DK177717B1

DK177717B1 - Fremgangsmåder og apparat til detektering af is på vinger

Info

Publication number: DK177717B1
Application number: DK200500492A
Authority: DK
Inventors: David Lawrence Lemieux
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2014-04-07
Also published as: US7086834B2; CN1707262B; US20050276696A1; CN1707262A; DK201300235A; DE102005016524A1; DE102005016524B4; DK177769B1; DK200500492A

Abstract

Fremgangsmåde til detektering af is (112) på en vindmølle (100) med en rotor (106) og en eller flere vinger (108), som har bladrødder (114), omfattende overvågning (402) af meteorologiske forhold, der angår overisningsforhold; overvågning (404, 406, 408) af et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som varierer i overensstemmelse med mindst én blandt massen af den ene eller flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem. Fremgangsmåden omfatter endvidere anvendelse af det ene eller flere vervågede fysiske karakteristika til at konstatere (418, 426), hvorvidt der forekommer en abnormitet i vingemassen; konstatering af, hvorvidt der forekommer en abnormitet i vingemassen, bestemmelse af hvorvidt de overvågede meteorologiske forhold konstateres at være overensstemmende med overisning; samt afgivelse af et signal (422, 430) om en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når der konstateres forekomst af en sådan abnormitet i vingemassen, og de overvågede meteorologiske forhold konstateres at være overensstemmende med overisning.

Description

DK 177717 B1

Fremgangsmåder og apparat til detektering af is på vinger UDTALELSE VEDRØRENDE FØDERALT SPONSORERET FORSKNING OG UDVIKLING 5

Den amerikanske regering har en frilicens til den foreliggende opfindelse og ret under begrænsede omstændigheder til at kræve af patenthaver, at denne på rimelige vilkår giver licens til andre i henhold til de betingelser, der er fastlagt i Next Generation Turbine (NGT) Development Contract No. ZAM-7-10 13320-26 indgået af Department of Energy (DOE) og forvaltet af National

Renewable Energy Laboratory (NREL).

BAGGRUND FOR OPFINDELSEN

15 Opfindelsen angår generelt vindmøller og mere specifikt detektering af is på vindmøllers vinger.

I den senere tid har vindmøller været genstand for stigende opmærksomhed i sin egenskab af en miljømæssig sikker og relativt billig alternativ energikilde.

20 I takt med denne stigende interesse har man gjort sig betydelige anstrengelser for at udvikle vindmøller, som er driftsikre og effektive.

Generelt omfatter en vindmølle en rotor med et antal vinger. Rotoren er anbragt inden i et hus eller en nacelle, som befinder sig oven på et gitterdrager-25 eller rørformet tårn. Forsyningsvindmøller (dvs. vindmøller udformet til at levere elektrisk strøm til et forsyningsnet) kan have store rotorer (f.eks. 30 eller flere meter i diameter). Vingerne på disse rotorer transformerer vindenergi til et rotationsmoment eller en rotationskraft, som driver en eller flere generatorer, som er rotationskoblede til rotoren via en gearkasse. Gearkassen op-30 trapper den iboende lave rotationshastighed af møllens motor med henblik 2 DK 177717 B1 på at sætte generatoren i stand til effektivt at omdanne mekanisk energi til elektrisk energi, som overføres til et forsyningsnet.

Under visse atmosfæriske betingelser bliver vingerne dækket med is. Akku-5 mulering af is finder typisk sted på forkanten af bæreplanet og medfører en reduceret bæreevne. Efterhånden som islaget bliver tiltagende tykkere, tilføres der bæreplanet vægt, hvilket betyder at bæreplanets bæreflade modificeres. Når det drejer sig om vindmøller kan denne modificering resultere i formindsket aerodynamisk effektivitet af vingerne. Denne formindskelse af ef-10 fektiviteten kan resultere direkte i forøgede systembelastninger og/eller tab af strømproduktion.

I WO 97/06367 (Wobben) beskrives et system til detektering af is. Systemet har en processor, som modtager data fra en temperatursensor og en vibrati-15 ons-sensor. Ud fra signalerne afgør processoren om der er is på en vinge, Dokumentet anviser ikke yderligere muligheder for detektering af is, hvorfor fagmanden ikke anspores eller motiveres i retning mod nærværende opfindelse, som blandt andet bygger på detektering af is ved måling af vingemas-ser og vingerods bøjningsmomenter..

20

KORT BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

Ved nogle af udformningerne for den foreliggende opfindelse tilvejebringes der derfor en fremgangsmåde til detektering af is på en vindmølle med en 25 rotor og en eller flere vinger, der hver især har en vingerod. Fremgangsmåden omfatter overvågning af meteorologiske forhold, som angår overisningsforhold og overvågning af et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som kan variere i overensstemmelse med mindst en blandt massen af en eller flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem. Fremgangs-30 måden omfatter ligeledes anvendelse af et eller flere af de overvågede fysiske karakteristika med henblik på at konstatere, hvorvidt der er opstået en 3 DK 177717 B1 abnormitet i vingemassen, at konstatere, hvorvidt de overvågede meteorologiske forhold stemmer overens med vingeoverisning; og at signalere en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når der detekteres en vingeab-normalitet, og de overvågede meteorologiske forhold anses for at være over-5 ensstemmende med overisning.

Ifølge et yderligere aspekt tilvejebringes der med nogle udformninger af den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til detektering af is på en vindmølle med en rotor og en eller flere vinger, der hver har sin vingerod. Frem-10 gangsmåden omfatter overvågning af meteorologiske forhold, der angår overisningsforhold, og overvågning af et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som vil kunne variere i overensstemmelse med mindst en blandt massen af en eller flere vinger, eller en ubalance i massen vingerne imellem. Ifølge dette aspekt omfatter de fysiske karakteristika i det mindste 15 vingerods-bøjningsmomenter. Fremgangsmåden omfatter endvidere anvendelse af det ene eller flere af de overvågede fysiske karakteristika med henblik på at konstatere, hvorvidt der eksisterer en abnormitet i vingemassen, konstatere, hvorvidt de overvågede meteorologiske forhold stemmer overens med overisning af en vinge, og signalere en overisningsrelateret abnormitet i 20 vingemassen, når der detekteres en abnormitet i vingemassen, og de overvågede meteorologiske betingelser anses for at være overensstemmende med overisning.

Ifølge endnu et aspekt tilvejebringes der med nogle udformninger af den fore-25 liggende opfindelse en vindmølle med en rotor, som har en eller flere vinger, en eller flere meteorologiske sensorer udformet til at overvåge meteorologiske forhold, der angår overisning, og en eller flere sensorer for fysiske karakteristika til overvågning af ét eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som vil kunne variere i overensstemmelse med mindst en blandt en 30 masse af den ene eller de flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem. Vindmøllen omfatter endvidere en processor, der er driftsmæssigt 4 DK 177717 B1 koblet til den ene eller flere meteorologiske sensorer og den ene eller flere sensorer for fysiske karakteristika. Processoren er udformet til at konstatere, hvorvidt de overvågede meteorologiske forhold stemmer overens med overisning af vinge, anvendelse af det ene eller flere overvågede fysiske karakte-5 ristika med henblik på at konstatere, hvorvidt der forekommer en abnormitet i vingemassen, og generere et signal, der angiver en overisningsrelateret vin-ge-abnormitet, når eksistensen af en abnormitet i vingemassen er detekteret og de overvågede meteorologiske forhold anses for at stemme overens med overisning.

10

Ifølge endnu et yderligere aspekt tilvejebringes der med nogle udformninger af den foreliggende opfindelse en vindmølle, som omfatter en rotor med en eller flere vinger, en eller flere meteorologiske sensorer, der er udformet til at overvåge meteorologiske forhold, der angår overisning, og en eller flere sen-15 sorer til overvågning af fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som måtte variere i overensstemmelse med mindst en blandt en masse af den ene eller de flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem. Ifølge dette aspekt omfatter sensorerne til detektering af de fysiske karakteristika mindst en sensor, der overvåger vingerøddernes bøjningsmomenter. Vindmøllen 20 omfatter yderligere en processor, der er driftsmæssigt koblet til den ene eller de flere meteorologiske sensorer og den ene eller de flere sensorer til detektering af fysiske karakteristika. Processoren er udformet til at konstatere, hvorvidt de overvågede meteorologiske forhold stemmer overens med overisning af en vinge, brug af det ene eller flere overvågede fysiske karakteristi-25 ka med henblik på at konstatere, hvorvidt der er opstået en abnormitet i vingemassen, og generere et signal, som angiver en overisningsrelateret vinge-abnormitet, når der er detekteret en abnormitet i vingemassen og de overvågede meteorologiske forhold anses for at stemme overens med overisning.

30 Ifølge stadig andre aspekter tilvejebringes der en vindmølle, som har en rotor med mindst en vinge, en nacelle og et krøjningskontrolsystem. Vindmøllen er 5 DK 177717 B1 udformet til at krøje nacellen og afgive signal om ubalance i vingemassen, når en variabel gyroskopisk belastning detekteres, når nacellen krøjes.

Ifølge stadig andre aspekter tilvejebringes der en fremgangsmåde til detekte-5 ring af en ubalance i vingemassen. Fremgangsmåden omfatter krøjning af en vindmølles nacelle og afgivelse af signal om ubalance i vingemassen, når der detekteres en variabel gyroskopisk balance, når nacellen drejes.

Ifølge stadig andre aspekter tilvejebringes der en vindmølle omfattende en 10 rotor med mindst en vinge, et pitch system, et møllestyresystem samt meteorologisk instrumentering udformet til måling af vindhastighed. Styresystemet er udformet til at afgive signal om abnormitet i vingemassen, når vingerne bibringes en hældning, som ligger uden for et forud fastlagt nominelt interval for en målt vindhastighed.

15

Ifølge stadig andre aspekter tilvejebringes der en fremgangsmåde til detektering af en abnormitet i vingemassen på en vindmølle. Vindmøllen omfatter mindst en vinge, et pitch system samt meteorologisk instrumentering udformet til at måle vindhastigheden. Fremgangsmåden omfatter måling af en 20 vindhastighed under anvendelse af den meteorologiske instrumentering, sammenligning af vingernes pitch vinkel med et forud fastlagt nominelt interval for den målte vindhastighed, samt afgivelse af signal om abnormitet i vingemassen, når vingere bibringes en pitch vinkel, som ligger uden for det forud fastlagte nominelle interval for den målte vindhastighed.

25

Det vil således forstås, at udformninger af den foreliggende opfindelse tillader detektering og signalafgivelse af overisningsrelaterede abnormiteter i vingemassen, som kan reducere ydeevnen af vindmøllegeneratorer, og tillader udførelse af korrektioner, hvis det skulle være nødvendigt.

30 6 DK 177717 B1

KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGEN

Fig. 1 viser en afbildning af et eksempel på en udførelsesform for en vindmølle.

5

Fig. 2 er det delvist bortskåret perspektivafbildning af vingenog navet af en vindmølle, som er repræsentativ for forskellige udformninger for den foreliggende opfindelse.

10 Fig. 3 er en delvist bortskåret perspektivafbildning af et nav og en nacelle af den i fig. 1 viste vindmølle.

Fig. 4 er en perspektivafbildning af en del af rotorens hovedaksel og en sensor, der anvendes i nogle konfigurationer af den foreliggende opfindelse.

15

Fig. 5 er en afbildning, set fra enden, af en hovedaksel med fire sensorer ifølge en første udførelsesform.

Fig. 6 er en perspektivafbildning af en hovedaksel med fire sensorer i en an-20 den udførelsesform.

Fig. 7 er en perspektivafbildning af en hovedaksel med fire sensorer i en tredje udførelsesform.

25 Fig. 8 er et blokdiagram, der viser en udførelsesform for en møllestyreenhed.

Fig. 9 er et rutediagram, der er repræsentativt for nogle udførelsesformer for en fremgangsmåde til detektering af ubalance i vingemassen og/eller ændringer i vingemassen.

30 7 DK 177717 B1

DETALJERET BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

Som anvendt heri angiver betegnelsen, at en fysisk eller meteorologisk parameter ’’overvåges”, at der anvendes en sensor til at konstatere dens aktuel-5 le værdi. Den brede betegnelse ’’overvåges” anvendes snarere end den smallere betegnelse ’’måles” for at understrege, at sensoren kan, men behøver ikke nødvendigvis tilvejebringe en direkte måling af den parameter, der overvåges. For eksempel vil et anemometer anvendt som meteorologisk sensor generere et analogt signal, der angår den aktuelle vindhastighed, 10 men det analoge signal er ikke en faktisk måling af vindhastigheden. Ikke desto mindre kan dette signal eller en digital gengivelse af dette signal anvendes til at konstatere vindhastigheden, eller der kan foretages et valg med hensyn til design om at bruge signalet, dets digitale gengivelse, eller dets gengivelse med videre behandling til at repræsentere vindhastighed.

15

Ligeledes i den foreliggende kontekst henviser betegnelsen ’’meteorologisk sensor” til en sensor til detektering af et meteorologisk forhold. En ikke-udtømmende liste over meteorologiske forhold omfatter f.eks. lufttryk, vindhastighed og -retning, fugtighed, temperatur og nedbør samt nedbørstype.

20 Samtlige disse eksempler på meteorologiske forhold er meteorologiske forhold, der angår overisning. En ikke-udtømmende liste over nogle af de mest almindeligt anvendte meteorologiske sensorer, der overvåger meteorologiske forhold, der angår overisning, omfatter temperatur- og fugtighedssensorer.

25 Ligeledes som anvendt heri henviser udtrykket ’’sensor til detektering af fysiske karakteristika udformet til at overvåge et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som kan variere i overensstemmelse med mindst en blandt en masse af en eller flere vinger eller en ubalance i massen vingerne imellem” til en sensor, der ville generere et signal, som ville ændres i over-30 ensstemmelse med mindst en blandt den angivne masseændring eller mas-se-ubalance. En ikke-udtømmende liste over sådanne fysiske karakteristika 8 DK 177717 B1 omfatter bøjningsmomenter for vingerødderne, aksial eller bøjningsforskydning af en aksel-, nav- eller flangeoverflade, rotationshastighed og azimutposition af en vinge, en vingebæring, variationer i kraftproduktion, aerodynamisk effektivitet samt systembelastninger.

5

Desuden vil betegnelsen ’’vingerod” eller ’’vingerodssektion” som anvendt heri henvise til den del af en vinge, der befinder sig indenbords.

Som det vil blive forklaret yderligere heri, vil forskellige udformninger af den 10 foreliggende opfindelse overvåge meteorologiske forhold, der angår overisningsforhold, og et eller flere fysiske karakteristika ved en vindmølle i drift, som vil kunne variere i overensstemmelse med mindst en blandt en masse af en eller flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem. De ene eller flere overvågede fysiske karakteristika anvendes til at konstatere, hvorvidt 15 der er detekteret en abnormitet i vingemassen, og de overvågede meteorologiske forhold anvendes til at konstatere, hvorvidt de meteorologiske forhold stemmer overens med overisning af en vinge (en vinge). Der afgives signal om en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når en vingemasse-abnormitet detekteres, og de overvågede meteorologiske forhold anses for at 20 være overensstemmende med overisning.

Mere specifikt vil en vindmølle 100 i nogle udformninger og under henvisning til fig. 1 omfatte en nacelle 102, hvori der befinder sig en generator (ikke vist i fig. 1). Nacellen 102 er monteret oven på et højt tårn 104, hvoraf kun et ud-25 snit er vist i fig. 1. Vindmøllen 100 omfatter ligeledes en rotor 106, der omfatter en eller flere vinger 108, der er fastgjort til et rotationsnav 110. Om end den i fig. 1 viste vindmølle omfatter tre vinger 108 er der ikke nogen specifikke begrænsninger på det antal vinger 108, som kræves ifølge den foreliggende opfindelse. Under givne atmosfæriske betingelser kan der opstå over-30 isning af vinger og der kan dannes is 112 på vingerne 108.

9 DK 177717 B1

De betingelser, hvorunder sådan is dannes, kan resultere i, at is 112 dannes f.eks. i lag, som er ens på hver vinge 108, men der er ikke nogen garanti for, at isen på hver enkel vinge nødvendigvis vil være ensartet eller identisk fra en vinge til en anden. Derfor kan vinge-overisning 112 bevirke enten, at der 5 opstår en masse-ubalance eller en masseændring (eller begge) på rotoren 106. En masse-ubalance på vingerne kan opstå som følge af, at en eller flere vinger 108 akkumulerer mere is 112 end en anden vinge 108. En masseæn-ding af en vinge kan opstå som følge af, at en eller flere af vingerne 108 akkumulerer en ækvivalent massebelastning som følge af overisning af vinger-10 ne. Ubalancer i vingemasse og ændringer i vingemasse betegnes generelt heri som ’’abnormiteter i vingemasse”. Ved nogle udførelsesformer for den foreliggende opfindelse detekteres forekomsten af isrelaterede abnormiteter i vingemassen ved overvågning af systembelastninger og/eller tabt strømproduktion, hvilke begge er et resultat af reduceret aerodynamisk ydeevne, som 15 kan tilskrives overisning af vingerne.

Ved nogle udførelser og som angivet i fig. 2 detekteres ubalance i vingemassen af rotoren 106 under anvendelse af overvågede bøjningsmomenter for vingerødder 114 under fejlbetingelser med nær-nul krøjninger. Bøjningsmo-20 menter for vingerødder 114 kan overvåges under anvendelse af en række forskellige teknikker og sensorer i diverse udformninger af den foreliggende opfindelse, og til nogle udformninger anvendes en kombination af teknikker og/eller sensorer. F.eks. er en eller flere trykmålere 116 (såsom massivtilstandssensorer, der forhandles af Aerpac B.V., Overijssel, Holland) indlejret 25 og/eller påklæbet i vingen 108. Trykmålere 116 frembringer et signal eller signaler, der sendes til en computer eller processor (ikke vist på fig. 2), som konstaterer bøjningsmomentet af vingeroden 114 ud fra disse signaler. I visse udførelser er computeren eller processoren en møllestyreenhed, som også tilvejebringer yderligere funktionalitet for vindmøllen 100.

30 DK 177717 B1 10 I nogle udførelsesformer og som angivet i fig. 3, 4 og 5 kan der som eksempel på andre teknikker og sensorer til måling af bøjningsmomenterne for vin-gerødderne 114 nævnes målingsafvigelser og/eller belastningsniveauer for rotornavet 110 enten ved hovedakselen 118 eller en akselflange 145 ved 5 eller nær dennes forbindelse til navet 110. Ved måling af navafvigelsen, vil en rotations-omløbsbane kunne iagttages i tilfælde af ubalance i vingemas-sen. Tre eller flere sensorer anvendes i nogle udførelsesformer for den foreliggende opfindelse til at detektere aksial og/eller radial og/eller bøjningsforskydning af flangeoverfladen eller afbøjning af akselen 118 og med henblik 10 på at frembringe signaler, der sendes til computeren eller signal-processoren til fortolkning. Afvigelser fra forventede mængder belastning (eller enhver anden overvåget parameter), som er tegn på en abnormitet i vingemassen (som enten kan være en ubalance i vingemassen eller en ændring i vingemassen), noteres.

15

For eksempel og som angivet i fig. 5 vil den radiale forskydning af hovedakselen 118 i nogle udførelsesformer for den foreliggende opfindelse blive overvåget under anvendelse af mindst to ortogonalt-monterede nærhedssonder 120. Denne radiale forskydning anvendes til at konstatere, hvorvidt 20 der forekommer en afvigelse, som er tegn på en ubalance i vingemassen.

For eksempel kan sensorer eller sonder 120, som måler forskydning af en aksel 118, benytte sig af en eller flere teknologier, såsom akustisk, optisk, magnetisk, Foucault-strøm-, kapacitans- eller induktionsfelt, eller andre teknologier. Om end der anvendes mindst to sensorer til overvågning af radial 25 forskydning, enten af hensyn til redundans, til sensordiagnostiske formål eller af andre årsager, anvendes der mere end to sensorer i nogle udformninger.

For eksempel illustrerer fig. 6 en udførelsesform med fire sensorer 120, der er anbragt i afstand på 90° omkring omkredsen af rotorens hovedaksel 118. I en anden udførelse og idet der henvises til fig. 7 er der anbragt fire sensorer 30 120 i en indbyrdes afstand fra hinanden på 90° omkring hovedakselen 118. I

nogle udførelsesformer og idet der henvises til fig. 3, befinder der sig senso- 11 DK 177717 B1 rer 120 (ikke vist i fig. 3) så langt væk som muligt fra gearkassen 122.1 andre udførelser befinder der sig sensorer 120 omtrent midtvejs mellem gearkassen 122 og hovedlejet 124.

5 I nogle udførelser og som vist i fig. 4 overvåges aksial forskydning i nogle udførelser for den foreliggende opfindelse. Sensorer 143, såsom nærhedssensorer, anvendes til at overvåge forskydning af akselflange 145. I nogle udførelser er hver sensor 143 monteret på en sensorkonsol 147, som er fastgjort til hovedlejet 124 eller en lejeplade (ikke vist). Signaler fra sensorer 10 143 angiver overvågede forskydninger eller momenter. I nogle udførelser anvendes der mindst tre sensorer 143 til at måle forskydninger af flangen 145 af hovedakselen af vindmøllen 100, som er et resultat af asymmetriske belastninger, såsom ubalancer i vingemassen som følge af overisning. Sensorerne 143 kan være nærhedssensorer, som måler forskydningen af ho-15 vedakselens flange 145 i forhold til en ikke-afvigende referenceramme, f.eks. hovedlejet 124. I nogle udførelser anvendes fire sensorer med omtrent 90° afstands fra hinanden til måling af forskydninger af akselens flange 145.

I nogle udførelser og idet der atter henvises til fig. 2 anvendes der mindst en 20 indlejret optisk fiber 126, som har en eller flere Bragg-gitre 128 til at overvåge belastningen i hver vinges rod 114 med henblik på at konstatere, hvorvidt der forekommer en belastningsafvigelse, som er tegn på ubalance i vingemassen. En eller flere lasere (ikke vist på figuren), som kan være anbragt i navet 110, anvendes til at belyse optiske fibre 126. En elektronisk grænseflade 25 (heller ikke vist på figurerne) anvendes i nogle udførelser til at konvertere de signaler, der resulterer fra overvågningen af belastningerne på vingernes rødder, til digitale signaler, der kan genkendes og anvendes af en computer eller processor. Idet der atter henvises til fig. 3 bruges der i nogle udførelser et antal instrumenterings-T-bolte til at fastgøre vingerne 108 til navet 110.

30 Disse T-bolte forsynes med trykmålere, som anvendes til at levere information vedrørende belastning til computeren eller signalprocessoren. For ek- 12 DK 177717 B1 sempel installeres der i nogle udførelser instrumenterings-T-bolte i vingerne og disse fastgøres efterfølgende til pitch lejer, som det fremgår diagrammatisk af et repræsentativt fastgørelsespunkt 132 i fig. 3. Ligeledes bliver en trykmåler 134 i nogle udførelser svejset direkte fast på rotornav-5 udstøbningen 110. I nogle udførelser overvåges gearkassens 122 bevægelse i lodret og vandret plan under anvendelse af en gearring-nærhedssensor 136, med nærhedssensorer 136, som befinder sig ved fire kvadranter (f.eks.

45°, 135°, 225° og 315°), hvoraf kun en er vist. Gearkassens 122 bevægelse opløses i en vektor med henblik på at konstatere, hvorvidt der er tale om en 10 masse-ubalance i vingerne. (Heri anvendes betegnelserne ’’sensor” og ’’sonde” synonymt).

I forskellige udførelser overvåges vingernes azimut-position og rotationshastighed under anvendelse af nærhedssensorer og/eller aksel-encodere. En 15 nærhedssonde 137, som vender mod hovedakselen 118, tilvejebringer en digital puls, når en markeringstab svarende til azimut-positionen af en specifik vinge roterer neden under sensoren. Som alternativ kan der anvendes en encoder 139, som fastgøres til lavhastighedsakselen 141 via en kobling (ikke vist). Anvendelsen af såvel det ene som det andet alternativ og/eller yderlige-20 re sensorer eller encodere i en enkelt udførelsesform er mulig og kan anvendes for at tilvejebringe redundans til opnåelse af forbedret driftssikkerhed. Signaler fra en eller flere sensorer 137 og/eller en eller flere encodere 139 sendes til computeren eller signal-processoren og anvendes til at konstatere vingens azimut-position og rotationshastighed.

25

Til udformninger af den foreliggende opfindelse anvendes en eller flere af de ovenfor beskrevne sensor-konfigurationer, og computeren eller signalprocessoren bruges til, ud fra overvågede parametre, at identificere roterende vektorændringer af navet 110 - enten hvad angår omfang eller retning 30 (eller begge), og/eller differentialebelastning i vingernes rødder 114. Disse vektorændringer og/eller differentialebelastninger er, når de er identificeret, 13 DK 177717 B1 afvigelser, som tyder på ubalancer i vingemassen. Kendte fysiske love om masse, bevægelser og moment kan anvendes af computeren eller signalprocessoren til at advare om sådanne ubalancer. Nogle afvigelser (herunder omløbsbevægelser) forudsætter også kendskab til de enkelte vingers positi-5 oner. Disse positioner kan konstateres under anvendelse af de signaler, der tilvejebringes af nærhedssensorer og/eller akselencodere.

Luftforholdene overvåges også i nogle udførelser (f.eks. temperaturændringer, trykændringer, fugtighed) under anvendelse af en eller flere meteorolo-10 giske standardsensorer med henblik på at konstatere, hvorvidt de meteorologiske forhold taler for overisning. En eller flere meteorologiske sensorer 140 kan anbringes nær vindmøllens 100 vinge 108, f.eks. på tårnet 104 eller na-cellen 102 (som vist på fig. 3), for at reflektere betingelserne på vingernes 108 niveau mere nøjagtigt. In nogle udførelser af den foreliggende opfindelse 15 udkobles overisningsdetekteringslogistikken og/eller isvarslingslogistikken for at forhindre falske overisningsvarsler, hvis de med de meteorologiske sensorer 140 overvågede meteorologiske parametre signalerer, at overisning er usandsynlig (hvis f.eks. fugtigheden er for lav eller temperaturen er for høj). Imidlertid kan der opstå ubalance i vingemassen som følge af andre ukendte 20 forhold. Det er således tilladt, men ikke påkrævet, for konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en ikke-overisningsrelateret abnormitetsvarsling, når meteorologiske sensorer 140 angiver, at overisning er usandsynlig, men hvor der påpeges en abnormitet i vingemassen.

25 Ubalance i vingerne kan også opstå som følge af krøjning. Derfor overvåger nogle udførelser for at undgå falske varslinger om overisningsbetingelser krøjningsfejlbetingelser, hvortil der anvendes en hvilken som helst kendt fremgangsmåde til dette. I disse konfigurationer forhindres computeren eller signalprocessoren i at tilvejebringe et overisningsvarsel om vinge-ubalance, 30 bortset fra når man overvåger fejlforhold i forbindelse med nær-nul krøjning. ”Nær-nul” krøjning opstår, når en rotor 106 vender ind mod vinden, således 14 DK 177717 B1 at belastninger på vingeroden og andre ubalancer, der opstår som følge af krøjning, reduceres væsentligt i forhold til belastninger og ubalancer, som ville være resultatet af en mængde sådan overisning, som rimeligvis ville kunne detekteres med en konfiguration ifølge den foreliggende opfindelse.

5 Der findes et kompromis mellem detekterbare mængder af overisning og den mængde krøjning, der kan tolereres, således at den maksimale mængde krøjning under ”nær-nul” krøjningsbetingelser er et designvalg, som vil kunne overlades til den almindelige fagmand, efter at denne har opnået forståelse for, hvilke driftsprincipper, der ligger bag den foreliggende opfindelse.

10 I konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse, som detekterer ubalance i vingemassen ved måling af bøjningsmomenter i vingeroden 14 under nærnul udkrøjningsfejlbetingelser, vil et gennemsnitligt korttids-signal, som opstår som følge af vindforskydninger, blive filtreret bort fra det overvågede signal 15 om bøjningsmoment af vingeroden. I konfigurationer, hvor vingensaerodynamiske effektivitet anvendes til at konstatere ubalancer i vingemassen, konstateres vingernes aerodynamiske effektivitet i nogle konfigurationer under anvendelse af den overvågede vinges rotationshastighed og gennemsnitlige frie vindhastighed, som overvåges under anvendelse af meteorologisk in-20 strumentering 140. En kendt vindbetingelse (tvangsfunktion) producerer et kendt dynamisk respons inden for et præcisionsvindue. Dette dynamiske respons overvåges af en belastningssensor, som direkte eller indirekte måler rodens bøjningsmomenter. I tilfælde af at der detekteres en ubalance, vil der kunne iagttages en abnormitet i det dynamiske respons, når det sammenlig-25 nes med en driftsbetingelse ved grundlinien, når de af miljøet givne betingelser ikke understøtter overisningsforhold (f.eks. når temperaturen er for høj).

Mere specifikt anvendes der en Parks DQ transformation til at give plads til at rotere rammen (flangeoverfladen og vingens azimuth-nulstillingstab) til fast ramme (nærhedssensor), hvilket kan ses som en vandret eller lodret vektor 30 eller en roterende vektor. Denne vektor repræsenterer afbøjningen af den overvågede komponent. Denne afbøjning kan korreleres til bøjningsmomen- 15 DK 177717 B1 ter af vingeroden. Vingeløftning forårsager et bøjningsmoment i klappens plan og overvåges i nogle udformninger ved at overvåge vingens bøjnings-sinusoidale signal og sammenligne disse signaler med tidligere registrerede og lagrede signaler for en vinge, der kører i et kendt ikke isbelastet scenario 5 under lignende vindforhold.

I mange konfigurationer overvåges vingerodens bøjningsmomenter tilnærmelsesvis flapvist langs rodbøjningsaksen (dvs. vinkelret på kordelinien, en ret linie fra den forreste kant til den bagerste kant). Imidlertid kan vingerods-10 bøjningsmomenterne også overvåges tilnærmelsesvis kantvist langs rodbøjningsaksen.

Fordi overisning frembringer reduceret aerodynamisk effektivitet og/eller forøget vingemasse anvendes der i nogle konfigurationer signaler fra sensorer, 15 som overvåger vinkelhældningsmotorer, som justerer vingernes pitch vinkel. (Vingernes hældningsvinkler justeres under anvendelse af vinkelhældnings-styreenheden 149, der vises på fig. 3). Abnormiteter i vingemassen kan angives ved sensorer, som overvåger aktivatorresponsen fra vinkelhældningsmotoren, idet responsen kan blive mere trægt, når der finder overisning sted.

20

Is på en vinge kan detekteres ved hjælp af lyd. Derfor kan yderligere sensorer, såsom vibrationssensorer eller mikrofoner (ikke vist) anvendes til at overvåge de akustiske egenskaber af vingerne 108 eller tårnet 104 med henblik på at detektere overisning. En ændring i vingemassen kan angives 25 ved en sænkning af den naturlige frekvens eller en ændring i en akustisk signatur for enten en vinge 108 eller tårnet 104. En ubalance i vingemassen kan angives ved en differentiel sænkning af de naturlige frekvenser af forskellige vinger 108. En hvilken som helst analyse af signaler fra vibrationssensorerne eller mikrofonerne, som kan detektere en sænkning af naturlig frekvens eller 30 en ændring i akustisk signatur kan anvendes til at detektere forekomsten af en abnormitet i vingemassen.

16 DK 177717 B1 I nogle konfigurationer identificeres ubalance i vingemassen med en sensor, der detekterer fysiske parametre og overvåger vindmøllens 100 strømproduktion. I nogle konfigurationer overvåges denne parameter under anvendel-5 se af en strømtransformer-registreringsenhed eller et wattmeter, eller et hvilket som helst andet instrument, hvorfra vindmøllens 100 strømproduktion kan udledes over et tidsrum. En ubalanceret rotor 108 vil i alle tilfælde frembringe en oscillation (f.eks. ved frekvensen eller ved harmoniske svingninger af den aktuelle rotationsfrekvens af rotornavet 110), som kan detekteres ved en så-10 dan analyse. Vingernes azimuth-position og rotationshastighedssensorer anvendes i nogle konfigurationer til at tilvejebringe den aktuelle rotationsfrekvens til analysen. Når der detekteres en oscillation, som kunne tyde på en ubalance i vingemassen (i nogle konfigurationer betinget af overvågede meteorologiske forhold, som er gunstige for overisning), tilvejebringes der et 15 overisningsvarsel. Ligeledes kan der i nogle konfigurationer detekteres og kvantificeres reduceret aerodynamisk effektivitet under anvendelse af de overvågede strømsignaler.

I nogle konfigurationer detekteres ændringer i vingemasse under anvendelse 20 af overvågede systembelastninger, der sammenlignes med tidligere overvågede systembelastninger af en ellers identisk vindmølle, hvortil kendte mængder af yderligere masse er tilføjet til hver vinge 108 i samme mængder.

(Som anvendt heri angiver betegnelsen ’’ellers identisk” besiddelse af aerodynamiske og strømgenererende komponenter, som er i det væsentlige ens.

25 Det er ikke en forudsætning, at samtlige aspekter ved de vindmøller, der sammenlignes, er identiske, hvis de aspekter, der er forskellige, ikke relaterer sig til aerodynamisk eller strømgenererende ydeevne. Udelukkende som eksempel kan det angives, at størrelse, facon, vægt og antal af vinger 108 bør være identiske, men deres farve behøver ikke være det. Med nogle af disse 30 konfigurationer overvåges bøjningsmomenterne af vingerødderne, f.eks. bøjningsmomentet i kantretningen. Stigninger i vingemassen vil sandsynligvis 17 DK 177717 B1 resultere i en ændring i det sinosoidale kantvise bøjningssignal, som kan de-tekteres ved sammenligning med en sammenlignelig vinge, der drives under lignende vindbetingelser og som vides at være fri for is. Med konfigurationer af den foreliggende opfindelse overvåges enten eller både amplituden eller 5 RMS (middel rodkvadrat) -amplituden af signalet om kantvist bøjningsmoment. En ændring i den ene eller begge tyder på en ændring i vingemassen.

Ændringer mellem forholdene for ubalance i vingemasse og forholdene for ændringer i vingemassen kan indtræffe hurtigt. Ved anvendelse af konfigura-10 tionerne ifølge den foreliggende opfindelse er det muligt at detektere eventuelle tilfælde af vingeoverisning og identificere is-afstødningen via transiente korttidssignaler. Også ifølge nogle konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse detekteres lokaliteten for overisningen under anvendelse af signaler, der angiver bøjningsmomenter, fra sensorer, som befinder sig på mange 15 lokaliteter langs hele vingetn udstrækning. Som eksempel og ikke som begrænsning tilvejebringes der med nogle konfigurationer trykmålere, som er anbragt på vingerne, på navet, på hovedakselen, via de sensorer, der befinder sig på flangen af hovedakselen, via andre fremgangsmåder.

20 I nogle konfigurationer og idet der henvises til fig. 8 omfatter en møllestyre-enhed 300 en bus 302 eller anden kommunikationsindretning til at kommunikere information. Processor(er) 304 kobles til bussen 302 med henblik på at processere information, herunder information fra forskellige sensorer (f.eks. sensorer 116, 120, 128 og 140) med henblik på at konstatere en ubalance i 25 vingemasse eller en ændring i vingemasse som følge af, at der forekommer overisning. Møllestyreenheden 300 omfatter endvidere random access memory (RAM) 306 og/eller anden lagerindretning/andre lagerindretninger 308.

RAM 306 og lagerindretningen/-indretningerne 308 kobles til bussen 302 til at lagre og overføre information og instruktioner, som skal udføres af processo-30 ren/processorerne 304. RAM 306 (og om nødvendigt også lagerindretnin-gen/-indretningerne 308) kan også anvendes til at lagre temporære variabler 18 DK 177717 B1 eller anden mellemliggende information under processorens/processorernes 304 udførelse af instruktionerne. Møllekontrolenheden 300 kan også omfatte read only memory (ROM) og eller anden statisk lagerindretning 310, som er koblet til bussen 302 med henblik på at lagre og tilvejebringe statisk (dvs.

5 ikke foranderlig) information og instruktioner til processoren/processorerne 304). Input-indretning(er) ved 312 kan omfatte enhver af de indretninger, der overvåger de fysiske karakteristika, som findes beskrevet heri eller kendes inden for fagområdet, for at tilvejebringe inputdata til møllestyreenheden 300. Outputindretninger ved 312 kan omfatte indretninger, hvormed der tilveje-10 bringes visuelle og/eller hørbare angivelser til en operatørkonsol (der heller ikke er vist i fig. 8), eller til et automatisk apparat, der indvirker på eller videregiver sådan information. Instruktioner leveres til hukommelsen fra en lagerindretning, såsom en magnetdisk, en read-only memory (ROM) integreret kredsløb, CD-ROM, DVD, via en fjernforbindelse, som er enten optrådet eller 15 trådløs og som tilvejebringer adgang til et eller flere elektronisk tilgængelige medier, osv. I nogle udførelsesformer kan fast optrådede kredsløb anvendes i stedet for eller i kombination med software-instruktioner. Således er udførelsen af instruktionssekvenser ikke begrænset til nogen specifik kombination af fast optrådede kredsløb og software-instruktioner.

20

Sensor-grænsefladen 314 er en grænseflade, der tillader møllestyreenheden 300 at kommunikere med en eller flere sensorer inden for en vindmølle, herunder sensorer, som anvendes til konstatering af ubalance i vingemasse og ændring i vingemasse. Sensor-grænsefladerne 314 kan være eller kan om-25 fatte f.eks. en eller flere analog-til-digital-konvertere, der konverterer analoge signaler til digitale signaler, som kan anvendes af processoren/processorerne 304.

I nogle konfigurationer og idet der henvises til det i fig. 9 viste rutediagram, 30 overvåges de meteorologiske forhold ved 402 under anvendelse af meteorologiske sensorer 140. Forskellige fysiske karakteristika ved vindmøllen under 19 DK 177717 B1 drift, som varierer i overensstemmelse med mindst én af masserne af en eller flere vinger 108 eller en masseubalance mellem vingerne 108, overvåges ligeledes. I de udførelsesformer, som angives af rutediagrammet 400, finder overvågningen af disse fysiske forhold sted i trin 404, 406 og 408. Således 5 overvåges hastigheden og accelerationen (og i nogle konfigurationer ændringer i accelerationen) af rotoren 106 ved 404 i nogle konfigurationer, hvor ubalance i vingemassen overvåges. I nogle konfigurationer, hvor ændring i vingemassen overvåges, overvåges mekanisk og/eller elektrisk moment ved 406. Bøjningsbevægelserne af vingerødder overvåges ved 408. I nogle kon-10 figurationer overvåges krøjningsfejl ikke og der fortsættes direkte til trin 414. Imidlertid overvåges krøjningsfejl i mange konfigurationer ved 410. Hvis der ved 412 er blevet overvåget en krøjningsfejl og denne ikke er nær nul, vil der ved nogle konfigurationer inkorporeres en antagelse om, at enhver belastning og rotorhastighedsvirkning, der overvåges ved 404 og 408, ikke er et 15 resultat af overisning, men snarere et resultat af gyroskopiske belastninger, der påføres som følge af et krøjningsforhold. Derfor tages der ingen forholdsregler i retning af at afgive signal om enten en ubalance i vingemasse eller en ændring i vingemasse. Imidlertid kan krøjningsbetingelser ændre sig eller blive korrigeret af vindmøllen 100, hvis vindmøllen 100 er konfigureret til at 20 udføre en sådan korrektion. Derfor vil der ifølge forskellige konfigurationer for den foreliggende opfindelse enten blive korrigeret for krøjningsfejl, hvorefter trin 402, 404, 406, 408 og 410 (og måske 412) gentages, eller trin 402, 404, 406, 408 og 410 gentages, indtil der er opnået et sæt af signaler med nærnul krøjningsfejl. (Ud over at udføre de i rutediagrammet 400 angivne trin, 25 kan computeren, processoren, og/eller møllestyreenheden 300 i nogle konfigurationer også blive programmeret til at hjælpe til med at korrigere krøjningsfejl.)

Ikke alle trinene 402, 404, 406, 408 og 410 skal nødvendigvis udføres i samt-30 lige konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse. Endvidere er den rækkefølge, som trinene 402, 404, 406, 408 og 410 udføres i uvæsentlig, om 20 DK 177717 B1 end disse trin i nogle udførelsesformer udføres i tilstrækkelig kort tid til, at deres indbyrdes forhold etableres på pålidelig vis.

Et eller flere af de overvågede fysiske karakteristika anvendes til at konstate-5 re, hvorvidt der forekommer en abnormitet i vingemassen. Hvis krøjningsfej-len således er nær nul ved 412, vil et gennemsnitligt korttids-signal på grund af vindforskydning blive filtreret fra vingerøddernes bøjningsmomenter ved 414 i konfigurationer, hvor bøjningsmomenterne af vingerødderne overvåges. Derefter vil filtrerede signaler (i de konfigurationer, hvor der udføres filtrering 10 ved 412) og et hvilket som helst overvåget signal processeres ved 416 med henblik på at konstatere afvigelser fra forventede værdier, når massen af vingerne 108 er balanceret i de konfigurationer, hvor der overvåges for ubalance i vingemassen. I konfigurationer, hvor der overvåges for ændringer i vingemassen, checkes der for pludselige ændringer i acceleration, bøjnings-15 momenter, og/eller moment (mekaniske og/eller elektriske). Afvigelser i ethvert af de filtrerede eller overvågede signaler kan anvendes til at konstatere, hvorvidt der forekommer en ubalance i vingemassen ved 418 og/eller hvorvidt der forekommer en ændring i vingemassen ved 426.

20 Ved adskillige af konfigurationerne ifølge den foreliggende opfindelse konstateres det endvidere, hvorvidt de overvågede meteorologiske betingelser er i overensstemmelse med vinge-overisning. Således er det tilfældet i de konfigurationer, hvor der checkes for ubalance i vingemassen, at hvis der findes en afvigelse, som indikerer en fejl som følge af ubalance i vingemassen ved 25 418, vil de atmosfæriske forhold angivet af de meteorologiske sensorer blive analyseret ved 420 med henblik på at konstatere, hvorvidt disse betingelser er overensstemmende med overisning af en vinge. (Overisning anses for at være mulig, hvis de aktuelle meteorologiske forhold er til stede, som er gunstige for overisning, eller hvis sådanne forhold har været til stede i en til-30 strækkelig nær fortid til, at eventuel is, som måtte være blevet dannet, stadig befinder sig på vingene 108). Hvis overisning er mulig (hvilket i nogle konfi- 21 DK 177717 B1 gurationer kan betyde f.eks. at sandsynligheden for overisning overstiger en valgt tærskelværdi), afgives der signal om en ubalance i vingemassen som følge af overisningsforhold ved 422. Ved nogle konfigurationer afgives der signal om ikke-overisningsfremkaldende ubalance i vingemassen ved 424, 5 hvis overisning vurderes ikke at være mulig ved 422, om end ubalance i vingemassen, som er et resultat af andre forhold end overisning, ikke angives i samtlige konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse. Et signal dannet ved 422 kan anvendes i nogle konfigurationer til automatisk at initiere korrigerende foranstaltninger (såsom aktivering af afisningsindretninger på en 10 vinge 108, om hvilket det er konstateret, at der forekommer overisning eller vinge 108 med hældning i retning mod kantstillinger mod vinden med henblik på at reduceres belastningen). I nogle konfigurationer vil et overisningsrelateret signal om ubalance i vingemassen fremkomme ved en fjernkonsol med henblik på at varsle en operatør om, det nu er påkrævet med afhjælpende 15 foranstaltninger. I konfigurationer, hvor der afgives signal om ubalance i vingemassen, der ikke kan tilskrives overisning, kan det være påkrævet at udføre et antal korrigerende foranstaltninger. Hvorvidt og hvorledes sådanne korrektionstiltag udføres, anses ikke for at være en væsentlig den af den foreliggende opfindelse.

20

Hvis der ikke findes nogen afvigelse, som angiver en fejl som følge af ubalance i vingemassen ved 418 eller i andre konfigurationer, hvori ændringer i vingemassen checkes, hvis en overvåget afvigelse eller pludselig ændring i acceleration, bøjningsmomenter og/eller moment findes, som angiver en fejl 25 som følge af ændringer i vingemassen ved 426, bliver de atmosfæriske forhold, som angives af de meteorologiske sensorer analyseret ved 428 med henblik på at konstatere, hvorvidt overisning er en mulighed. Hvis overisning er en mulighed, vil der blive afgivet signal om en overisningsrelateret ændring i vingemassen ved 430. Ved nogle konfigurationer signaleres, at der er 30 blevet konstateret en ikke-overisningsrelateret ændring i vingemassen ved 432, hvis overisningen anses for ikke at være en mulighed ved 428, om end 22 DK 177717 B1 der ikke angives ændringer i vingemassen som følge af andre forhold end overisning i samtlige konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse. Et signal, der dannes ved 430, kan i nogle konfigurationer anvendes til automatisk at initiere afhjælpende foranstaltninger (såsom aktivering af afisningsind-5 retninger på en vinge 108, som har fået konstateret overisning på eller hældning af vingerne 108 vinkelret på vinden med henblik på at reducere belastningen). I nogle konfigurationer vil et signal om en overisningsrelateret ændring i vingemassen blive angivet ved en fjernkonsol med henblik på at advare en operatør om, at afhjælpende foranstaltninger er påkrævet. I konfigurati-10 oner, hvor der afgives signal om ubalance i vingemassen, der ikke kan tilskrives overisning, kan det være påkrævet at udføre et antal korrigerende foranstaltninger. Hvorvidt og hvorledes sådanne korrigerende foranstaltninger udføres, anses ikke for at udgøre en væsentlig del af den foreliggende opfindelse.

15

Afgivelse af signal om en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når forekomsten af en vingemasse-abnormitet konstateres, og de overvågede meteorologiske forhold konstateres at være overensstemmende med overisning, forudsætter ikke nødvendigvis, at der skal tilvejebringes et binært sig-20 nal, der angiver ’’overisning” eller ’’ingen overisning”. I nogle konfigurationer kan det signal, der tilvejebringes, angive en afledt sandsynlighed for overisning. I de tilfælde kan ’’afgivelse af signal om en konstateret forekomst af en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen” betyde afgivelse af en lav eller nul sandsynlighed for overisning, når de overvågede meteorologiske 25 forhold konstateres ikke at være overensstemmende med overisning og en højere sandsynlighed for overisning, når der konstateres forekomst af en abnormitet i vingemassen og de overvågede meteorologiske forhold konstateres at være overensstemmende med overisning.

30 Hvis der ikke konstateres nogen afvigelse, som tyder på ændringer i vingemassen ved 426 (eller i konfigurationer, hvori der ikke checkes for ændringer 23 DK 177717 B1 i vingemassen og hvis der ikke findes nogen afgivelse, som tyder på ubalance i vingemassen ved 416), kan trinene 402, 404, 406, 408 og 410 gentages, og den i rutediagrammet 400 angivne proces fortsættes.

5 Om end mange af de heri beskrevne konfigurationer forudsætter en ikke-nul krøjningsfejl for at bruge røddernes bøjningsmomenter til at konstatere, hvorvidt røddernes bøjningsmomenter angiver en abnormitet i vingemassen, er kravet til ikke-nul krøjningsfejl ikke påkrævet i samtlige konfigurationer ifølge den foreliggende opfindelse. Hvis f.eks. krøjningsfejlen overvåges eller på 10 anden måde er kendt, kan computeren, processoren og/eller møllestyreen-heden 300 i nogle konfigurationer konstatere en gyroskopisk belastning af rotoren 106. Computeren, processoren og eller møllestyreenheden 300 kan da tilvejebringe hensigtsmæssige korrigerende foranstaltninger for og/eller optage den konstaterede gyroskopiske belastning, når det konstateres, om 15 der skal afgives signal om, hvorvidt en forstyrrelse i et fysisk karakteristikum ved vindmøllen 100 skyldes en abnormitet i vingemassen.

I nogle konfigurationer kan abnormiteter i vingemassen detekteres ved bevidst krøjning af nacellen 102. Når nacellen 102 drejes, vil de derved påførte 20 gyroskopiske belastninger forblive konstante, med mindre der forekommer en ubalance i vingemassen. Derfor kan forekomsten af en variabel gyroskopisk belastning detekteres og anvendes som signal om ubalance i vingemassen.

En abnormitet i vingemassen kan opstå som et resultat af langsom isdannel-25 se, som er meget jævnt fordelt. I nogle tilfælde vil sensorernes opløsning ikke være tilstrækkelig til at detektere sådan is. Hvis den resulterende is imidlertid afstødes ujævnt som følge af en pludselig forskydning væk fra en vinge, vil der opstå en pludselig ubalance i massen, som er detekterbar.

30 En anden fysisk parameter, der kan bruges til at detektere abnormiteter i vingemassen, er vingevingernes 108 angrebsvinkel. Når en sådan angrebsvin- 24 DK 177717 B1 kel ligger uden for de forventede grænser for målt vindhastighed, vil reduceret aerodynamisk ydeevne sandsynligvis være forårsaget af overisning. Derfor er computeren, processoren og eller møllestyreenheden 300 i nogle konfigurationer programmeret til at afgive signal om abnormitet i vingemassen, 5 når hældningssystemet 149 påfører vingerne 108 en pitch vinkel, som ligger uden for et forud fastlagt nominelt område for vindhastighed målt af meteorologiske sensorer 140.

Det vil således forstås, at konfigurationerne ifølge den foreliggende opfindel-10 se gør det muligt at detektere og signalere overisningsrelaterede abnormiteter i vingemassen, som kan reducere ydeevnen af vindmøllegeneratorer eller forårsage potentielt skadelige systembelastningsforhold, og dermed muliggøre, at der om nødvendigt iværksættes afhjælpende foranstaltninger.

15 Om end opfindelsen er blevet beskrevet under henvisning til specifikke udførelsesformer, vil fagmændene kunne forstå, at opfindelsen kan udøves med ændringer, uden at der afviges fra kravenes ånd og omfang.

Claims

25 DK 177717 B1 P a t e n t k r a v

1. Fremgangsmåde til detektering af is (112) på en vindmølle (100) med en rotor (106) og en eller flere vinger (108), som hver har en vingerod (114), 5 hvilken fremgangsmåde omfatter: - overvågning (402) af meteorologiske forhold, der angår overisningsforhold; 10. overvågning (404, 406, 408) af et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som varierer i overensstemmelse med mindst én blandt massen af den ene eller flere vinger eller en masse-ubalance vingerne imellem; 15. anvendelse af det ene eller flere overvågede fysiske karakteristika til at konstatere (418, 426), hvorvidt der forekommer en abnormitet i vin- gemassen; - konstatering (420, 428) af, hvorvidt de overvågede meteorologiske 20 forhold er overensstemmende med overisning af vingerne; og - afgivelse af et signal (422, 430) om en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når der konstateres forekomst af en sådan abnormitet i vingemassen, og de overvågede meteorologiske forhold konstateres 25 at være overensstemmende med overisning, - kendetegnet ved, - at det ene eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen omfatter en 30 af vingerodsbøjningsmomenterne. 26 DK 177717 B1

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, som yderligere omfatter overvågning af en krøjefejl, og hvor afgivelsen af et signal om en overisningsrelateret abnormitet yderligere er betinget af, at krøjefejlen er tæt på nul. 5

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, hvor det ene eller flere fysiske karakteristika af vindmøllen omfatter rotorhastighed og rotoracceleration, eller ændringer i rotorhastighed og rotoracceleration.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 - 3, hvor det ene eller flere fysiske karakteristika af vindmøllen omfatter ændringer i det mekaniske rotationsmoment, variationer i kraftproduktion, eller ændringer i vingerodsbøjningsmomenterne.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 - 4, hvor det ene eller flere fysiske karakteristika af vindmøllen omfatter aerodynamisk effektivitet, en systembelastning på vindmøllen, eller en belastning på en komponent af vindmøllen.

6. Vindmølle omfattende 20 - en rotor (106) med en eller flere vinger (108); - en eller flere meteorologiske sensorer (140), som er udformet til at overvåge (402) af meteorologiske forhold, der angår overisningsfor- 25 hold (112); - en eller flere sensorer til at overvåge (404, 406, 408) et eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen i drift, som varierer i overensstemmelse med mindst én blandt massen af den ene eller flere vinger eller 30 en masse-ubalance vingerne imellem; og 27 DK 177717 B1 - en processor, der er driftsmæssigt koblet til den ene eller flere af de meteorologiske sensorer og det ene eller de flere overvågede fysiske karakteristika; hvilken processor er udformet til: 5. at konstatere (420, 428), hvorvidt de overvågede meteorologiske for hold er overensstemmende med overisning af vingerne, - at bruge det ene eller flere af de overvågede fysiske karakteristika til at konstatere (418, 426), hvorvidt der er konstateret forekomst af en 10 abnormitet i vingemassen; og - at generere (422, 430) et signal om en overisningsrelateret abnormitet i vingemassen, når der konstateres forekomst af en sådan abnormitet i vingemassen, og de overvågede meteorologiske forhold konstateres 15 at være overensstemmende med overisning, - kendetegnet ved, - at det ene eller flere fysiske karakteristika ved vindmøllen omfatter en 20 af vingerodsbøjningsmomenterne.

7. Vindmølle ifølge krav 6, hvor vindmøllen omfatter midler til overvågning af en krøjefejl, og hvor afgivelsen af et signal om en overisningsrelateret abnormitet er betinget af, at krøjefejlen er tæt på nul. 25

8. Vindmølle ifølge krav 6 eller 7, hvor det ene eller flere fysiske karakteristika af vindmøllen omfatter rotorhastighed og rotoracceleration, eller ændringer i rotorhastighed og rotoracceleration. 28 DK 177717 B1

9. Vindmølle ifølge et af kravene 6-8, hvor det ene eller flere fysiske karakteristika af vindmøllen omfatter ændringer i det mekaniske rotationsmoment, variationer i kraftproduktion, eller ændringer i vingerodsbøjningsmomenterne.

10. Vindmølle ifølge et af kravene 6-9, hvor det ene eller flere fysiske ka rakteristika af vindmøllen omfatter aerodynamisk effektivitet, en systembelastning på vindmøllen, eller en belastning på en komponent af vindmøllen.