO2018091497A1 (de) | Windenergieanlage mit bremseinrichtung sowie verfahren zum betreiben derselben | |
EP3219986B1 (de) | Windenergieanlage mit einem leistungskontrollmodul | |
EP1442217A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verzögerung eines rotors einer windkraftanlage | |
EP2759699A2 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Offshore- Windenergiesystems mit einer Hochspannungs-Gleichstromübertragunsstation | |
Mani et al. | An availability evaluation approach for DFIG wind turbines considering subcomponents reliability | |
KR101525104B1 (ko) | 풍력 터빈의 기계적 상태를 고려한 풍력 발전 단지의 출력 관리 시스템 및 방법 | |
KR20130033403A (ko) | 블레이드 편향 모니터링 장치 및 이를 포함하는 풍력 발전기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20110609 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20120523 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |