EP3491241A1 - Messwerterfassung für eine windenergieanlage - Google Patents

Messwerterfassung für eine windenergieanlage

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Publication number
EP3491241A1
EP3491241A1 EP17749123.0A EP17749123A EP3491241A1 EP 3491241 A1 EP3491241 A1 EP 3491241A1 EP 17749123 A EP17749123 A EP 17749123A EP 3491241 A1 EP3491241 A1 EP 3491241A1
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EP
European Patent Office
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measuring
wind
drone
drones
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17749123.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
René MERTENS
Albrecht Brenner
Frank Knoop
Uwe HELMKE
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Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Wobben Properties GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wobben Properties GmbH filed Critical Wobben Properties GmbH
Publication of EP3491241A1 publication Critical patent/EP3491241A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
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    • B64U50/34—In-flight charging
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a method for acquiring at least one measured value, in particular for use for controlling a wind energy plant. Moreover, the present invention relates to a method for operating at least one wind turbine based on at least one detected measured value. Furthermore, the present invention relates to a measuring drone and an arrangement of several measuring drones. Moreover, the present invention relates to a wind turbine and a wind energy system with one or more wind turbines.
  • Wind turbines are well known and they are used to generate electrical energy from wind. At least it can be helpful for their control to detect wind properties. This includes in particular the wind speed and the wind direction, which is also referred to below as wind value or wind values. In addition, it is helpful to know the sound emissions radiated by the wind energy plant, in particular during the current operation, in order to reduce noise pollution by wind turbines, for example by adjusting the operating point, if necessary.
  • measurements in particular for the determination of wind values, could also be carried out with measuring devices on the relevant wind energy plant.
  • the use of a so-called gondola anemometer is very inaccurate, also due to the fact that the operation of the wind power plant disturbs this measuring device, namely in particular the rotation of the rotor, in which the rotor blades pass the measuring device.
  • measuring devices on the nacelle of a wind turbine also regularly have the problem that they can determine the wind speed only in the area of the nacelle, but not in the entire area of the rotor surface, ie in the area swept by the rotor blades during operation of the wind turbine.
  • the detection of a wind field is regularly not or only insufficiently possible.
  • the invention is therefore based on the object, at least one of the o.g. To address problems.
  • a solution is to be proposed with which a wind field or a sound field for a wind turbine can be detected from different directions in a simple manner.
  • Such a solution should be as flexible and inexpensive as possible.
  • At least should be proposed to previously known solutions an alternative solution.
  • a method according to claim 1 is proposed.
  • the method is intended to detect at least one measured value.
  • a measurement may be a wind value, such as a wind speed, a wind direction, a wind gust, or a sound measurement, such as a sound pressure level or frequencies of the sound.
  • a measuring drone can also be called a drone for simplicity.
  • This measuring drone although several can be used, flies to detect the wind value, or multiple wind values, in a predetermined position. This predefinable position can be, for example, at the height of the nacelle of a wind energy plant, wherein a predetermined distance, such as 100 meters, is maintained.
  • This position in front of the wind turbine can mean in particular that this position is directly in luv before the wind turbine, so the wind turbine is located directly behind this drone with respect to the present in the wind direction.
  • other positions may also be considered, especially if a wind field or a sound field is to be measured, and especially if several measuring drones are used, which simultaneously operate in different positions.
  • the now considered measuring drone is now held in this predetermined position by a position control. This allows the measured values to be recorded at this position.
  • a change in the position of the measuring drones with respect to the predeterminable position can also be detected. As a result, this change in the position of this measuring drone can be taken into account in the evaluation and, if necessary, eliminated to determine a wind measurement value. This may involve intentional or unwanted changes in the position of the measuring drone. For example. It can also be provided that the position forms a position path to be removed.
  • the at least one measured value is now detected by the measuring drone and transmitted to an evaluation device.
  • the wind value that is, for example, the wind speed and / or the wind direction, or the sound measurement value, for example the sound pressure level, namely the volume or frequencies of the sound
  • the sound measurement value for example the sound pressure level, namely the volume or frequencies of the sound
  • An intermediate solution is also considered, in which a first preliminary evaluation takes place at the measuring drone, or only part of the wind values or sound measurement values are calculated, or a calculation without standardization takes place, to name just a few examples. Particularly, for example, even a gustiness can only be determined in the evaluation device from a plurality of values of the wind speed.
  • the measurement drones can also be used to determine wind conditions at planned locations to determine the suitability of the site, which can also be referred to as a site assessment.
  • properties of the location can be determined, such as yield forecasts, altitude profiles, wind shear and turbulence intensity.
  • An embodiment of the invention proposes an autonomous detachment of a measuring drone by a further measuring drone as soon as the battery of the first measuring drone has been used up. Due to such a cyclical change, measuring phases of any length can be carried out indefinitely despite limited flight times of a measuring drone.
  • the measuring drone is held in the predeterminable position by means of a position control. Additionally or alternatively, it is proposed that the measuring drone is held in a predetermined position by means of a position control. This is to be understood in particular in which direction the measuring drone is aligned, in which horizontal direction the measuring drone thus points.
  • a position control can also relate to the position of the measuring drone in a plane, ie whether the measuring drone is tilted to a plane and, if so, in which direction and how strongly.
  • the position control or the position control control variables or manipulated variables are constantly generated, such as the thrust of a propeller of the measuring drone and the orientation of the propeller or the measuring drone. From these control variables or manipulated variables can be deduced the wind speed and wind direction and possibly other wind values. Preferably, the at least one measured value to be detected is derived therefrom.
  • the measuring drone is controlled in its position in such a way that it holds an oblique position and corresponding thrust of its propellers in their vorgebaren position against the wind
  • the wind direction can be determined from the direction of the inclination. From the degree of skew and the set thrust force also the wind speed or wind speed can be determined. Possibly. Accuracy can be improved by taking into account other values such as air temperature, precipitation, precipitation, humidity and / or air pressure.
  • this is only explained as an illustrative example and there are other options into consideration, such as the use of a measuring drone, in which instead of an inclination of the measuring drone or in addition to the one or more propellers inclined and these data allow conclusions about the wind speed and wind direction.
  • a wind value determined in this way which can also be referred to as wind measurement, can likewise be taken into account in the determination of the sound measurement value.
  • sound pressure levels at a specific relative location to the wind turbine are in fact also dependent on the prevailing wind values.
  • a measured value can be derived from the position control and also or alternatively from the position control of the at least one drone.
  • the measuring drone has, in particular as a measuring means, at least one measuring sensor for detecting a wind value in order to detect the wind values or a part thereof by means of this at least one measuring sensor.
  • the or at least one of the measuring sensors is a microphone according to another embodiment. Since the operation of the measuring drone can also influence such a measuring device, this operation of the measuring drone may be taken into account when the at least one wind value is detected by the measuring sensor in order to calculate out possible distortions.
  • the or at least one of the measuring sensors is embodied as a microphone, that is to say as a sound sensor, then, according to a further embodiment, it is fastened with a cable or a spacer by a base body of the drone, on which the propellers are arranged, and thus spaced from the propellers , As a result, the sound that hits the microphone is reduced by the propellers in terms of its amplitude.
  • a sound-proof plate is arranged on the cable or the spacer between the measuring sensor, that is to say in particular at least one microphone, and the base body. This reduces the sound of the propellers at the measuring sensor.
  • At least two measuring drones are used to acquire the measured values, which alternate to record the measured values without interruption.
  • a measuring drone can be in the air and record the measured values and the other measuring drone can be charged in a charging station during this.
  • several measuring drones are in use at the same time, and detecting the wind values in different predeterminable positions.
  • a plurality of measuring drones it is particularly possible for a plurality of measuring drones to be arranged at a distance from one another in order to be able to record measured values at different heights. As a result, especially a height profile of the wind or the sound can be detected.
  • a wind characteristic is recorded and this includes the recording of a windshear, so recording the change in wind speed as a function of altitude.
  • wind field can also be recorded.
  • a wind field can be recorded for the rotor field or an area in front of it.
  • the position control of the measuring drone preferably takes place by means of a GPS data-evaluating measuring system.
  • the position of the measuring drone can thus be detected via the GPS data and thus a position control of the measuring drone can be carried out.
  • a change in the position of the measuring drone can also be detected and taken into account.
  • a GPS data-evaluating measuring system can be used which is supplemented by one or more stationary reference receivers.
  • This system is commonly known as the Differential Global Positioning System DGPS.
  • DGPS Differential Global Positioning System
  • a system can be used which detects or provides position data by means of ultrasound measurements, that is to say a measuring system evaluating ultrasound measurements. The use of a measuring system that evaluates radar measurements is also an option.
  • measuring systems evaluating such ultrasound measurements and measuring systems evaluating radar measurements can in principle be complex and expensive, but the costs are limited by the fact that these measuring systems only have to be designed for targeted position detection of the at least one measuring drone. This particularly affects the range and directional spectrum of the system.
  • the detection of a wind field, a sound field or at least one height profile can alternatively or in addition to the use of multiple measuring drones also take place in that the measuring drones or at least one measuring drone changes its position.
  • a measuring drone can fly off the wind field, the sound field or a part thereof and thereby measure the wind field, the sound field or the corresponding part.
  • the method is characterized in that further weather information is detected by the least one measuring drone or otherwise.
  • further weather information is detected by the least one measuring drone or otherwise.
  • the detection of the sound or wind values, in particular of the wind speed may depend on further weather information, namely especially if the wind speed is derived from control variables or manipulated variables of a position control.
  • further weather information may be assigned to the wind values or to use it as wind values in order to improve the database of the detected wind values.
  • Such additionally recorded weather information can then possibly improve a dependent regulation or control of the wind turbine.
  • Such further weather information may be air temperature, precipitation type, precipitation amount, humidity, air density and / or air pressure.
  • a plurality of measuring drones are held at different heights to each other by a position control, and each of the measuring drones detects measured values in their height.
  • This common position control of the multiple measuring drones is carried out in particular so that these multiple measuring drones together form a virtual measuring mast.
  • These measuring drones then record measured values at different heights, which are otherwise recorded by a measuring mast. Since these measuring drones are not mechanically fixed, but only by a coordinated or coordinated position control are positioned to each other, they can form a virtual measuring mast or be regarded as such.
  • an evaluation can be carried out here, as is usually known with a measuring mast, without a measuring mast having to be erected.
  • this at least one measuring drone in particular the virtual measuring mast, is positioned as a function of a wind direction, in particular in the wind turbine of the wind energy plant.
  • the at least one measuring drone or the virtual measuring mast is tracked with changing wind direction of the wind direction, in particular such that this at least one measuring drone or the virtual measuring mast is held substantially in the wind turbine of the wind energy plant.
  • the wind energy plant is operated as a function of at least one measured value.
  • the at least one measured value be detected by at least one measuring drone. The detection is preferably carried out as described in accordance with one of the preceding embodiments of the method for detecting at least one measured value by means of a measuring drone.
  • the corresponding measured values are transmitted directly or indirectly from the at least one measuring drone to the wind turbine.
  • a measuring drone is also proposed for detecting at least one sound value or one wind value, in particular a wind speed and / or a wind direction.
  • a measuring drone comprises a flight control device which is prepared so that the measuring drone approaches a predefinable position and is held there in the predeterminable position. The flight control device then performs a position control. In addition or alternatively, as soon as the measuring drone has reached approximately its predeterminable position, a change in the position of the measuring drone relative to the predeterminable position can be detected.
  • the flight control device may in particular include a position detection and position deviation, especially in three coordinate directions.
  • control errors can be determined, for example, by corresponding desired-actual value comparisons for all three position directions and entered into a control algorithm which determines therefrom corresponding thrust setpoint values for the respective directions.
  • a nominal thrust value in the vertical direction is primarily relevant for overcoming the deadweight of the measuring drone.
  • the two other desired thrust values of different, especially Cartesian, directions in the horizontal plane can, however, provide information about wind direction and strength, especially if finally, at least for a short time, results in a stationary accuracy for the position control.
  • a conversion for the desired thrust in the vertical direction can be implemented in particular via a thrust of the propeller, especially on their speed.
  • the other two desired thrusts in the directions in the horizontal plane can be achieved, for example, by corresponding inclinations of the propellers of the measuring drone, or an inclination of the measuring drone, to name just two examples.
  • the drone not only determines its position in the three spatial directions, but also or alternatively its inclination in the sense of rotation about these directions. It has been recognized that this inclination is a measure that correlates with the wind direction and wind force, when simultaneously maintaining the vertical and horizontal positions. For this purpose, it is proposed that this inclination is detected and from this the wind direction and, in addition or alternatively, the wind speed is derived while keeping the horizontal position.
  • the flight control device may also or alternatively detect the change in the position of the measuring drone to the predetermined position. If a position control is activated, such changes are likely to exist as a control error anyway and can be evaluated. However, even if such a control is not activated, such control errors can nevertheless be detected as deviations without necessarily changing the position of the measuring drone.
  • the measuring drone comprises a wind detection means, which may also be called Windmesswert- detection means for detecting at least one wind value. This can be done by evaluating the quantities that the flight control device receives and uses especially for position control.
  • at least one measuring sensor may also be present on the measuring drone.
  • the measuring drone comprises a microphone for detecting a sound measurement value.
  • a transmission means for transmitting the at least one detected measured value to an evaluation device is provided.
  • representative values can also be transmitted for the measured values, such as, for example, raw data acquired by the measuring drone.
  • the transmission can be wired or by radio.
  • the measuring drone is supplied by trailing cable with electric power, this trailing cable, for example.
  • a radio transmission is considered. If measured values are recorded off-line in order to finally configure a wind energy plant or a wind energy plant control, it is also possible to first record and store recorded values and then to transmit the measured drone on landing.
  • the measuring drone preferably has one or more electrically driven propellers with a substantially vertical axis of rotation.
  • the flight control device may then be prepared to control at least one actuator.
  • Such an actuator may be the one or more propellers, especially a corresponding drive motor of each propeller can be controlled thereby.
  • An actuator in this sense may also be an adjusting means for adjusting the orientation of the vertical axis of rotation of each propeller, provided that the measuring drone used has such adjustable axes of rotation. By a small adjustment of this vertical axis of rotation, so for example.
  • an actuator may be a position control means for controlling a position of the measuring drone. These may include aerodynamic elements such as baffles.
  • An actuator may also be a direction control means for controlling a direction of flight of the measuring drone. Illustratively speaking, a configuration such as a helicopter may be considered, such as a tail rotor. However, it is also considered that the measuring drone is designed as a quadrocopter and the entire control is carried out via the control of the correspondingly provided four propellers.
  • the measuring drone has an electrical battery for its electrical supply in order to store electrical energy required therein. This is especially true of the electrical energy needed to fly.
  • the battery can also be used to control a computer, including capturing readings.
  • the measuring drone has a trailing cable for supplying the electrical energy.
  • the measuring drone is characterized by one or more propellers driven by at least one internal combustion engine with a substantially vertical axis of rotation, wherein the flight control device is prepared to control at least one actuator.
  • the one or more propellers, an adjusting means for adjusting the orientation of the vertical axis of rotation of each propeller, a position control means for controlling a position of the measuring drones and a direction control means for controlling a direction of flight of the measuring drone can also be used here.
  • Explanations of the actuator which were made in connection with the one or more electrically driven propellers, also apply mutatis mutandis to the embodiment with one or more internal combustion engines.
  • the measuring drone is driven by one or more internal combustion engines, so that it has one or more propellers, which are driven by one or more internal combustion engines.
  • the measuring drone can also work independently. Basically, it can have any functionality which was or will be described above or below in connection with an electrically drivable measuring drone.
  • a base station may be provided on the ground or on the nacelle of a wind turbine.
  • a particular advantage of using at least one internal combustion engine is that the measuring drone, and also the method for detecting at least one measured value, is particularly well suited for remote areas, especially if the one or more wind turbines are not yet connected to an electrical supply network are.
  • the measuring drone essentially autonomously controls its position and possibly stops. Possibly.
  • a user such as service personnel can specify a new position.
  • the measuring drone is not intended for a person to permanently engage in the control of the measuring drone, but instead the measuring drone is to autonomously fly and autonomously maintain its position, possibly the positional path, by means of the explained position control.
  • the measuring drone is characterized in that it is prepared to be used in a method according to at least one of the embodiments described above.
  • the measuring drone is therefore prepared to behave as described in connection with at least one of the above-described embodiments of the method for detecting at least one measured value.
  • a measuring arrangement for detecting at least one measured value by means of a plurality of measuring drones is proposed according to the invention.
  • Such a measuring arrangement comprises a plurality of measuring drones according to one of the embodiments described above.
  • this measuring arrangement comprises a base station.
  • This base station can be provided for supplying the measuring drone with electrical energy.
  • Towing cables of the measuring drones can be connected to the base station if the measuring drones are wired.
  • the base station can reach the supply by operating as a charging station for the measuring drones or by controlling such a charging station.
  • the base station may form the evaluation device and serve to record the acquired measured values. This can be done via the trailing cable or by radio, or offline, when the measuring drones control the base station. Additionally or alternatively, the base station can perform the coordination of the measuring drones with each other. This may include specifying different positions for the measuring drones, which differ particularly in their height. Even if the measuring drones are operated with rechargeable batteries and must alternately control a charging station, specifically at the base station, this change can be coordinated by the base station.
  • the measuring arrangement as a whole can form a virtual measuring mast, in which the base station evaluates the acquired data and the plurality of measuring drones receives the measured values, that is to say wind values, in the manner of a plurality of sensors distributed over the height.
  • the base station can be designed as a vehicle, especially as a service vehicle.
  • a wind turbine can form the base station.
  • a wind turbine with a nacelle and a rotor with one or more rotor blades for generating electrical power from wind is also proposed.
  • a wind turbine can be controlled as a function of at least one measured value.
  • it has a data transmission means which is set up to receive measured values of at least one measuring drone.
  • the wind power installation can have a radio receiver for the at least one measuring drone to be able to transmit the measured values to the wind energy installation by radio.
  • the wind turbine with the one or more measuring drones is connected by trailing cable when the measuring drones are those with trailing cable.
  • the data transmission can take place and furthermore the wind energy plant can supply the at least one measuring drone with electrical energy.
  • the measuring drones transmit the measured values by radio.
  • the wind energy plant is characterized in that the data transmission means is adapted to receive the measured values or the values representative thereof from a measuring drone according to an embodiment described above.
  • the advantageous properties of a measuring drone described above can be used to supply a wind turbine with corresponding wind values.
  • a wind turbine together with several measuring drones can form a virtual measuring mast.
  • the measuring drones are coupled to the wind power plant, so that the measuring drone record the measured values for different positions, particularly different height positions, and transmit them to the wind energy plant for further processing.
  • the wind turbine has a charging station for electrically charging at least one measuring drone.
  • the charging station is arranged on the nacelle of the wind turbine.
  • the drone is charged with firmly installed battery.
  • it is proposed to hold several batteries for exchange and to remove the drone from the used battery to replace it with a freshly charged.
  • This has the advantage that the charging time of a single battery may be longer than the flight time of the drone and you still only need two drones, but several batteries needed.
  • a wind energy system for generating electrical power from wind which comprises at least one wind energy plant according to an embodiment described above and also has at least one, preferably a plurality of measuring drones, as described according to at least one embodiment described above.
  • the wind energy system is designed as a wind farm with multiple wind turbines. Additionally or alternatively, it may be provided to use a plurality of measuring drones, in particular a measuring arrangement with a plurality of measuring drones, as described above in accordance with at least one corresponding embodiment.
  • a virtual measuring mast described above is used.
  • Fig. 1 shows a wind turbine in a perspective view.
  • Fig. 2 shows a wind farm in a schematic representation.
  • 3 shows an exemplary control scheme for carrying out a method according to the invention.
  • Figures 4-7 show different configurations of a wind energy system with a wind turbine and several measuring drones.
  • Fig. 8 shows a measuring drone with microphone.
  • FIG. 1 shows a wind energy plant 100 with a tower 102 and a nacelle 104.
  • a rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is arranged on the nacelle 104.
  • the rotor 106 is set in rotation by the wind in rotation and thereby drives a generator in the nacelle 104 at.
  • FIG. 2 shows a wind farm 1 12 with, by way of example, three wind turbines 100, which may be the same or different.
  • the three wind turbines 100 are thus representative of virtually any number of wind turbines of a wind farm 1 12.
  • the wind turbines 100 provide their power, namely in particular the electricity generated via an electric parking network 1 14 ready.
  • a transformer 1 16 which transforms the voltage in the park, to then at the feed point 1 18, which is also commonly referred to as PCC, in the supply network 120th feed.
  • Fig. 2 is only a simplified representation of a wind farm 1 12, for example, shows no control, although of course there is a controller.
  • the parking network 1 14 be designed differently, in which, for example, a transformer at the output of each wind turbine 100 is present, to name just another embodiment.
  • FIG. 3 shows a simplified control structure of an embodiment for a position control of a measuring drone, including evaluation of control values of the control for acquiring measured values, such as wind speed and wind direction.
  • the measuring drone is included as system 302.
  • the measuring drone 302 can be positioned practically anywhere in space and its position is indicated here by the coordinates x, y and z.
  • the coordinate x may indicate a position in the north-south direction
  • the coordinate y a position in the east-west direction
  • the coordinate z may indicate a vertical direction and thus the height of the measuring drone 302.
  • a predetermined position can be specified by the corresponding setpoint values x s , y s and z s .
  • a desired-actual value comparison at the summing 31 1, 312 and 313, wherein the actual values x, y, and z, received with negative signs.
  • This then results in each case a control error, namely e x , e y and e z .
  • These control errors then enter the first sub-controller 320.
  • the first sub-controller 320 has a single thrust controller for each coordinate, namely an X-thruster 321, a Y-thruster 322, and a Z-thruster 323.
  • Each of these three thrust controllers of the first sub-regulator 320 inputs a thrust to be set, that is, a thrust to be set the corresponding coordinate direction, namely the thrusts or thrust forces S x , S y and S z .
  • the index indicates the respective direction.
  • These three thrusts S x , S y and S z can be referred to as control variables or manipulated variables.
  • the term control variable is preferable here because they are not yet an immediate physical control of an actuator, as will become clear below.
  • this exemplary system of Figure 3 is based on a measuring drone 302, which is controlled by the fact that their propellers in the rotational speed n and in a tilting of the axis of rotation of the propeller can be controlled in two directions Kippraumen, namely the tilting directions ⁇ and ß.
  • a speed controller 333 is provided. This receives as input the desired vertical thrust S z and calculates a target speed n s .
  • the multi-variable controller 331 takes into account the two thrusts S x and S y together in the x or y direction and outputs setpoints for the two tilt angles ⁇ and ⁇ as common result, namely the setpoint angles a s and ⁇ s .
  • the multi-variable controller 331 forms so far together with the speed controller 333 a second sub-controller 330.
  • the results of this simplified and illustrative structure of Figure 3 of the multi-variable controller 331 and the speed controller 333 are the setpoints a s and ß s for two tilt angle of the propeller and the target speed n s for the speed of the propeller.
  • These three setpoints are input into the system 302 accordingly, so they are passed to the measuring drone 302 for implementation or they are the appropriate actuators for adjusting the propeller axes and the motors for adjusting the speed passed.
  • these actuators themselves can each have a control structure as an inner control cascade.
  • the measuring drone 302 is exactly and immovably in its predetermined position, namely given by the desired coordinates x s , y s and z s , there would be stationary accuracy for this position control and the control errors e x , e y and e z would thus be 0.
  • the first sub-controller 320 has an integral portion in each of its blocks.
  • the x-boost regulator 321, the y-boost regulator 322 and the z-thrust regulator 323 thus each have an integral or integrally acting portion.
  • the measurement detection block 340 receives the three thrust values S x , S y and S z .
  • these coordinates x, y and z are also input to the measurement detection block 340. Accordingly, the Wind values are assigned to these coordinates x, y and z. Accordingly, the measurement detection block 340 outputs the wind speed V w (x, y, z) and the wind direction R w (x, y, z).
  • wind values can then be further processed and also be used taking into account the coordinates assigned to them for detecting a wind field.
  • a wind profile it may be sufficient to consider only the vertical coordinate z. If the wind field is to be detected, especially for the entire rotor plane, the coordinates and x and y are also required, whereby the coordinates x and y could be converted into a representation with only one varying horizontal coordinate. From the vertical thrust S z can be closed, for example, on the air density, which is proposed as one aspect.
  • At least the wind speed and the wind direction can be derived from the inclination of the measuring drone.
  • the speed of each individual rotor and thus its thrust are adjusted in such a way that the desired inclination and direction of movement are established.
  • the requirement can be made that the sum of the individual rotor thrusts to hold the vertical position corresponds exactly to the flight weight, or causes a desired acceleration up or down.
  • the software used can output position data and the angle of inclination. This data can be stored and transmitted telemetrically to a ground station. The evaluation can be made, for example, at the ground station.
  • FIG. 4 schematically shows a wind energy system 1 with a wind energy plant 100 and a plurality of measuring drones 2.
  • the measuring drones 2 are shown in FIG. 4 in front of the wind energy plant 100, ie in FIG. 4, with reference to the schematically indicated wind 4, which is here characterized by corresponding arrows Windward wind turbine 100 arranged.
  • the measuring drones 2 are arranged substantially vertically above one another and thereby form a virtual measuring mast 6.
  • a supply cable 8 is provided, via which the measuring drones 2 are supplied with electrical energy.
  • the measuring drones share a common supply cable 8, which can also be referred to as a tow cable.
  • this common supply cable 8 can the total weight that must be borne in total by the measuring drones 2 in addition by the supply cable 8, to be kept as low as possible.
  • the supply takes place here via a base station 10, which is designed here as a service car.
  • the measuring drones 2 with the supply cable 8 and the base station 10 thus also form a measuring arrangement 12 for detecting at least one measured value by means of the measuring drones 2.
  • measurement of measurement values in a desired position with respect to the wind turbine 100 can be easily achieved.
  • this makes it possible in a simple manner always in the windward wind turbine 100 not only individual measurements, but a wind profile or a wind field or in the case that a microphone is provided to record sound profiles or sound fields.
  • This is possible in principle for each occurring wind direction, in that only the measuring drones 2 have to be controlled to the corresponding position in the wind turbine of the wind power plant.
  • These can also be tracked in a simple manner to the wind, so that even after a change in the wind direction, a measurement can be made in luv.
  • the base station 10 which is designed here as a service car and especially makes the electrical supply of the measuring drones 2, also change their position when the wind direction has changed.
  • the corresponding section of the supply cable 8, in particular that between the base station 10 and the lowest measuring drone 2 is so long that the base station 10 does not have to be changed in position or at least not in its position with smaller changes in the wind direction.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which several measuring drones 2 are likewise supplied via a supply cable 8.
  • the supply takes place here via the wind power plant 100, wherein the supply cable 8 is connected to the nacelle 104 or is connected in the region of the nacelle 104 to a corresponding supply unit.
  • various measuring drones 2 are arranged in front of the wind energy plant 100 with respect to the wind 4. In principle, it is also possible to make a measurement not in luv the wind turbine, if this is needed.
  • a virtual measuring mast 6 can be formed in a simple manner with measuring drones 2, which detects measured values and can also detect a vertical profile of the wind 4 in particular.
  • the supply cable 8 further measuring drones 2 are provided, which leads the supply cable from the nacelle 104 via the rotor 106 to the desired position in which the measurement is to take place, namely in this example in the windward wind turbine 100.
  • Recorded data in particular measured values or values corresponding thereto, can be transmitted to the wind energy plant 100 or additionally or alternatively to the service wagon 1 1. From the service vehicle 1 1 can also be done a coordination of the measuring drones 2 and especially the virtual measuring mast 6. A partial task of a base station, namely the power supply, can be taken over here by the wind energy plant 100, in particular a corresponding device in the nacelle 104.
  • the service car 1 1 between Figure 4 and Figure 5 and other figures differ, because he takes over the electrical supply of the measuring drones 2 in one case, but not in another case.
  • the measuring drones 2 may be identical in the embodiments of FIGS. 4 to 7, but may also differ.
  • the measuring drones 2 which are arranged in front of the wind energy plant 100, have a different evaluation functionality than the measuring drones 2, which are provided essentially only for guiding the supply cable 8. If necessary, the measuring drones can also differ in their size.
  • a measuring drone 2 which does not have to carry a trailing cable, may possibly be made smaller than those measuring drones 2 which have to carry a cable.
  • identical measuring drones 2 are used for each position in order to simplify especially the handling of the measuring arrangement 12.
  • the measuring arrangement 12 of FIG. 6, and thus also the wind energy system 1, differs from the measuring arrangement 12 or the wind energy system 1 of FIG. 5 essentially only in that another guidance of the supply cable 8 is provided, namely by the nacelle 104 and by the nacelle Rotor 106 of the wind turbine 100 through to the position of the virtual measuring mast 6 before the wind energy Otherwise, reference is made to the embodiment of FIG. 5 for further explanation.
  • FIG. 7 shows a wind energy system 1 and thus also a measuring arrangement 12 in which the measuring drones 2 operate without supply cables.
  • each measuring drone 2 has an accumulator or similar storage of electrical energy.
  • the measuring drones 2 can then be arranged independently of each other in space.
  • this also makes it possible to form a virtual measuring mast 6.
  • Such a virtual measuring mast 6 is also formed here, namely in this example from four measuring drones 2, which are also positioned in an exemplary manner with respect to the wind 4 in front of the wind energy plant 100.
  • these measuring drones 2 of Figure 7 can perform the same tasks, as well as the measuring drones 2 with supply cable 8 according to the embodiments of Figures 4 to 6 can.
  • the 4 to 6 can basically fly into their position for as long as desired, thereby permanently carrying out measurements and forwarding the measurement results.
  • two charging stations 14 are provided for the measuring drones 2.
  • one measuring drone 2 that is to say a total of two measuring drones 2
  • an exchange process 16 can be carried out in which a charged measuring drone 2 leaves one of the charging stations 14 and assumes the position of a measuring drone 2, which can then approach the charging station 14 and be charged there. Coordination can also take place here from the service vehicle 1 1.
  • the charging stations 14, together with the service trolley 11, can form a base station 10 for the measuring drones 2 and thus for the entire measuring arrangement 12.
  • the charging stations which in the simplest case could also extend to a charging station, are arranged on the nacelle of the wind energy plant 100.
  • the measuring drones can then work completely autonomously and require no monitoring.
  • a solution may be provided in which the measuring drones have accumulators or similar stores of electrical energy which are exchanged for charging.
  • a series of several accumulators which can also be referred to as rechargeable batteries, for example five or more rechargeable batteries, are charged on the same number of recharging stations.
  • the one or more fully charged batteries stand at the end of the row for docking to a drone.
  • the used battery is removed from the drone and placed at the rear end of the row on a charging station and loaded there. This requires fewer drones with the same functionality and has more time to recharge, which extends the life of the battery.
  • Such an arrangement may also be provided on the nacelle of the wind turbine.
  • the invention thus avoids problems that are known from fixed wind measuring masts, in which no permanently installed wind measuring mast is required, but at the same distance in the flow direction before the wind turbine an autonomously flying device with automatic position and position control is used.
  • This autonomously flying device is referred to here as a measuring drone.
  • the flying object is preferably equipped with electrically driven propellers with vertical axis of rotation, which provide the necessary propulsion.
  • This measuring drone can be designed according to the principle of a multicopters. According to one embodiment, deviating from the technique of free-flying drones for the purpose of the invention can be dispensed with the entrainment of batteries or accumulators as an energy source and instead done the power supply wired. However, the altitude is then limited by the weight of such a cable, namely supply cable, while the duration of flight can be unlimited.
  • accumulator-operated flying objects that is to say especially measuring drones with accumulator. Because of the limited duration of flight, a cyclical detachment of the flying object can take place through another, freshly loaded object.
  • the detaching object that is, the measuring drone, flies from a charging station mounted on the ground or on the nacelle, such as the charging station 14, to the position of the object to be detached, while the object to be detached flies back to the charging station.
  • the flying objects described here are also referred to as measuring drones and these terms can be used interchangeably insofar.
  • attitude control conventional systems are proposed, such as gyroscopes, including gyros, and optical systems or combinations thereof.
  • the position control is intended to hold the object rigidly at a predetermined position and height, whereby the position can still be changed.
  • GPS-based systems and for height measurement and possibly ultrasound and radar devices are used.
  • the accuracy of GPS-based systems can be significantly improved by using stationary reference receivers on or near the wind turbine. It is also known by the term Differential GPS. Since the wind direction and the wind speed are the primarily required measured variables, one can use the control variables calculated by the flight controller for position keeping directly as a measuring signal. Alternatively or additionally, the flying object could also carry conventional sensors.
  • Cyclical detachment of battery-powered flying objects avoids the disadvantages of cable operation as a whole, but may require a higher one Number of flying objects and additional charging stations with correspondingly higher costs.
  • Such a cyclic detachment is described by way of example in FIG.
  • the invention has been particularly described for surveying for the use of wind turbines. But other measuring tasks in the atmosphere, which are about currents in the range of 0 to 300 meters above ground, and must necessarily be stationary, can be performed if necessary.
  • an arrangement of flying platforms that is to say so-called flying objects or measuring drones, on fixed positions, in particular specifiable positions, for measuring purposes. It is advantageous to combine several such platforms to virtual wind measuring masts.
  • An energy supply can take place from the ground or from a nacelle of a wind energy plant.
  • Position control signals or position control signals can be used as the measured value.
  • a telemetric wireless data transmission to a central station Such a central station can be part of a described base station.
  • an evaluation of the transmitted data can also take place instead or in addition at other locations, such as in a process computer of a wind turbine or in a parking controller in a wind farm in a central evaluation unit, which does not have to be directly in the vicinity of the measuring drones or said flying platforms .
  • flying platforms is used here in order to emphasize that it is important for such flying platforms that they do not fly for their own ends, but in particular carry out measuring tasks and to this extent form a platform for carrying out these measuring tasks.
  • FIG. 8 shows a measuring drone 2 with a microphone 80.
  • the microphone 80 is used to record measured values, namely sound measurement values, such as the sound pressure or frequencies of the sound.
  • the microphone 80 is suspended by a cable 82 below the drone 2 on the base body 84 of the drone 2.
  • the main body 84 of the drone 2 is the part of the drone on which the propellers 85 are arranged.
  • the cable 82 is located above the microphone 80, a reverberant plate 86, the noise of the drone 2 shields.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen wenigstens eines Messertes, wobei der Messwert mittels wenigstens einer Messdrohne (2) erfasst wird, und die Messdrohne (2) zum Erfassen des Messwertes in eine vorgebbare Position fliegt, in der vorgebbaren Position durch eine Positionsregelung gehalten wird oder ihre Veränderung zu der vorgebbaren Position erfasst wird, den wenigstens einen Messwert erfasst und den wenigstens einen erfassten Messwert oder wenigstens einen dafür repräsentativen Wert an eine Auswerteeinrichtung (10) überträgt und/oder diesen speichert.

Description

Messwerterfassung für eine Windenergieanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen wenigstens eines Messwertes, besonders zur Verwendung zum Steuern einer Windenergieanlage. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Windenergieanlage basierend auf wenigstens einem erfassten Messwert. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Messdrohne sowie eine Anordnung mehrerer Messdrohnen. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Windenergieanlage sowie ein Windenergiesystem mit einer oder mehrerer Windenergieanlagen.
Windenergieanlagen sind allgemein bekannt und sie werden dafür verwendet, elektrische Energie aus Wind zu erzeugen. Zu ihrer Steuerung kann es zumindest hilfreich sein, Eigenschaften des Windes zu erfassen. Dazu gehört besonders die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung, was nachfolgend auch als Windwert bzw. Windwerte bezeichnet wird. Außerdem ist es hilfreich, die von der Windenergieanlage abgestrahlten Schallemissionen, insbesondere während des aktuellen Betriebs, zu kennen, um Geräuschbelästigungen durch Windenergieanlagen, beispielsweise durch Anpassen des Betriebspunktes, ggf. zu reduzieren.
Bspw. können auch Messungen zur Ermittlung von Leistungskurven durchgeführt werden, die üblicherweise mit Hilfe eines stromaufwärts der Windenergieanlage angeordneten Windmessmasts durchgeführt werden. Ein solcher Windmessmast ist aber fest verankert und das bedingt, dass die Messungen nur für eine einzige Windrichtung korrekt sein können und bei davon abweichenden Windrichtungen einer Korrektur bedürfen. Auch ist die Installation des Windmessmastes wegen der notwendigen Verankerungen und Abspannungen aufwendig. Im Falle von Schallmessungen kann mit dem Messwert nur die Schallabstrahlung in eine Richtung detektiert werden, sodass eine zweidimensionale oder dreidimensionale Messung zur Bestimmung eines Schallfeldes unmöglich ist.
Alternativ könnten auch Messungen, insbesondere zur Bestimmung von Windwerten, mit Messvorrichtungen auf der betreffenden Windenergieanlage durchgeführt werden. Be- sonders aber die Verwendung eines sog. Gondelanemometers ist dabei sehr ungenau, auch bedingt dadurch, dass der Betrieb der Windenergieanlage diese Messeinrichtung stört, nämlich besonders das Drehen des Rotors, bei dem die Rotorblätter die Messvorrichtung passieren.
Die Verwendung von Messeinrichtungen auf der Gondel einer Windenergieanlage haben zudem regelmäßig das Problem, dass sie die Windgeschwindigkeit nur im Bereich der Gondel, nicht aber im gesamten Bereich der Rotorfläche bestimmen können, also in dem Bereich, den die Rotorblätter im Betrieb der Windenergieanlage überstreichen. Somit ist damit regelmäßig das Erfassen eines Windfeldes nicht oder nur ungenügend möglich.
Auch technisch aufwendige Messungen wie eine Ultraschallmessung kommen in Be- tracht, sind aber sehr aufwendig und kostspielig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eins der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, mit der auf einfache Art und Weise ein Windfeld oder ein Schallfeld für eine Windenergieanlage aus verschiedenen Richtungen erfasst werden kann. Dabei sollte eine solche Lösung möglichst flexi- bei und kostengünstig sein. Zumindest soll zu bisher bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Das Verfahren ist dazu vorgesehen, wenigstens einen Messwert zu erfassen. Ein solcher Messwert kann ein Windwert, wie eine Windgeschwindigkeit, eine Windrichtung, eine Böigkeit des Windes, oder ein Schallmesswert, wie ein Schalldruckpegel oder Frequenzen des Schalls, sein. Zum Erfassen wird vorgeschlagen, eine Messdrohne einzusetzen. Die Messdrohne kann vereinfachend auch als Drohne bezeichnet werden. Diese Messdrohne, wobei auch mehrere verwendet werden können, fliegt zum Erfassen des Windwertes, oder mehrerer Windwerte, in eine vorgebbare Position. Diese vorgebbare Position kann bspw. auf Höhe der Gondel einer Windenergieanlage sein, wobei ein vorgegebener Abstand wie bspw. 100 Meter, eingehalten wird. Diese Position vor der Windenergieanlage kann besonders bedeuten, dass diese Position unmittelbar in luv vor der Windenergieanlage ist, die Windenergieanlage sich also bezogen auf die in dem Moment vorhandene Windrichtung unmittelbar hinter dieser Messdrohne befindet. Es kommen aber auch andere Positionen in Betracht, besonders dann, wenn ein Windfeld oder ein Schallfeld vermessen werden soll und auch besonders dann, wenn mehrere Messdrohnen verwendet werden, die gleichzeitig in unterschiedlichen Positionen operieren.
Die nun betrachtete Messdrohne wird nun in dieser vorgebbaren Position durch eine Positionsregelung gehalten. Dadurch können die Messwerte an dieser Position erfasst werden. Außerdem oder alternativ kann auch eine Veränderung der Position der Mess- dröhne in Bezug auf die vorgebbare Position erfasst werden. Dadurch kann diese Veränderung der Position dieser Messdrohne bei der Auswertung berücksichtigt und ggf. zur Bestimmung eines Windmesswertes herausgerechnet werden. Dabei kann dies gewollte oder ungewollte Veränderungen der Position der Messdrohne betreffen. Bspw. kann auch vorgesehen sein, dass die Position einen abzufliegenden Positionspfad bildet. Es wird nun durch die Messdrohne der wenigstens eine Messwert erfasst und an eine Auswerteeinrichtung übertragen. Dazu kann bereits in der Messdrohne aus den aufgenommenen Werten, also aus Rohdaten, der Windwert, also bspw. die Windgeschwindigkeit und/oder die Windrichtung, oder der Schallmesswert, also z.B. der Schalldruckpegel, nämlich die Lautstärke, oder Frequenzen des Schalls, berechnet und übertragen werden. Es kommt dabei auch in Betracht, dass die Rohdaten übertragen werden und erst bei der Auswerteeinrichtung daraus die entsprechenden Windwerte oder Schallmesswerte berechnet werden. Es kommt auch eine Zwischenlösung in Betracht, bei der an der Messdrohne eine erste Vorauswertung erfolgt, oder nur ein Teil der Windwerte oder Schallmesswerte ausgerechnet wird, oder eine Ausrechnung ohne Normierung erfolgt, um nur einige Beispiele zu nennen. Besonders kann bspw. auch eine Böigkeit erst bei der Auswerteeinrichtung aus mehreren Werten der Windgeschwindigkeit ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich zum Übertragen ist es auch vorgesehen, die Messwerte in einem Speicher der Drohne zu speichern, um diese erst nach dem Landen der Drohne auszuwerten. Die Messdrohnen können auch zur Ermittlung von Windbedingungen an geplanten Standorten eingesetzt werden, um die Eignung des Standorts zu ermitteln, das kann auch als Site-Assessment bezeichnet werden. Dabei können Eigenschaften des Standortes bestimmt werden, wie Ertragsprognosen, Höhenprofile, Wind-Shear und Turbulenz- Intensität.
Eine Ausführungsform der Erfindung schlägt eine autonome Ablösung einer Messdrohne durch eine weitere Messdrohne vor, sobald der Akku der ersten Messdrohne verbraucht ist. Durch einen solchen zyklischen Wechsel können trotz begrenzter Flugzeiten einer Messdrohne beliebig lange Messphasen durchgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Messdrohne mittels einer Positionsregelung in der vorgebbaren Position gehalten wird. Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass die Messdrohne mittels einer Lageregelung in einer vorgegebenen Lage gehalten wird. Darunter ist besonders zu verstehen, in welche Richtung die Messdrohne ausgerichtet ist, in welche horizontale Richtung die Messdrohne also weist. Eine Lageregelung kann auch die Lage der Messdrohne in einer Ebene betreffen, ob die Messdrohne also zu einer Ebene gekippt ist und falls ja, in welche Richtung und wie stark.
Für die Positionsregelung bzw. die Lageregelung werden ständig Steuergrößen bzw. Stellgrößen erzeugt, wie bspw. der Schub eines Propellers der Messdrohne und die Ausrichtung des Propellers bzw. der Messdrohne. Aus diesen Steuergrößen bzw. Stellgrößen kann auf die Windgeschwindigkeit und Windrichtung und ggf. andere Windwerte zurückgeschlossen werden. Vorzugsweise wird hierüber der wenigstens eine zu erfassende Messwert abgeleitet.
Wird also bspw. die Messdrohne in ihrer Position so gesteuert, dass sie eine Schrägstel- lung und entsprechende Schubkraft ihrer Propeller in ihrer vorgebaren Position gegen den Wind hält, kann aus der Richtung der Schrägstellung die Windrichtung bestimmt werden. Aus dem Grad der Schrägstellung und der eingestellten Schubkraft kann zudem die Windstärke bzw. Windgeschwindigkeit ermittelt werden. Ggf. kann eine Genauigkeit dadurch verbessert werden, dass weitere Werte wie Lufttemperatur, Niederschlagsart, Niederschlagsmenge, Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck mit berücksichtigt werden. Dies ist aber nur als anschauliches Beispiel erläutert und es kommen andere Möglichkeiten in Betracht, wie bspw. die Verwendung einer Messdrohne, bei der statt einer Schrägstellung der Messdrohne oder zusätzlich dazu der eine oder die mehrere Propeller schräg gestellt werden und diese Daten Rückschluss auf die Windgeschwindigkeit und Windrichtung erlauben. Insbesondere kann ein so bestimmter Windwert, der auch als Windmesswert bezeichnet werden kann, ebenfalls bei der Bestimmung des Schallmesswertes berücksichtigt werden. Insbesondere Schalldruckpegel an einem bestimmten relativen Ort zur Windenergieanlage sind nämlich auch abhängig von den vorherrschenden Windwerten.
Somit kann aus der Positionsregelung und außerdem oder alternativ aus der Lageregelung der wenigstens einen Drohne ein Messwert abgeleitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messdrohne, insbesondere als Messmittel, wenigstens einen Messsensor zum Erfassen eines Windwertes auf, um die Windwerte oder einen Teil davon durch diesen wenigstens einen Messsensor zu erfassen. Der oder mindestens einer der Messsensoren ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Mikrofon. Da auch der Betrieb der Messdrohne ein solches Messmittel beeinflussen kann, kann ggf. dieser Betrieb der Messdrohne beim Erfassen des wenigstens einen Windwertes durch den Messsensor berücksichtigt werden, um etwaige Verfälschungen heraus zu rechnen.
Ist der oder mindestens einer der Messsensoren als Mikrofon, also als Schallsensor, ausgebildet, so ist dieser gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Seil oder einem Abstandshalter von einem Grundkörper der Drohne, an dem die Propeller angeordnet sind, befestigt und somit beabstandet von den Propellern angeordnet. Hierdurch wird der Schall, der auf das Mikrofon trifft, durch die Propeller im Hinblick auf seine Amplitude reduziert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Messsensor, also insbesondere mindestens einem Mikrofon, und dem Grundkörper eine schallfeste Platte am Seil oder dem Abstandshalter angeordnet. Hierdurch wird Schall der Propeller weiter am Messsen- sor reduziert.
Vorzugsweise werden wenigstens zwei Messdrohnen zur Erfassung der Messwerte eingesetzt, die sich abwechseln, um ohne Unterbrechung die Messwerte zu erfassen. Dies kommt besonders für die Verwendung von Messdrohnen im Akkubetrieb in Betracht. Hierdurch kann im einfachsten Fall eine Messdrohne in der Luft sein und die Messwerte erfassen und die andere Messdrohne während dessen in einer Ladestation aufgeladen werden. Vorzugsweise sind mehrere Messdrohnen gleichzeitig im Einsatz, und Erfassen in unterschiedlichen vorgebbaren Positionen die Windwerte. Hier kommt besonders in Betracht, dass mehrere Messdrohnen beabstandet übereinander angeordnet sind, um so Messwerte in unterschiedlichen Höhen erfassen zu können. Dadurch kann besonders ein Höhenprofil des Windes oder des Schalls erfasst werden.
Vorzugsweise wird eine Windcharakteristik aufgenommen und hierunter fällt das Aufnehmen eines Windshear, also das Aufnehmen der Veränderung der Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Höhe. Darunter fällt auch das Aufnehmen eines Windveer, nämlich eine Veränderung der Windrichtung in Abhängigkeit der Höhe. Außerdem oder alter- nativ kann auch Windfeld aufgenommen werden. Es wird hierfür somit nicht nur eine Änderung der Windwerte mit der Höhe, sondern auch in horizontaler Richtung ausgewertet. Besonders kann ein solches Windfeld für das Rotorfeld bzw. einen Bereich davor aufgenommen werden. Dadurch ist besonders eine dezidierte Vermessung der für die betreffende Windenergieanlage relevanten Windverhältnisse möglich. Vorzugsweise erfolgt die Positionsregelung der Messdrohne mittels eines GPS- datenauswertenden Messsystems. Über die GPS-Daten kann somit die Position der Messdrohne erfasst werden und dadurch eine Positionsregelung der Messdrohne ausgeführt werden. Außerdem oder zusätzlich kann darüber auch eine Veränderung der Position der Messdrohne erfasst und berücksichtigt werden. Außerdem oder ergänzend kann ein GPS-datenauswertendes Messsystem verwendet werden, das durch einen oder mehrere stationäre Referenzempfänger ergänzt ist. Dadurch kann die Genauigkeit mitunter erheblich verbessert werden und dieses System kann als sog. Differential GPS ausgebildet sein bzw. arbeiten. Dieses System ist allgemein bekannt unter dem Namen Differential Global Positioning System DGPS. Außerdem oder alternativ kann ein System verwendet werden, dass Positionsdaten mittels Ultraschallmessungen erfasst bzw. bereitstellt, also ein Ultraschallmessungen auswertendes Messsystem. Auch die Verwendung eines Messsystems, das Radarmessungen auswertet, kommt hierfür in Betracht. Es ist anzumerken, dass solche Ultraschallmessungen auswertende Messsysteme als auch Radarmessungen auswertende Messsysteme grundsätzlich komplex und teuer sein können, dass die Kosten aber dadurch begrenzt sind, dass diese Messsysteme nur zur gezielten Positionserfassung der wenigstens einen Messdrohne ausgebildet sein müssen. Dies hat besonders Auswirkungen auf Reichweite und Richtungsspektrum des Systems. Das Erfassen eines Windfeldes, eines Schallfeldes oder zumindest eines Höhenprofils kann alternativ oder ergänzend zu der Verwendung mehrerer Messdrohnen auch dadurch erfolgen, dass die Messdrohnen oder zumindest eine Messdrohne ihre Position verändert. Mit anderen Worten kann hier eine Messdrohne das Windfeld, das Schallfeld oder einen Teil davon abfliegen und dadurch das Windfeld, das Schallfeld oder den entsprechenden Teil ausmessen.
Vorzugsweise ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass weitere Wetterinformationen durch die wenigste eine Messdrohne oder anderweitig erfasst werden. Dadurch kann besonders die Messqualität verbessert werden. Zum Einen kann das Erfassen der Schall- oder Windwerte, besonders der Windgeschwindigkeit, von weiteren Wetterinformationen abhängen, nämlich besonders dann, wenn die Windgeschwindigkeit aus Steuergrößen oder Stellgrößen einer Positionsregelung abgeleitet werden. Es kommt aber außerdem oder alternativ in Betracht, weitere Wetterinformationen den Windwerten zu zuordnen oder als Windwerte zu verwenden, um die Datenbasis der erfassten Windwerte zu verbessern. Solche zusätzlich aufgenommenen Wetterinformationen können dann ggf. eine davon abhängige Regelung oder Steuerung der Windenergieanlage verbessern.
Solche weiteren Wetterinformationen können Lufttemperatur, Niederschlagsart, Niederschlagsmenge, Luftfeuchtigkeit, Luftdichte und/oder Luftdruck sein.
Vorzugsweise werden mehrere Messdrohnen in unterschiedlichen Höhen zueinander jeweils durch eine Positionsregelung gehalten und jede der Messdrohne erfasst Messwerte in ihrer Höhe. Diese gemeinesame Positionsregelung der mehreren Messdrohnen erfolgt besonders so, dass diese mehreren Messdrohnen zusammen einen virtuellen Messmast bilden. Diese Messdrohnen nehmen dann also in unterschiedlichen Höhen Messwerte auf, die ansonsten durch einen Messmast aufgenommen werden. Da diese Messdrohnen nicht mechanisch fest, sondern nur durch eine abgestimmte bzw. koordinierte Positionsregelung zueinander positioniert sind, können diese einen virtuellen Messmast bilden bzw. als ein solcher angesehen werden. Vorzugsweise kann hier eine Auswertung wie üblicherweise bei einem Messmast bekannt durchgeführt werden, ohne dass ein Messmast errichtet werden muss. Vorzugsweise wird diese wenigstens eine Messdrohne, besonders der virtuelle Messmast in Abhängigkeit einer Windrichtung positioniert, insbesondere in luv der Windenergieanlage. Vorzugsweise wird hierbei die wenigstens eine Messdrohne bzw. der virtuelle Messmast bei sich ändernder Windrichtung der Windrichtung nachgeführt, insbesondere so, dass diese wenigstens eine Messdrohne bzw. der virtuelle Messmast im Wesentlichen in luv der Windenergieanlage gehalten wird. Dadurch kann besonders eine Auswertung des Schallprofils oder des Windprofils vor der Windenergieanlage bzw. des Schallfeldes oder des Windfeldes vor der Windenergieanlage trotz sich ändernder Windrichtun- gen durchgeführt werden. Eine Korrekturrechnung, die bei einem Windmast erforderlich sein kann, der dem Wind nicht nachgeführt werden kann, ist hier nicht notwendig.
Es wird erfindungsgemäß auch ein Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Windenergieanlage vorgeschlagen. Hierbei wird die Windenergieanlage in Abhängigkeit wenigstens eines Messwertes betrieben. Dazu wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Messwert durch wenigstens eine Messdrohne erfasst wird. Die Erfassung erfolgt dabei vorzugsweise so wie gemäß einem der vorstehenden Ausführungsformen des Verfahrens zum Erfassen wenigstens eines Messwertes mittels einer Messdrohne beschrieben wurde.
Dabei kommt besonders in Betracht, dass die entsprechenden Messwerte direkt oder indirekt von der wenigstens einen Messdrohne an die Windenergieanlage übermittelt werden.
Erfindungsgemäß wird auch eine Messdrohne zum Erfassen wenigstens eines Schallwertes oder eines Windwertes, besonders einer Windgeschwindigkeit und/oder einer Windrichtung vorgeschlagen. Eine solche Messdrohne umfasst eine Flugsteuerungseinrich- tung, die dazu vorbereitet ist, dass die Messdrohne eine vorgebbare Position anfliegt und dort in der vorgebbaren Position gehalten wird. Die Flugsteuerungseinrichtung führt dann also eine Positionsregelung aus. Außerdem oder alternativ kann auch, sobald die Messdrohne etwa ihre vorgebbare Position erreicht hat, ein Verändern der Position der Messdrohne relativ zu der vorgebbaren Position erfasst werden. Die Flugsteuerungseinrichtung kann dabei besonders eine Positionserfassung und Positionsabweichung, besonders in drei Koordinatenrichtungen, umfassen. Daraus können dann bspw. durch entsprechende Soll-Ist-Wertvergleiche für alle drei Positionsrichtungen Regelfehler bestimmt werden und in einen Regelalgorithmus eingegeben werden, der daraus entsprechende Schubsollwerte für die jeweiligen Richtungen bestimmt. Ein sol- eher Sollschubwert in vertikaler Richtung ist dabei primär zum Überwinden des Eigengewichts der Messdrohne relevant. Die beiden anderen Sollschubwerte unterschiedlicher, besonders kartesischer Richtungen in der horizontalen Ebene können aber Aufschluss über Windrichtung und Stärke geben, besonders dann, wenn sich schließlich, zumindest kurzzeitig, eine stationäre Genauigkeit für die Positionsregelung ergibt.
Eine Umsetzung für den Sollschub in vertikaler Richtung kann besonders über eine Schubstärke der Propeller umgesetzt werden, besonders über deren Drehzahl. Die beiden übrigen Sollschübe in den Richtungen in der horizontalen Ebene können bspw. durch entsprechende Schrägstellungen der Propeller der Messdrohne erreicht werden, oder eine Schrägstellung der Messdrohne, um nur zwei Beispiele zu nennen.
Gemäß einer Ausführungsform ermittelt die Drohne nicht nur ihre Position in den drei Raumrichtungen, sondern auch oder alternativ ihre Neigung im Sinne einer Drehung um diese Richtungen. Es wurde erkannt, dass diese Neigung ein Maß ist, das mit der Windrichtung und Windstärke korreliert, wenn gleichzeitig die vertikale und die horizontale Position gehalten wird. Dazu wird vorgeschlagen, dass diese Neigung erfasst wird und daraus die Windrichtung und außerdem oder alternativ die Windgeschwindigkeit abgeleitet wird, während die horizontale Position gehalten wird. Die Flugsteuerungseinrichtung kann außerdem oder alternativ die Veränderung der Position der Messdrohne zu der vorgebbaren Position erfassen. Sofern eine Positionsregelung aktiviert ist, dürften solche Veränderungen als Regelfehler ohnehin Vorhandensein und können ausgewertet werden. Aber auch bei Nichtaktivierung einer solchen Regelung können gleichwohl solche Regelfehler als Abweichungen erfasst werden, ohne davon abhängig die Position der Messdrohne unbedingt zu verändern.
Außerdem umfasst die Messdrohne ein Winderfassungsmittel, das auch Windmesswert- erfassungsmittel genannt werden kann, zum Erfassen wenigstens eines Windwertes. Dies kann durch die Auswertung der Größen erfolgen, die die Flugsteuerungseinrichtung aufnimmt und besonders zur Positionsregelung verwendet. Außerdem oder alternativ kann aber auch wenigstens ein Messsensor an der Messdrohne vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Messdrohne ein Mikrofon zum Erfassen eines Schallmesswertes.
Außerdem ist gemäß einer Ausführungsform ein Übertragungsmittel zum Übertragen des wenigstens einen erfassten Messwertes an eine Auswerteeinrichtung vorgesehen. Statt des Messwertes oder zusätzlich dazu können auch für die Messwerte repräsentative Werte übertragen werden, wie bspw. Rohdaten die von der Messdrohne erfasst wurden. Die Übertragung kann kabelgebunden oder per Funk erfolgen. Besonders dann, wenn eine Variante gewählt wird, bei der die Messdrohne mittels Schleppkabel mit elektrischem Strom versorgt wird, kann dieses Schleppkabel, bspw. auch ähnlich wie bei einem d- Netz, zusätzlich zur Datenübertragung verwendet werden. Fliegt die Messdrohne frei mit elektrischem Akku, so kommt eine Funkübertragung in Betracht. Sofern Messwerte offline erfasst werden, um schließlich eine Windenergieanlage oder eine Windenergieanlagen- steuerung zu konfigurieren, kommt auch in Betracht, erfasste Werte zunächst aufzunehmen und zu speichern und bei einer Landung der Messdrohne dann zu übertragen. Besonders dann, wenn die Messdrohne bei oder auf der Auswerteeinrichtung landet und dort bspw. auch zum Laden ihres Akkus angeschlossen wird. Vorzugsweise weist die Messdrohne einen oder mehrere elektrisch angetriebene Propeller mit im Wesentlichen vertikaler Drehachse auf. Die Flugsteuerungseinrichtung kann dann dazu vorbereitet sein, wenigstens einen Aktuator zu steuern. Ein solcher Aktuator kann der eine oder die mehreren Propeller sein, besonders kann ein entsprechender Antriebsmotor jedes Propellers dadurch angesteuert werden. Ein Aktuator in diesem Sinne kann auch ein Verstellmittel zum Verstellen der Ausrichtung der vertikalen Drehachse jedes Propellers sein, sofern die verwendete Messdrohne solche verstellbaren Drehachsen aufweist. Durch eine geringe Verstellung dieser vertikalen Drehachse, also bspw. um 5 bis 10 Grad, um nur ein Beispiel zu nennen, kann sich ein entsprechender Vorschub der Messdrohne in Kipprichtung dieser Drehachse ergeben. Bei solcher gerin- ger Schrägstellung ändert sich der Auftriebsschub kaum, kann aber bei Bedarf durch entsprechende Ansteuerung des Propellers bzw. eines Motors angepasst werden.
Außerdem kann ein Aktuator ein Lagesteuermittel zum Steuern einer Lage der Messdrohne sein. Dazu können aerodynamische Elemente wie Leitbleche gehören. Ein Aktuator kann auch ein Richtungssteuermittel zum Steuern einer Flugrichtung der Messdrohne sein. Anschaulich gesprochen kann hier eine Konfiguration wie bei einem Hubschrauber in Betracht kommen, wie bspw. ein Heckrotor. Es kommt aber auch in Betracht, dass die Messdrohne als Quadrocopter ausgestaltet ist und die gesamte Steuerung über die Steuerung der entsprechend vorgesehenen vier Propeller erfolgt.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Messdrohne zu ihrer elektrischen Versor- gung einen elektrischen Akku aufweist, um darin benötigte elektrische Energie zu speichern. Dies betrifft besonders die elektrische Energie, die zum Fliegen benötigt wird. Aus dem Akku können aber auch ein Computer gesteuert werden, einschließlich zum Erfassen der Messwerte. Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Messdrohne ein Schleppkabel zum Zuführen der elektrischen Energie aufweist. Durch die Verwendung einer solchen Messdrohne zum Ausmessen eines Windprofils oder Windfeldes für eine Windenergieanlage ist der Aktionsradius der Messdrohne recht klar umrissen und damit auch die maximale Kabellänge und damit ist das einzukalkulierende Gewicht dieses Kabels gut bekannt. Die Messdrohne kann also so ausgelegt werden, dass sie auch ein entsprechendes Schleppkabel heben kann. Diese Konfiguration hat den Vorteil, dass eine Messdrohne dauerhaft betrieben werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Messdrohne gekennzeichnet durch einen oder mehrere durch wenigstens einen Verbrennungsmotor angetriebene Propeller mit im Wesentlichen vertikaler Drehachse, wobei die Flugsteuerungseinrichtung dazu vorbereitet ist, wenigstens einen Aktuator zu steuern. Als Aktuator kann auch hier der eine oder die mehreren Propeller, ein Verstellmittel zum Verstellen der Ausrichtung der vertikalen Drehachse jedes Propellers, ein Lagesteuermittel zum Steuern einer Lage der Mess- dröhne und ein Richtungssteuermittel zum Steuern einer Flugrichtung der Messdrohne verwendet werden. Erläuterungen zum Aktuator, die im Zusammenhang mit dem einen oder den mehreren elektrisch angetriebenen Propellern gemacht wurden, gelten hier sinngemäß auch für die Ausführungsform mit einem oder mehreren Verbrennungsmotoren. Es kommt somit auch in Betracht, dass die Messdrohne durch einen oder mehrere Verbrennungsmotoren angetrieben wird, dass sie also einen oder mehrere Propeller aufweist, die durch einen oder mehrere Verbrennungsmotoren angetrieben werden. Dadurch kann sie ebenfalls autark arbeiten. Sie kann dabei im Grunde jegliche Funktionalität aufweisen, die auch im Zusammenhang mit einer elektrisch antreibbaren Mess- dröhne vorstehend oder nachstehend beschrieben wurde bzw. wird. Die vorstehenden und nachstehenden Beschreibungen zu einer elektrisch antreibbaren Messdrohne, besonders soweit sie einen elektrischen Akku aufweist, gelten sinngemäß auch für die Messdrohne, die durch einen oder mehrere Verbrennungsmotoren angetrieben wird.
Besonders kann auch für eine Variante, die mehre Messdrohnen mit wenigstens einem Verbrennungsmotor verwendet, vorgesehen sein, dass sich zwei oder mehr Messdrohnen derart abwechseln, so dass wenigstens eine Messdrohne fliegt und Messwerte aufnimmt, während wenigstens eine andere Messdrohne in einer Basisstation aufgetankt wird. Hierzu werden sinngemäß dieselben Varianten vorgeschlagen, die auch für die Verwendung akkubetriebener Messdrohnen vorstehend oder nachstehend erläutert wurden bzw. werden. Auch hier kann eine Basisstation am Boden oder auf der Gondel einer Windenergieanlage vorgesehen sein.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung wenigstens eines Verbrennungsmotors besteht darin, dass die Messdrohne, und auch das Verfahren zum Erfassen wenigstens eines Messwertes, besonders gut für abgelegene Gebiete geeignet ist, besonders dann, wenn die eine oder die mehreren Windenergieanlagen noch nicht an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen sind.
In jedem Fall wird vorgeschlagen, dass die Messdrohne im Wesentlichen autonom ihre Position ansteuert und ggf. hält. Ggf. kann ein Benutzer wie Servicepersonal eine neue Position vorgeben. Es ist grundsätzlich aber nicht vorgesehen, dass sich eine Person dauerhaft mit dem Steuern der Messdrohne beschäftigt, sondern die Messdrohne soll besonders durch die erläuterte Positionsregelung autonom Fliegen und autonom ihre Position ggf. den Positionspfad einhalten.
Vorzugsweise ist die Messdrohne dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu vorbereitet ist, in einem Verfahren gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt zu werden. Die Messdrohne ist also dazu vorbereitet sich so zu verhalten, wie im Zusammenhang mit wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Erfassen wenigstens eines Messwertes beschrieben wurde. Außerdem wird erfindungsgemäß eine Messanordnung zum Erfassen wenigstens eines Messwertes mittels mehrerer Messdrohnen vorgeschlagen. Eine solche Messanordnung umfasst mehrere Messdrohnen gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Außerdem umfasst diese Messanordnung eine Basisstation. Diese Basisstation kann zum Versorgen der Messdrohne mit elektrischer Energie vorgesehen sein. Dazu können Schleppkabel der Messdrohnen an der Basisstation angeschlossen sein, wenn die Messdrohnen kabelgebunden arbeiten. Alternativ kann die Basisstation die Versorgung dadurch erreichen, dass sie als Ladestation für die Messdrohnen arbeitet oder eine solche Ladestation steuert.
Außerdem oder alternativ kann die Basisstation die Auswerteeinrichtung bilden und dazu dienen, die erfassten Messwerte aufzunehmen. Dies kann über die Schleppkabel oder per Funk erfolgen, oder offline, wenn die Messdrohnen die Basisstation ansteuern. Außerdem oder alternativ kann die Basisstation das Koordinieren der Messdrohnen untereinander durchführen. Dazu kann gehören, für die Messdrohnen unterschiedliche Positionen vorzugeben, die sich besonders in ihrer Höhe unterscheiden. Auch für den Fall, dass die Messdrohnen mit Akku betrieben werden und abwechselnd eine Ladestati- on, nämlich besonders an der Basisstation, ansteuern müssen, kann dieser Wechsel von der Basisstation koordiniert werden.
Besonders kann die Messanordnung insgesamt einen virtuellen Messmast bilden, bei dem die Basisstation die erfassten Daten auswertet und die mehreren Messdrohnen die Messwerte, also Windwerte, in der Art mehrerer über die Höhe verteilter Messaufnehmer aufnimmt.
Die Basisstation kann als Fahrzeug, besonders als Servicewagen, ausgebildet sein. Alternativ kann auch eine Windenergieanlage die Basisstation bilden.
Erfindungsgemäß wird auch eine Windenergieanlage mit einer Gondel und einem Rotor mit einem oder mehreren Rotorblättern zum Erzeugen elektrischer Leistung aus Wind vorgeschlagen. Eine solche Windenergieanlage kann in Abhängigkeit wenigstens eines Messwertes gesteuert werden. Außerdem weist sie ein Datenübertragungsmittel auf, das zum Empfangen von Messwerten wenigstens einer Messdrohne eingerichtet ist. Dies kann auch oder alternativ zu Messwerten repräsentative Werte betreffen. Bspw. kann die Windenergieanlage dazu einen Funkempfänger aufweisen, damit die wenigstens eine Messdrohne die Messwerte per Funk an die Windenergieanlage senden kann. Es kommt aber auch in Betracht, dass die Windenergieanlage mit der einen oder den mehreren Messdrohnen per Schleppkabel verbunden ist, wenn die Messdrohnen solche mit Schleppkabel sind. Dann kann darüber die Datenübertragung erfolgen und außerdem kann die Windenergieanlage darüber die wenigstens eine Messdrohne mit elektrischer Energie versorgen. Natürlich kommt auch in Betracht, dass, was generell gilt, die Messdrohnen trotz Verwendung eines Schleppkabels die Messwerte per Funk übertragen.
Vorzugsweise ist die Windenergieanlage dadurch gekennzeichnet, dass das Datenübertragungsmittel dazu eingerichtet ist, die Messwerte bzw. die dazu repräsentativen Werte von einer Messdrohne gemäß einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform zu empfangen. Damit können die vorteilhaften Eigenschaften einer vorstehend beschriebenen Messdrohne verwendet werden, um eine Windenergieanlage mit entsprechenden Windwerten zu versorgen. Vorzugsweise kann auch eine Windenergieanlage zusammen mit mehreren Messdrohnen einen virtuellen Messmast bilden. Dazu sind die Messdrohnen mit der Windenergieanlage gekoppelt, so dass die Messdrohne die Messwerte für verschiedene Positionen, besonders verschiedene Höhenpositionen, aufnehmen und zur weiteren Verarbeitung an die Windenergieanlage übertragen.
Vorzugsweise weist die Windenergieanlage eine Ladestation zum elektrischen Laden wenigstens einer Messdrohne auf. Vorzugsweise ist die Ladestation auf der Gondel der Windenergieanlage angeordnet. Dadurch können, je nach Bauart der Windenergieanlage, vergleichsweise kurze Flugdistanzen zwischen Ladestation und den jeweils anzuflie- genden Positionen der Messdrohne erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Drohne mit fest verbautem Akku aufgeladen. Bevorzugt wird aber vorgeschlagen, mehrere Akkus zum Tausch vorzuhalten und der Drohne den verbrauchten Akku zu entnehmen, um ihn durch einen frisch geladenen zu ersetzen. Das hat den Vorteil, dass die Ladezeit eines einzelnen Akkus länger sein darf als die Flugzeit der Drohne und man dennoch nur zwei Drohnen, aber mehrere Akkus benötigt.
Außerdem wird ein Windenergiesystem zum Erzeugen elektrischer Leistung aus Wind vorgeschlagen, das wenigstens eine Windenergieanlage gemäß einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst und außerdem wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Messdrohnen aufweist, wie gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde. Gemäß einer Ausführungsform ist das Windenergiesystem als Windpark mit mehreren Windenergieanlagen ausgebildet. Außerdem oder alternativ kann vorgesehen sein, mehrere Messdrohnen zu verwenden, insbesondere eine Messanordnung mit mehreren Messdrohnen, wie vorstehend gemäß wenigstens einer entsprechenden Ausführungsform beschrieben wurde. Vorzugsweise wird ein vorstehend beschriebener virtueller Messmast verwendet.
Die Erfindung wird nun nachfolgend exemplarisch anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung. Fig. 2 zeigt einen Windpark in einer schematischen Darstellung. Fig. 3 zeigt ein exemplarisches Regelschema zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig.4-7 zeigen unterschiedliche Konfigurationen eines Windenergiesystems mit einer Windenergieanlage und mehreren Messdrohnen. Fig. 8 zeigt eine Messdrohne mit Mikrofon.
Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an. Figur 2 zeigt einen Windpark 1 12 mit beispielhaft drei Windenergieanlagen 100, die gleich oder verschieden sein können. Die drei Windenergieanlagen 100 stehen somit repräsentativ für im Grunde eine beliebige Anzahl von Windenergieanlagen eines Windparks 1 12. Die Windenergieanlagen 100 stellen ihre Leistung, nämlich insbesondere den erzeugten Strom über ein elektrisches Parknetz 1 14 bereit. Dabei werden die jeweils erzeugten Ströme bzw. Leistungen der einzelnen Windenergieanlagen 100 aufaddiert und meist ist ein Transformator 1 16 vorgesehen, der die Spannung im Park hochtransformiert, um dann an dem Einspeisepunkt 1 18, der auch allgemein als PCC bezeichnet wird, in das Versorgungsnetz 120 einzuspeisen. Fig. 2 ist nur eine vereinfachte Darstellung eines Windparks 1 12, die beispielsweise keine Steuerung zeigt, obwohl natürlich eine Steuerung vorhanden ist. Auch kann beispielsweise das Parknetz 1 14 anders gestaltet sein, in dem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windenergieanlage 100 vorhanden ist, um nur ein anderes Ausführungsbeispiel zu nennen.
Figur 3 zeigt eine vereinfachte Regelungsstruktur einer Ausführungsform für eine Positionssteuerung einer Messdrohne einschließlich Auswertung von Steuerwerten der Rege- lung zur Erfassung von Messwerten, wie Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Darin ist die Messdrohne als System 302 enthalten. Im Flugbetrieb ist die Messdrohne 302 praktisch beliebig im Raum positionierbar und ihre Position wird hier durch die Koordinaten x, y und z angegeben. Hierbei kann bspw. die Koordinate x eine Position in Nord- Süd-Richtung angeben, die Koordinate y eine Position in Ost- West-Richtung angeben und die Koordinate z kann eine vertikale Richtung und damit die Höhe der Messdrohne 302 angeben. Diese drei Koordinaten x, y und z bilden entsprechend für die Positionsregelung die Ausgangsgrößen des Systems. Eine vorgegebene Position kann durch die entsprechenden Sollwerte xs, ys und zs vorgegeben werden. Es erfolgt nun für jede der Koordinaten x, y und z ein Soll-Ist- Wertvergleich an dem Summiergliedern 31 1 , 312 und 313, wobei die Ist-Werte x,, y, und z, mit negativen Vorzeichen eingehen. Es ergibt sich dann jeweils ein Regelfehler, nämlich ex, ey und ez. Diese Regelfehler gehen dann in den ersten Teilregler 320 ein. Der erste Teilregler 320 weist für jede Koordinate einen einzelnen Schubregler auf, nämlich einen X-Schubregler 321 , einen Y- Schubregler 322 und einen Z-Schubregler 323. Jeder dieser drei Schubregler des ersten Teilreglers 320 geben einen einzustellenden Schub, also eine einzustellende Schubkraft in die entsprechende Koordinatenrichtung aus, nämlich die Schübe bzw. Schubkräfte Sx, Sy und Sz. Der Index gibt jeweils die betreffende Richtung an. Diese drei Schübe Sx, Sy und Sz können insoweit als Steuergrößen oder Stellgrößen bezeichnet werden. Der Begriff Steuergröße ist hier vorzuziehen, da sie noch keine unmittelbare physikalische Ansteuerung eines Aktuators sind, wie nachfolgend noch deutlich wird. Zur Umsetzung wird bei diesem exemplarischen System der Figur 3 eine Messdrohne 302 zugrundegelegt, die dadurch gesteuert wird, dass ihre Propeller in der Drehzahl n und in einem Kippen der Drehachse der Propeller in zwei Kipprichtungen gesteuert werden kann, nämlich die Kipprichtungen α und ß.
Zur Regelung der vertikalen Position z der Messdrohne 302 kann vereinfachend davon ausgegangen werden, dass dies über eine Einstellung der Drehzahl n erreicht werden kann. Entsprechend ist ein Drehzahlregler 333 vorgesehen. Dieser erhält als Eingang den gewünschten vertikalen Schub Sz und berechnet daraus eine Solldrehzahl ns.
Für die Positionsregelung in x-Richtung und y-Richtung steht als Stellglied eine Einstellung der vertikalen Achse der Propeller hinsichtlich der beiden Kippwinkel α und ß zur Verfügung, wobei diese beiden Kippwinkel α und ß in zueinander rechtwinkligen Richtungen verstellt werden können. Diese beiden Kippwinkel α und ß sollten zusammen verstellt werden, besonders dann, wenn die Ausrichtung der Messdrohne 302 in Bezug auf die x- Richtung und y-Richtung variieren kann. Daher ist in der beispielhaften Struktur der Figur 3 der Mehrgrößenregler 331 vorgesehen. Dieser berücksichtigt die beiden Schübe Sx und Sy in x- bzw. y-Richtung gemeinsam und gibt als gemeinsames Ergebnis Sollwerte für die beiden Kippwinkel α und ß aus, nämlich die Sollwinkel as und ßs. Im Falle einer exakten Ausrichtung der Messdrohne 302 bspw. in Nord-Südrichtung, wenn sich der Kippwinkel α dann genau auf die Nord-Süd richtung bezieht und der Kippwinkel ß genau auf die Ost- Westrichtung, käme eine Entkopplung dieses Mehrgrößenreglers 331 in zwei einfache Regler in Betracht, so dass also der vorgesehene Schub in x-Richtung Sx nur den Kippwinkel α unmittelbar verändern würde und der Schub in y-Richtung Sy nur unmittelbar den Kippwinkel ß beeinflussen würde. Da diese Voraussetzung aber üblicherweise nicht gegeben ist, kann durch Berücksichtigung der Ausrichtung der Messdrohne 302, was hier als Lage L gekennzeichnet ist, eine entsprechende Umrechnung in den Mehrgrößenregler 331 erfolgen bzw. berücksichtigt werden. Dazu wird diese Lage L in den Mehrgrößenregler 331 eingegeben.
Der Mehrgrößenregler 331 bildet insoweit zusammen mit dem Drehzahlregler 333 einen zweiten Teilregler 330.
Jedenfalls sind die Ergebnisse dieser vereinfachten und anschaulichen Struktur der Figur 3 des Mehrgrößenreglers 331 und des Drehzahlreglers 333 die Sollwerte as und ßs für zwei Kippwinkel der Propeller und die Solldrehzahl ns für die Drehzahl der Propeller. Diese drei Sollgrößen werden entsprechend in das System 302 eingegeben, sie werden also der Messdrohne 302 zur Umsetzung übergeben bzw. sie werden den entsprechenden Stellgliedern zum Verstellen der Propellerachsen und den Motoren zum Einstellen der Drehzahl übergeben. Diese Stellglieder selbst können natürlich auch jeweils eine Regelungsstruktur als innere Regelkaskade aufweisen.
Für den idealisierten Fall, dass sich die Messdrohne 302 exakt und unbeweglich in ihrer vorgegebenen Position befindet, die nämlich durch die Sollkoordinaten xs, ys und zs vorgegeben ist, läge für diese Positionsregelung eine stationäre Genauigkeit vor und die Regelfehler ex, ey und ez wären somit 0. In dieser Situation lässt sich dann aus den Schüben der drei Koordinatenrichtungen, also Sx, Sy und Sz Windgeschwindigkeit Vw und Windrichtung Rw ableiten. Hierbei ist natürlich davon auszugehen, es sei denn es ist windstill, dass diese Schüben Sx, Sy und Sz von 0 verschiedene Werte aufweisen. Entsprechend weist der erste Teilregler 320 in jedem seiner Blöcke einen integralen Anteil auf. Der x-Schubregler 321 , der y-Schubregler 322 als auch der z-Schubregler 323 weisen somit jeweils einen integralen oder integral wirkenden Anteil auf.
Zur Berechnung der Windgeschwindigkeit Vw und der Windrichtung Rw erhält der Messer- fassungsblock 340 die drei Schubwerte Sx, Sy und Sz. Um die daraus berechneten Windwerte, nämlich die Windgeschwindigkeit Vw und die Windrichtung Lw den jeweiligen Koordinaten zu zuordnen, in denen sie erfasst wurden, werden diese Koordinaten x, y und z ebenfalls in den Messerfassungsblock 340 eingegeben. Entsprechend können die Windwerte diesen Koordinaten x, y und z zugeordnet werden. Entsprechend gibt der Messerfassungsblock 340 die Windgeschwindigkeit Vw (x, y, z) und die Windrichtung Rw (x, y, z) aus. Diese Windwerte können dann weiter verarbeitet werden und auch unter Berücksichtigung der ihnen zugeordneten Koordinaten zum Erfassen eines Windfeldes verwendet werden. Für die Erfassung eines Windprofils kann es hierbei ausreichend sein, nur die vertikale Koordinate z zu berücksichtigen. Soll das Windfeld, besonders für die gesamte Rotorebene erfasst werden, sind auch die Koordinaten und x und y erforderlich, wobei die Koordinaten x und y in eine Darstellung mit nur einer variierenden horizontalen Koordinate umgerechnet werden könnte. Aus dem vertikalen Schub Sz kann bspw. auf die Luftdichte geschlossen werden, was als ein Aspekt vorgeschlagen wird.
Zusätzlich oder alternativ zu dieser Regelung gemäß der vereinfachten Regelungsstruktur der Figur 3 kann zumindest die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung aus der Neigung der Messdrohne abgeleitet werden. Bei unbeweglich mit der Messdrohne ver- bundenen Antriebsrotoren wird die Drehzahl jedes einzelnen Rotors und damit dessen Schub so eingeregelt, dass sich die gewünschte Neigung und Bewegungsrichtung einstellt. Als Nebenbedingung kann die Forderung eingehen, dass die Summe der einzelnen Rotorschübe zum Halten der vertikalen Position genau dem Fluggewicht entspricht, bzw. eine gewünschte Beschleunigung nach oben oder unten hervorruft. Zur Umsetzung kann die verwendete Software Positionsdaten und den Neigungswinkel ausgeben. Diese Daten können gespeichert und telemetrisch an eine Bodenstation übertragen werden. Die Auswertung kann bspw. an der Bodenstation vorgenommen werden.
Figur 4 zeigt schematisch ein Windenergiesystem 1 mit einer Windenergieanlage 100 und mehreren Messdrohnen 2. Die Messdrohnen 2 sind in dieser schematischen Darstellung der Figur 4 bezogen auf den schematisch angedeuteten Wind 4, der hier durch entsprechende Pfeile charakterisiert ist, vor der Windenergieanlage 100, also im Luv der Windenergieanlage 100 angeordnet. Die Messdrohnen 2 sind dabei im Wesentlichen vertikal übereinander angeordnet und bilden dadurch einen virtuellen Messmast 6. Ge- mäß dieser Variante der Figur 4 ist ein Versorgungskabel 8 vorgesehen, über das die Messdrohnen 2 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Messdrohnen teilen sich dabei ein gemeinsames Versorgungskabel 8, das auch als Schleppkabel bezeichnet werden kann. Durch die Verwendung dieses gemeinsamen Versorgungskabels 8 kann das Gewicht, dass von den Messdrohnen 2 insgesamt zusätzlich durch das Versorgungskabel 8 getragen werden muss, insgesamt möglichst gering gehalten werden. Die Versorgung erfolgt hier über eine Basisstation 10, die hier als Servicewagen ausgebildet ist. Die Messdrohnen 2 mit dem Versorgungskabel 8 und der Basisstation 10 bilden damit auch eine Messanordnung 12 zum Erfassen wenigstens eines Messwertes mittels der Messdrohnen 2.
Somit kann gemäß dieser Ausführungsform eine Messung von Messwerten in einer gewünschten Position im Bezug auf die Windenergieanlage 100 auf einfache Art und Weise erreicht werden. Insbesondere ist es hiermit möglich auf einfache Art und Weise immer im Luv der Windenergieanlage 100 nicht nur einzelne Messwerte, sondern ein Windprofil oder ein Windfeld oder im Falle, dass ein Mikrofon vorgesehen ist, Schallprofile oder Schallfelder aufzunehmen. Dies ist für grundsätzlich jede auftretende Windrichtung möglich, indem lediglich die Messdrohnen 2 in die entsprechende Position in luv der Windenergieanlage gesteuert werden müssen. Diese können auf einfache Art und Weise auch dem Wind nachgeführt werden, so dass auch nach einer Änderung der Windrichtung eine Messung in luv erfolgen kann. Gegebenenfalls kann die Basisstation 10, die hier als Servicewagen ausgebildet ist und besonders die elektrische Versorgung der Messdrohnen 2 vornimmt, ebenfalls ihre Position ändern, wenn sich die Windrichtung geändert hat. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der entsprechende Abschnitt des Versorgungskabels 8, besonders der zwischen der Basisstation 10 und der untersten Messdrohne 2, so lang ist, dass die Basisstation 10 nicht oder zumindest nicht bei kleineren Änderungen der Windrichtung in ihrer Position geändert werden muss.
Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der ebenfalls mehrere Messdrohnen 2 über ein Versorgungskabel 8 versorgt werden. Die Versorgung erfolgt hier aber über die Wind- energieanlage 100, wobei das Versorgungskabel 8 an die Gondel 104 angeschlossen ist beziehungsweise im Bereich der Gondel 104 an eine entsprechende Versorgungseinheit angeschlossen ist.
Auch hier sind diverse Messdrohnen 2 in Bezug auf den Wind 4 vor der Windenergieanlage 100 angeordnet. Grundsätzlich kommt auch in Betracht, eine Messung nicht in luv der Windenergieanlage vorzunehmen, wenn diese benötigt wird.
Jedenfalls kann auch gemäß dieser Ausführungsform gemäß Figur 5 auf einfache Art und Weise mit Messdrohnen 2 ein virtueller Messmast 6 gebildet werden, der Messwerte erfasst und besonders auch ein Höhenprofil des Windes 4 erfassen kann. Für eine Kabel- führung des Versorgungskabels 8 sind weitere Messdrohnen 2 vorgesehen, die das Versorgungskabel von der Gondel 104 über den Rotor 106 zu der gewünschten Position führt, in der die Messung erfolgen soll, nämlich in diesem Beispiel im Luv der Windenergieanlage 100. Die Begriffe Versorgungskabel und Schleppkabel können hier synonym verwendet werden.
Aufgenommene Daten, insbesondere Messwerte oder dazu korrespondierende Werte können an die Windenergieanlage 100 oder außerdem oder alternativ an den Servicewagen 1 1 übertragen werden. Von dem Servicewagen 1 1 kann insoweit auch eine Koordination der Messdrohnen 2 und besonders auch des virtuellen Messmastes 6 erfolgen. Eine Teilaufgabe einer Basisstation, nämlich die Energieversorgung, kann hier von der Windenergieanlage 100, besonders einer entsprechenden Einrichtung in der Gondel 104 übernommen werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in dieser detaillierten Beschreibung der Figuren, besonders in der Beschreibung der Figuren 4 bis 7 gleiche Bezugszeichen für ähnliche, mögli- cherweise nicht identische Elemente verwendet werden. Beispielsweise kann sich der Servicewagen 1 1 zwischen der Figur 4 und der Figur 5 und weiteren Figuren unterscheiden, weil er in einem Fall die elektrische Versorgung der Messdrohnen 2 übernimmt, er in einem anderen Fall aber nicht. Auch die Messdrohnen 2 können in den Ausführungsformen der Figuren 4 bis 7 identisch sein, können aber auch abweichen. Beispielsweise könnte vorgesehen sein, das gemäß der Ausführung der Figur 5 die Messdrohnen 2, die vor der Windenergieanlage 100 angeordnet sind, eine andere Auswertefunktionalität aufweisen als die Messdrohnen 2, die im Wesentlichen nur zum Führen des Versorgungskabels 8 vorgesehen sind. Auch können sich die Messdrohnen gegebenenfalls in ihrer Größe unterscheiden. Besonders kann eine Messdrohne 2, die kein Schleppkabel tragen muss gegebenenfalls kleiner ausgestaltet werden als diejenigen Messdrohnen 2, die ein Kabel tragen müssen. Vorzugsweise werden aber gleiche Messdrohnen 2 für jede Position verwendet, um besonders die Handhabung der Messanordnung 12 zu vereinfachen.
Die Messanordnung 12 der Figur 6 und damit auch das Windenergiesystem 1 unter- scheidet sich von der Messanordnung 12 beziehungsweise dem Windenergiesystem 1 der Figur 5 im Wesentlichen nur darin, dass eine andere Führung des Versorgungskabels 8 vorgesehen ist, nämlich von der Gondel 104 und von dem Rotor 106 der Windenergieanlage 100 hindurch zu der Position des virtuellen Messmastes 6 vor der Windenergiean- läge 100. Ansonsten wird für weitere Erläuterungen auf die Aufführungsform der Figur 5 verwiesen.
Figur 7 zeigt schließlich ein Windenergiesystem 1 und damit auch eine Messanordnung 12, bei der die Messdrohnen 2 ohne Versorgungskabel arbeiten. Dazu weist jede Mess- dröhne 2 einen Akkumulator oder ähnlichen Speicher elektrischer Energie auf. Die Messdrohnen 2 können dann unabhängig voneinander im Raum angeordnet werden. Damit ist aber auch das Bilden eines virtuellen Messmastes 6 möglich. Ein solcher virtueller Messmast 6 wird auch hier gebildet, nämlich in diesem Beispiel aus vier Messdrohnen 2, die exemplarisch ebenfalls bezogen auf den Wind 4 vor der Windenergieanlage 100 positioniert sind. Damit können diese Messdrohnen 2 der Figur 7 die gleichen Aufgaben ausführen, wie auch die Messdrohnen 2 mit Versorgungskabel 8 gemäß den Ausführungsformen der Figuren 4 bis 6 können. Allerdings können die Messdrohnen 2 der Ausführungsformen der Figuren 4 bis 6 im Grunde beliebig lange in ihre Position fliegen und dadurch dauerhaft Messungen ausführen und die Messergebnisse weiterleiten. Stattdessen sind für die Messdrohnen 2 zwei Ladestationen 14 vorgesehen. In diesen Ladestationen 14 kann jeweils eine Messdrohne 2, also insgesamt zwei Messdrohnen 2, aufgeladen werden. Ist wenigstens eine Messdrohne 2 aufgeladen, kann ein Austauschvorgang 16 durchgeführt werden, bei dem eine aufgeladene Messdrohne 2 eine der Ladestationen 14 verlässt und die Position einer Messdrohne 2 einnimmt, die dann die Ladestation 14 anfliegen kann und dort aufgeladen werden kann. Eine Koordination kann auch hier von dem Servicewagen 1 1 aus erfolgen. Die Ladestationen 14 können zusammen mit dem Servicewagen 1 1 eine Basisstation 10 für die Messdrohnen 2 und damit für die gesamte Messanordnung 12 bilden.
Gemäß einer Variante sind die Ladestationen, wobei im einfachsten Fall auch eine Lade- Station reichen könnte, auf der Gondel der Windenergieanlage 100 angeordnet. Dadurch kann unter anderem auch erreicht werden, dass die Ladestationen dadurch vor unbefugtem Zugriff gesichert sind. Die Messdrohnen können dann auch vollständig autark arbeiten und benötigen keine Überwachung.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Lösung vorgesehen sein, bei der die Mess- dröhnen Akkumulatoren oder ähnliche Speicher elektrischer Energie aufweisen, die zum Laden ausgetauscht werden. Dazu kann eine Reihe mehrerer Akkumulatoren, die auch als Akkus bezeichnet werden können, z.B. fünf oder mehr Akkus, auf einer gleichen Anzahl von Ladestationen geladen werden. Der oder die jeweils vollgeladenen Akkus stehen am Ende der Reihe zum Andocken an eine Drohne bereit. Der verbrauchte Akku wird der Drohne entnommen und am hinteren Ende der Reihe auf eine Ladestation gesetzt und dort geladen. Damit braucht man weniger Drohnen bei gleicher Funktionalität und hat mehr Zeit zum Aufladen, was die Lebensdauer der Akkus verlängert. Eine solche Anordnung kann auch auf der Gondel der Windenergieanlage vorgesehen sein.
Somit wird nun eine Lösung geschaffen, mit der auch aus wechselnden Windrichtungen Windmessungen vor der Windenergieanlage durchgeführt werden können. Die Erfindung vermeidet somit Probleme, die von festen Windmessmasten bekannt sind, in dem kein fest installierter Windmessmast erforderlich ist, sondern im gleichen Abstand in Strö- mungsrichtung vor der Windenergieanlage eine autonom fliegende Vorrichtung mit automatischer Lage- und Positionsregelung eingesetzt wird. Diese autonom fliegende Vorrichtung wird hier als Messdrohne bezeichnet.
Das Flugobjekt, also die Messdrohne, wird bevorzugt mit elektrisch angetriebenen Propellern mit vertikaler Drehachse ausgerüstet, welche die notwendigen Auftriebe liefern. Diese Messdrohne kann nach dem Prinzip eines Multicopters ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann abweichend von der Technik frei fliegender Drohnen für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck auf die Mitführung von Batterien bzw. Akkumulatoren als Energiequelle verzichtet werden und stattdessen die Energieversorgung kabelgebunden erfolgen. Die Flughöhe ist dann allerdings vom Gewicht eines solchen Kabels, näm- lieh Versorgungskabels, begrenzt, während die Flugdauer hierbei unbegrenzt sein kann.
Alternativ können auch akkumulatorbetriebene Flugobjekte, also besonders Messdrohnen mit Akkumulator eingesetzt werden. Wegen der begrenzten Flugdauer kann eine zyklische Ablösung des Flugobjekts durch ein anderes, frisch geladenes Objekt erfolgen. In diesem Fall fliegt das ablösende Objekt, also die Messdrohne, von einer am Boden oder auf der Gondel angebrachten Ladestation, wie der Ladestation 14, zur Position des abzulösenden Objekts, während das abzulösende Objekt zur Ladestation zurück fliegt. Die hier beschriebenen Flugobjekte werden auch als Messdrohnen bezeichnet und diese Begriffe können insoweit synonym verwendet werden. Sind die Ladezeiten größer als die Flugzeiten, wird vorgeschlagen, entsprechend mehr Ladestationen und Objekte pro Objektposition anzuordnen, um den zeitlich lückenlosen Betrieb möglichst aufrecht zu erhalten. Zur Lageregelung werden herkömmliche Systeme vorgeschlagen, wie bspw. Kreiselgeräte, einschließlich elektronischer Kreiselgeräte, und optische Systeme oder Kombinationen davon.
Die Positionsregelung soll das Objekt starr auf einer vorgegebenen Position und Höhe halten, wobei die Position noch geändert werden kann. Hierzu kommen GPS-basierte Systeme und zur Höhenmessung und evtl. Ultraschall- und Radareinrichtungen zum Einsatz. Die Genauigkeit GPS-basierter System kann durch Einsatz stationärer Referenzempfänger auf oder nahe der Windenergieanlage erheblich verbessert werden. Es ist auch unter dem Begriff Differential GPS bekannt. Da die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit die primär erforderlichen Messgrößen sind, kann man die vom Flugregler zur Positionshaltung errechneten Steuergrößen direkt als Messsignal verwenden. Alternativ oder zusätzlich könnte das Flugobjekt auch herkömmliche Messaufnehmer tragen.
Besonders wird vorgeschlagen, mehrere dieser Objekte, also dieser Flugobjekte, auf einer geometrischen Position, aber in unterschiedlichen Höhen zu stationieren und so einen virtuellen Windmessmast zu bilden, nämlich besonders einen in den Figuren 4 bis 7 dargestellten virtuellen Windmessmast 6.
Erfolgt eine Windnachführung der Windenergieanlage, wenn sich also der Wind in seiner Richtung ändert, kann eine solche Säule aus fliegenden Objekten, die den genannten virtuellen Windmessmast bilden können, in eine entsprechend neue Position überführt werden, insbesondere in die dann neue Position in luv der Windenergieanlage.
Nachteilig bei einer solchen Nachführung könnte hier die ebenfalls nachzuführende kabelgebundene Energieversorgung sein. Dies kann durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vermieden werden, in der die Energieversorgung der Flugobjekte, also der Messdrohnen 2, von der Gondel aus erfolgt. Figuren 5 und 6 zeigen eine solche Variante, bei der die Kabel um den Rotor herumgeführt werden. Das kann bspw. oberhalb oder unterhalb des Rotors, also unterhalb des Rotordurchmessers bzw. unterhalb der Rotorfläche erfolgen.
Eine zyklische Ablösung akkubetriebener Flugobjekte, also akkubetriebener Messdroh- nen vermeidet die Nachteile des Kabelbetriebs insgesamt, erfordert aber ggf. eine höhere Anzahl von Flugobjekten und zusätzliche Ladestationen mit entsprechend höheren Kosten. Eine solche zyklische Ablösung ist beispielhaft in der Figur 7 beschrieben.
Die Erfindung wurde besonders zur Vermessung für die Verwendung von Windenergieanlagen beschrieben. Aber auch andere Messaufgaben in der Atmosphäre, bei denen es um Strömungen im Bereich von 0 bis 300 Metern über Grund geht, und die zwingend stationär sein müssen, können dadurch ggf. ausgeführt werden.
Besonders ist aber vorgesehen, die Erfindung als einen Ersatz für stationäre Windmessmasten zu verwenden.
Somit wird besonders vorgeschlagen, eine Anordnung fliegender Plattformen, also sog. Flugobjekte bzw. Messdrohnen, auf feststehenden Positionen, besonders nämlich vorgebbaren Positionen, zu Messzwecken anzuordnen. Vorteilhaft ist es, mehrere solcher Plattformen zu virtuellen Windmessmasten zu kombinieren. Durch eine kabelgebundene Energieversorgung ist eine unbegrenzte Flugzeit zumindest theoretisch erreichbar. Eine Energieversorgung kann hierbei vom Boden aus oder von einer Gondel einer Windener- gieanlage aus erfolgen. Positionsregelsignale oder Lageregelsignale können als Messwert verwendet werden. Besonders bevorzugt erfolgt eine telemetrische drahtlose Datenübertragung an eine Zentralstation. Eine solche Zentralstation kann Teil einer beschriebenen Basisstation sein. Eine Auswertung der übertragenen Daten kann allerdings auch stattdessen oder zusätzlich an anderen Stellen erfolgen, wie in einem Prozessrechner einer Windenergieanlage oder in einem Parkregler in einem Windpark in einer zentralen Auswerteeinheit, die nicht unmittelbar in der Nähe der Messdrohnen bzw. der genannten fliegenden Plattformen sein muss. Es wird darauf hingewiesen, dass hier der Begriff fliegender Plattformen verwendet wird, um zu unterstreichen, dass es bei solchen fliegenden Plattformen darauf ankommt, dass diese nicht zum Selbstzweck fliegen, sondern dabei besonders Messaufgaben ausführen und insoweit eine Plattform zum Ausführen dieser Messaufgaben bilden.
Figur 8 zeigt eine Messdrohne 2 mit einem Mikrofon 80. Das Mikrofon 80 dient zum Aufnehmen von Messwerten, nämlich von Schallmesswerten, wie dem Schalldruck oder Frequenzen des Schalls. Das Mikrofon 80 ist mit einem Seil 82 unterhalb der Drohne 2 am Grundkörper 84 der Drohne 2 aufgehängt. Als Grundkörper 84 der Drohne 2 wird der Teil der Drohne bezeichnet, an dem die Propeller 85 angeordnet sind. Am Seil 82 befindet sich oberhalb des Mikrofons 80 eine schallharte Platte 86, die Geräusche der Drohne 2 abschirmt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Erfassen wenigstens eines Messwertes, wobei der Messwert mittels wenigstens einer Messdrohne (2) erfasst wird, und die Messdrohne (2)
- zum Erfassen des Messwertes in eine vorgebbare Position fliegt,
- in der vorgebbaren Position durch eine Positionsregelung gehalten wird oder ihre Veränderung zu der vorgebbaren Position erfasst wird,
- den wenigstens einen Messwert erfasst und
- den wenigstens einen erfassten Messwert oder wenigstens einen dafür repräsen- tativen Wert speichert und/oder an eine Auswerteeinrichtung (10) überträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert zumindest ein Schallmesswert, insbesondere mit einem als Mikrofon (80) ausgebildeten Messsensor der Drohne (2), erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erfassen des Messwertes die Messdrohne in eine weitere vorgebbare Position fliegt und in der weiteren vorgebbaren Position durch eine Positionsregelung gehalten wird oder ihre Veränderung zu der weiteren vorgebbaren Position erfasst wird und wenigstens einen weiteren Messwert erfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert zumindest ein Wind messwert, insbesondere mit einem als Windmesswerterfassungsmittel ausgebildeten Messsensor der Drohne (2), erfasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Windmesswert wenigstens ein Wert ausgewählt wird aus der Liste aufweisend:
- eine Windgeschwindigkeit,
- eine Windrichtung und
- eine Böigkeit des Windes.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messdrohne - mittels einer Positionsregelung in der vorgebbaren Position gehalten wird und/oder
- mittels einer Lageregelung in einer vorgegebenen Lage gehalten wird, und dass - aus der Positionsregelung oder der Lageregelung oder aus beidem der wenigstens eine Windwert abgeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens zwei Messdrohnen (2) bei der Erfassung der Messwerte abwechseln, um ohne Unterbrechung die Messwerte zu erfassen.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messdrohnen (2) gleichzeitig verwendet werden und in unterschiedlichen vorgebbaren Positionen die Messwerte erfassen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Windcharakteristik aufgenommen wird, ausgewählt aus der Liste aufweisend:
- wenigstens ein Windshear,
- wenigstens ein Windveer und
- ein Windfeld.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsregelung der Messdrohne (2) mittels wenigstens eines Messsystems erfolgt, ausgewählt aus der Liste aufweisend
- ein GPS-Daten auswertendes Messsystem,
- ein GPS-Daten auswertendes durch einen oder mehrere stationäre Referenzempfänger ergänztes Messsystem,
- ein Ultraschallmessungen auswertendes Messsystem und
- ein Radarmessungen auswertendes Messsystem.
1 1. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass weitere Wetterinformationen durch die wenigstens eine Messdrohne oder anderweitig erfasst werden, und die weiteren Wetterinformationen betreffen wenigstens eine Wetterinformation ausgewählt aus der Liste aufweisend
- Lufttemperatur,
- Niederschlagsart,
- Niederschlagsmenge, - Luftfeuchtigkeit,
- Luftdichte und
- Luftdruck.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messdrohnen (2) in unterschiedlichen Höhen zueinander jeweils durch eine Positionsregelung gehalten werden und jede der Messdrohnen (2) Messwerte ihrer Höhe erfasst, insbesondere so, dass die mehreren Messdrohnen (2) zusammen einen virtuellen Messmast (6) bilden.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Messdrohne (2) in Abhängigkeit einer Windrichtung positioniert wird, insbesondere in luv der Windenergieanlage (100).
14. Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Windenergieanlage (100), wobei die Windenergieanlage (100) in Abhängigkeit wenigstens eines Windwertes betrieben wird und der wenigstens eine Windwert durch wenigstens eine Messdrohne (2) erfasst wird, insbesondere, dass der wenigstens eine Windwert mittels einer Messdrohne (2) durch ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche erfasst wird.
15. Messdrohne (2) zum Erfassen wenigstens eines Messwertes, und die Messdrohne (2) umfasst
- eine Flugsteuerungseinrichtung dazu vorbereitet, dass die Messdrohne (2) eine vorgebbare Position anfliegt und dort in der vorgebbaren Position gehalten wird und/oder dass Veränderung der Position der Messdrohne (2) zu der vorgebbaren Position erfasst wird,
- ein Messmittel zum Erfassen des wenigstens einen Messwertes, und
- ein Übertragungsmittel zum Übertragen an eine Auswerteeinrichtung (10) oder ein Speichermittel zum Speichern des wenigstens einen erfassten Messwertes oder wenigstens eines dafür repräsentativen Werts.
16. Messdrohne (2) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel mindestens ein Mikrofon (80) zum Erfassen von Schallmesswerten umfasst.
17. Messdrohne (2) nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel mit einem Seil (82) oder einem Abstandshalter, beispielsweise einem Stab, mit einem Grundkörper (84), an dem insbesondere die Propeller (85) angeordnet sind, verbunden ist, um beim Erfassen einen Abstand zu den Propellern (85) aufzuweisen.
18. Messdrohne (2) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Seil (82) oder dem Abstandshalter zwischen dem Messmittel und dem Grundkörper (84) eine Platte (86) angeordnet ist, wobei die Platte (86) vorzugsweise eine schallharte Platte ist.
19. Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel zumindest ein Windmesswerterfas- sungsmittel umfasst.
20. Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
gekennzeichnet durch einen oder mehrere elektrisch angetriebene Propeller mit im wesentlichen vertikaler Drehachse, wobei die Flugsteuerungseinrichtung dazu vorbereitet ist, wenigstens einen Aktuator zu steuern, der ausgewählt ist aus der Liste aufweisend:
- den einen oder die mehreren Propeller,
- ein Verstellmittel zum Verstellen der Ausrichtung der vertikalen Drehachse jedes Propellers,
- ein Lagesteuermittel zum Steuern einer Lage der Messdrohne und
- ein Richtungssteuermittel zum Steuern einer Flugrichtung der Messdrohne.
21. Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messdrohne zu ihrer elektrischen Versorgung
- einen elektrischen Akku aufweist, zum Speichern benötigter elektrischer Energie oder
- ein Schleppkabel (8) zum Zuführen elektrischer Energie.
22. Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
gekennzeichnet durch einen oder mehrere durch wenigstens einen Verbrennungsmotor angetriebene Propeller mit im Wesentlichen vertikaler Drehachse, wobei die Flugsteuerungseinrichtung dazu vorbereitet ist, wenigstens einen Aktuator zu steuern, der ausgewählt ist aus der Liste aufweisend:
- den einen oder die mehreren Propeller, - ein Verstellmittel zum Verstellen der Ausrichtung der vertikalen Drehachse jedes Propellers,
- ein Lagesteuermittel zum Steuern einer Lage der Messdrohne und
- ein Richtungssteuermittel zum Steuern einer Flugrichtung der Messdrohne.
23. Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu vorbereitet ist, in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als dort beschriebene Messdrohne (2) eingesetzt zu werden.
24. Messanordnung zum Erfassen wenigstens eines Messwertes, insbesondere eines Schallmesswertes oder eines Windmesswertes mittels mehrerer Messdrohnen (2), und die Anordnung umfasst
- mehrere Messdrohnen (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 23, und
- eine Basisstation (10) zum Ausführen wenigstens eine Funktion aus der Liste aufweisend die Funktionen
- Versorgen der Messdrohnen (2) mit elektrischer Energie,
- Aufnehmen erfasster Messwerte und
- Koordinieren der Messdrohnen (2) untereinander.
25. Windenergieanlage (100) mit einer Gondel (104) und einem Rotor (106) mit Rotorblättern (108) zum Erzeugen elektrischer Leistung aus Wind, wobei
- die Windenergieanlage (100) in Abhängigkeit wenigstens eines Messwertes gesteuert werden kann und
- ein Datenübertragungsmittel aufweist, eingerichtet zum Empfangen von Messwerten bzw. dazu repräsentativer Werte, die von wenigstens einer Messdrohne (2) er- fasst und übertragenen werden.
26. Windenergieanlage (100) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, dass das Datenübertragungsmittel dazu eingerichtet ist, die Messwerte bzw. die dazu repräsentativen Werte von einer Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 23 zu empfangen.
27. Windenergieanlage (100) nach einem der Ansprüche 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladestation (14) zum elektrischen Laden wenigstens einer Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 19 vorgesehen ist, wobei die Ladestation (14) vorzugsweise auf der Gondel (104) der Windenergieanlage (100) angeordnet ist.
28. Windenergiesystem (1 ), insbesondere Windpark (1 12), zum Erzeugen elektrischer Leistung aus Wind, umfassend
- wenigstens eine Windenergieanlage (100) nach einem der Ansprüche 25 bis 27 und
- eine Messdrohne (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 23.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6759435B1 (ja) * 2019-09-17 2020-09-23 株式会社かもめや 飛行装置、測定システム及び測定方法
CN110550526B (zh) * 2019-09-19 2020-12-25 日立楼宇技术（广州）有限公司 一种电梯钢丝绳的检测方法、装置及系统
CN112730881B (zh) * 2020-12-15 2023-11-10 苏州西热节能环保技术有限公司 一种除尘器进口烟道内气流分布状态的检测方法
US11854411B2 (en) 2020-12-22 2023-12-26 Florida Power & Light Company Coordinating drone flights in an operating wind farm
CN113093188B (zh) * 2021-04-02 2022-01-11 滁州学院 一种基于无人机遥感的农作物种类识别系统
CN117999471A (zh) * 2021-09-30 2024-05-07 杰富意先进技术株式会社 声波接收装置、声源方位标定装置以及声源方位标定方法
JP2023072589A (ja) * 2021-11-12 2023-05-24 株式会社東芝 風況観測用空中ドローン、風況観測方法、風力発電システムおよび風力発電方法
CN115450856A (zh) * 2022-09-01 2022-12-09 西安热工研究院有限公司 一种基于无人机的风电机组发电性能测量系统及方法
CN116044660B (zh) * 2022-12-28 2026-04-14 明阳智慧能源集团股份公司 一种风电机组高低空协同精准对风装置及其对风方法
US12460619B2 (en) * 2023-01-26 2025-11-04 Ge Vernova Infrastructure Technology Llc System and method for optimizing wind farm performance using unmanned aerial vehicles
JP7561305B1 (ja) 2023-06-27 2024-10-04 ダイキン工業株式会社 ガス検出システム、およびガス検出方法
GB2632880B (en) * 2023-10-06 2025-08-27 John Spruce Christopher A system for control of a wind turbine
JP7734360B1 (ja) * 2025-02-10 2025-09-05 東京瓦斯株式会社 風況観測システム、風況観測方法、およびプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106516095A (zh) * 2016-12-21 2017-03-22 南京信息工程大学 一种测风向风速专用无人机

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001020848A (ja) * 1999-07-02 2001-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 翼発生音計測装置
JP2005247008A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Yamaha Motor Co Ltd 無人ヘリコプタ用制御装置
DE102005045516A1 (de) * 2005-09-22 2007-03-29 Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) Verfahren zur Anpassung einer Windenergieanlage an gegebene Windverhältnisse
EP2525243A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erfassung meteorologischer Daten
DE102012213261B4 (de) * 2012-07-27 2022-08-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben einer Luftfahrzeugeinrichtung und zur Durchführung von Messungen sowie Luftfahrzeugeinrichtung, Basisstation und Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
CN103399169B (zh) * 2013-08-09 2016-01-20 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种用于风力机的风速测量装置
EP3020963A1 (de) * 2014-11-13 2016-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Messung freier Windparameter
MX357901B (es) * 2014-12-10 2018-07-05 Atecsur Alta Tecnologia Del Sureste S A De C V Dispositivo retráctil para la determinación telemétrica del potencial eólico en zonas de difícil acceso con vuelo x-y-z.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106516095A (zh) * 2016-12-21 2017-03-22 南京信息工程大学 一种测风向风速专用无人机

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019105104A (ru) 2020-08-28
WO2018019560A1 (de) 2018-02-01
KR20190032555A (ko) 2019-03-27
US20190170123A1 (en) 2019-06-06
JP2019523363A (ja) 2019-08-22
CA3030993A1 (en) 2018-02-01
BR112019001561A2 (pt) 2019-05-14
CN109563815A (zh) 2019-04-02
DE102016114051A1 (de) 2018-02-01
RU2019105104A3 (de) 2020-08-28

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