ES2261394T3 - Instalacion de energia eolica con un sensor de particulas. - Google Patents
Instalacion de energia eolica con un sensor de particulas.Info
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Abstract
Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (3) con al menos un sensor (1, 2) para registrar el número y/o la velocidad y/o el impulso de partículas, que caen sobre el sensor (1, 2), con un dispositivo de procesamiento de datos y control (6) para el procesamiento de los datos de medición registrados por el sensor (1, 2), en el que las revoluciones del rotor (4) de la instalación de energía eólica (3) se reducen mediante el dispositivo de procesamiento de datos/control (6) y/o la instalación de energía eólica (3) entra en reposo, cuando un valor de medición de partículas medido por el sensor (1, 2) supera un valor de medición de partículas predeterminado.
Description
Instalación de energía eólica con un sensor de
partículas.
Las instalaciones de energía eólica de la
técnica moderna se conocen desde hace tiempo. Estas instalaciones de
energía eólica disponen de rotores, que presentan al menos una o
diversas palas de rotor. Los rotores y las palas de rotor que van en
estos de las instalaciones de energía eólica están expuestas en
especial medida a las influencias del entorno que las rodean como,
por ejemplo, lluvia, nieve, granizo o también insectos. Sobre todo,
los bordes anteriores de las palas de rotor se solicitan
fuertemente. Al mismo tiempo puede suceder que las palas de rotor y,
en especial, sus bordes anteriores tras cierto tiempo presenten
daños (mecánicos) para los que es necesaria una reparación costosa
y, a menudo, se requiere una grúa o debido a la reparación, también,
toda la instalación de energía eólica permanece detenida durante
mucho tiempo y, en ciertas circunstancias, deben transportarse
incluso algunas palas de rotor para la reparación.
El documento WO94/04820 muestra una instalación
de energía eólica y un procedimiento para controlar la instalación
de energía eólica. La instalación de energía eólica presenta un
sensor de temperatura para medir la temperatura del aire,
controlándose la instalación de energía eólica conforme a la
temperatura del aire medida, variándose la estructura de las palas
de rotor.
El documento
US-A-5216341 da a conocer un sistema
de control para la instalación de limpiaparabrisas de un automóvil,
en el que el sistema de control contiene un sensor, que calcula el
número de gotas de agua, que caen sobre el cristal del
parabrisas.
Los daños se deben a procesos de erosión, que
dañan la superficie, el llamado gelcoat, de las palas de rotor, lo
que conduce en contrapartida a un empeoramiento de las propiedades
aerodinámicas.
El objetivo de la presente invención es reducir
los daños de la erosión en las palas de rotor y evitar las
desventajas mencionadas anteriormente.
El objetivo se alcanza según la invención con un
procedimiento con las características de la reivindicación 1 y una
instalación de energía eólica para la realización del procedimiento
según la reivindicación 4. Variantes ventajosas de la invención se
describen en las reivindicaciones subordinadas.
La fuerza de la influencia de las condiciones
climáticas como la lluvia, nieve, granizo o también insectos en el
borde anterior de la pala de rotor depende, básicamente, de las
revoluciones de la instalación de energía eólica. Cuanto más rápido
giran las palas, más elevada es la velocidad de la punta de la pala
de rotor y mayor es la velocidad de impacto de partículas, como por
ejemplo, gotas de lluvia, bolas de granizo, copos de nieve, insectos
o granos de polvo - a continuación denominadas, en general, como
partículas - en la pala de rotor.
Las instalaciones de energía eólica según el
estado de la técnica funcionan normalmente de forma independiente de
la climatología con determinadas líneas características de
funcionamiento. En el caso de instalaciones con revoluciones
variables - como, por ejemplo, las instalaciones de energía eólica
de la empresa Enercon del tipo E-40 o
E-66 entre otras - esto significa, por ejemplo, una
determinada línea característica de potencia de revoluciones típica
de la instalación.
En las instalaciones de energía eólica actuales
- del tipo mencionado anteriormente - de la magnitud de 500 kW a 1,5
MW, las velocidades máximas de la punta de la pala se mueven en la
franja de entre 65-75 m/s o su equivalente
234-270 km/h.
La invención se basa en el concepto de que los
mayores daños de erosión en el borde anterior de la pala de rotor
son originados por partículas, que impactan en el borde anterior de
la pala de rotor.
Según la invención se propone dotar una
instalación de energía eólica con uno o diversos sensores, que
puedan registrar las condiciones climáticas respectivas
(independientemente del viento) y emitan señales correspondientes al
control de la instalación de energía eólica, que reacciona de forma
correspondiente y, en caso de lluvia fuerte, es decir, en caso de un
número elevado de partículas dentro de una unidad de tiempo
predeterminada (por ejemplo, de un minuto), reduce las revoluciones
del rotor de la instalación.
Con el procedimiento según la invención o con la
instalación de energía eólica según la invención pueden evitarse o
reducirse drásticamente los daños de erosión condicionados por la
climatología en la instalación de energía eólica. Esto tiene como
consecuencia a su vez el evitar caras reparaciones de la pala de
rotor y, además, mediante el mantenimiento intacto de las
superficies de las palas de rotor puede facilitar un grado de
efectividad constante de la instalación de energía eólica. La
invención se explica en detalle, a continuación, mediante un ejemplo
de realización.
La figura muestra en esquema una instalación de
energía eólica 3 con un rotor 4, que presenta tres palas de rotor 5.
En el buje de la pala del rotor 4 y/o en las palas de rotor 5 (del
borde anterior) están colocados sensores 1, 2, que miden la caída de
partículas sobre el sensor, que son llevadas por el viento a la
instalación de energía eólica. El o los sensores están unidos con un
dispositivo de procesamiento de datos 6 (PC) de la instalación de
energía eólica, que evalúa los datos medidos y, por ejemplo, los
aplica a una relación correspondiente cantidad/tiempo, es decir,
registra el número de partículas en un determinado periodo de
tiempo. En caso de aparecer más de un número predeterminado de
partículas, por ejemplo, 10-20 partículas (gotas de
lluvia) dentro de una unidad de tiempo determinada, por ejemplo,
5-10 segundos en un sensor, mediante un programa
almacenado en el dispositivo de procesamiento de datos se reducen
las revoluciones de la instalación de energía eólica. Esto tiene
como consecuencia, también, una reducción de toda la potencia que
proporciona la instalación eólica. No obstante, puesto que los
periodos de lluvia normalmente son relativamente breves en
comparación con los periodos sin precipitaciones, esto tiene poca
importancia y puede conseguirse una protección efectiva de las palas
de rotor, si su numero de revoluciones durante los periodos de
precipitaciones se reduce, por ejemplo, a la mitad.
El dispositivo de procesamiento de datos procesa
naturalmente también como de forma habitual los datos del viento
medidos, que se miden con otros sensores e introduce una reducción
de las revoluciones del rotor, cuando la velocidad del viento supera
un valor predeterminado.
Mediante la instalación de procesamiento de
datos puede llevarse a cabo, también, una medición de la cantidad de
partículas, velocidad y/o impulsos (las llamada energía de
precipitación), es decir, la potencia de precipitación (cantidad de
precipitación (partículas), velocidad de la precipitación) puede
registrarse (integrarse) en un determinado periodo de tiempo y la
reducción de revoluciones se introduce cuando la energía de
precipitación o potencia de precipitación supera un valor
predeterminado.
Mediante los sensores también puede medirse una
adición o integración de los impulsos (masa de una partícula
multiplicada por la velocidad de impacto de las partículas).
Si los impulsos originados por las partículas en
su altura superan un valor predeterminado, se lleva a cabo
automáticamente una reducción de las revoluciones, teniendo como
consecuencia también automáticamente una reducción de la fuerza de
los impulsos originada por las precipitaciones en las palas de
rotor.
Claims (9)
1. Procedimiento para el
funcionamiento de una instalación de energía eólica (3) con al menos
un sensor (1, 2) para registrar el número y/o la velocidad y/o el
impulso de partículas, que caen sobre el sensor (1, 2), con un
dispositivo de procesamiento de datos y control (6) para el
procesamiento de los datos de medición registrados por el sensor (1,
2), en el que las revoluciones del rotor (4) de la instalación de
energía eólica (3) se reducen mediante el dispositivo de
procesamiento de datos/control (6) y/o la instalación de energía
eólica (3) entra en reposo, cuando un valor de medición de
partículas medido por el sensor (1, 2) supera un valor de medición
de partículas predeterminado.
2. Procedimiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque las revoluciones del
rotor (4) de la instalación de energía eólica (3) se reducen y
porque la instalación de energía eólica (3) entra en reposo cuando
dentro de un periodo de tiempo determinado se ha medido un número
determinado de partículas por el sensor (1, 2).
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como
partícula se miden gotas de agua (gotas de lluvia) y/o bolas de
granizo y/o granos de polvo.
4. Instalación de energía eólica
(3) para la realización del procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, con al menos un sensor (1, 2) para
registrar el número, velocidad y/o el impulso de las partículas, que
caen sobre el sensor (1, 2), estando unido el sensor (1, 2) con un
dispositivo de procesamiento de datos y control (6), que procesa los
datos de medición calculados por el sensor (1, 2), y reduce las
revoluciones del rotor (4) de la instalación de energía eólica (3)
y, dado el caso, pone en reposo la instalación de energía eólica
(3), cuando un valor de medición de partículas medido por el sensor
(1, 2) supera un valor de medición de partículas predeterminado.
5. Instalación de energía eólica
(3) según la reivindicación 4, caracterizada porque la
instalación de energía eólica presenta una pluralidad de sensores
(1, 2) para medir las partículas.
6. Instalación de energía eólica
(3) según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizada
porque el sensor (1, 2) o la pluralidad de sensores (1, 2) están
dispuestos en o sobre las palas de rotor (5) de la instalación de
energía eólica (3).
7. Instalación de energía eólica
(3) según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada
porque un sensor (1, 2) registra el número de partículas que caen
(por tiempo) y/o la velocidad de caída de partículas en el sensor
(1,2) y/o el valor del impulso de las partículas que caen.
8. Instalación de energía eólica
según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque
el sensor (1, 2) está dispuesto en el borde anterior de una pala de
rotor (5) de la instalación de energía eólica (3).
9. Instalación de energía eólica
(3) según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada
porque al menos un sensor (1, 2) está dispuesto en la zona de la
punta de la pala de rotor, o en otra zona de la instalación de
energía eólica (3), por ejemplo, la góndola.
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