ES2377103T3 - Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba - Google Patents
Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba Download PDFInfo
- Publication number
- ES2377103T3 ES2377103T3 ES08855855T ES08855855T ES2377103T3 ES 2377103 T3 ES2377103 T3 ES 2377103T3 ES 08855855 T ES08855855 T ES 08855855T ES 08855855 T ES08855855 T ES 08855855T ES 2377103 T3 ES2377103 T3 ES 2377103T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- rotor blade
- light beam
- directed light
- wind power
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/83—Testing, e.g. methods, components or tools therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Procedimiento para probar un álabe de rotor (13) de una central eólica (1), que cuando funciona la central eólica (1) barre una superficie de recorrido del álabe del rotor, con las etapas a) emisión de un rayo de luz dirigida (20) , en particular de un rayo de luz dirigida (20) que posee una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el álabe del rotor; b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en el punto de choque (16) contra el álabe del rotor mediante un equipo de detección, c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida (21) con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz dirigida, sobre el punto de choque (16), con lo que el álabe del rotor (13) se calienta en el punto de choque; d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque (16) y e) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque (16).
Description
Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba
La invención se refiere a un procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica, que cuando funciona la central eólica barre una superficie de recorrido del álabe del rotor y un equipo de prueba para realizar el procedimiento. Según un segundo aspecto, se refiere la invención a un equipo de prueba para centrales eólicas.
Los álabes del rotor de centrales eólicas son componentes sometidos a fuertes cargas y debe comprobarse regularmente si existen faltas estructurales. Una tal prueba cuesta mucho tiempo y dinero cuando los álabes del rotor están montados en una central eólica, ya que los mismos son difÃcilmente accesibles. Esto es asà en particular cuando se trata de centrales eólicas situadas en mar abierto.
El documento US 4,854,724 A da a conocer un procedimiento para realizar análisis no destructivos de cordones de soldadura y puntos de soldadura. Allà se utiliza un procedimiento termográfico, en el que se calienta el punto de soldadura o el cordón de soldadura a investigar y su entorno y se sigue la evolución de la temperatura y el comportamiento al enfriarse mediante una cámara termográfica. Un inconveniente es que el procedimiento no puede utilizarse cuando el objeto se mueve. Para probar asà los álabes del rotor deberÃan por lo tanto detenerse las centrales eólicas.
El documento US 6,419,387 B1 da a conocer igualmente un procedimiento termográfico, en el que se calientan pequeñas partes de la superficie de una pieza que ha de probarse y a continuación se observa la evolución de la temperatura y el comportamiento al enfriarse. El documento US 6,419,387 B1 propone un procedimiento de retÃcula, con el que también pueden analizarse componentes de mayor superficie rápida y económicamente. Desgraciadamente tampoco es posible esto cuando funciona la central eólica. Lo mismo vale en relación con el documento WO 2006/074 938 A1, que igualmente da a conocer un procedimiento termográfico para analizar si existen daños estructurales en un componente. Tampoco puede realizarse este procedimiento durante el funcionamiento de una central eólica.
El documento WO 03/069324 A da a conocer un procedimiento con el que puede investigarse sobre una base termográfica si el adhesivo que al endurecerse se calienta existe en todos los puntos previstos. El procedimiento descrito en el documento WO 03/069324 A1 sirve exclusivamente para el control del proceso de producción y por lo tanto tampoco puede utilizarse cuando un álabe de rotor gira durante el funcionamiento de una central eólica.
La prueba de álabes de rotor con termografÃa se conoce además por el artÃculo "Thermographic inspection of rotor blades” (Inspección termográfica de alabes de rotor) de P. MEINL SCHMIDT y colab., E-Journal of nondestructiv testing and ultrasonics (diario electrónico de pruebas no destructivas y ultrasónicas) vol. 11, págs. 1-9 (2006) y “La termografÃa de flujo térmico descubre puntos de falta invisibles”, de N. BAUER y colab., Werkstattstechnik online (Técnica de fábrica online) 94 (2004), núm. 3, págs. 469-479.
La invención tiene como tarea básica proporcionar un procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica con el que puedan reducirse los inconvenientes del estado de la técnica. Además, debe proporcionarse un equipo de prueba con el que pueda realizarse el procedimiento.
La invención resuelve la tarea mediante un procedimiento con las siguientes etapas
a) emisión de un rayo de luz dirigida, en particular de un rayo de luz dirigida que posee una densidad de potencia
correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el
álabe del rotor; b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida en el punto de choque contra el álabe del rotor
mediante un equipo de detección c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida
con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz
dirigida, sobre el punto de choque, con lo que el álabe del rotor se calienta en el punto de choque; d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque y e) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque.
Antes de la emisión de un rayo de luz dirigida en la etapa a) del procedimiento, se orienta la fuente de luz dirigida hacia la superficie barrida por el álabe del rotor. El rayo de luz dirigida emitido a continuación choca bien contra un álabe de rotor y se refleja al menos parcialmente y retrocede asà o bien se introduce entre dos álabes de rotor. Para que el rayo de luz dirigida en el último caso citado no origine ningún daño en la continuación de su trayectoria, presenta el rayo de luz dirigida una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida relativamente pequeña, de por ejemplo menos de 1 mW/mm2, preferiblemente inferior a 0,1 mW/mm2.
La parte de la luz del rayo de luz dirigida reflejada tras la reflexión del rayo de luz dirigida sobre un álabe de rotor, se detecta en la etapa b) del procedimiento. Inmediatamente tras la captación de la luz del rayo de luz dirigida reflejada por el álabe del rotor, se emite el rayo láser de medida. Entre la captación de la luz reflejada por el rayo de luz dirigida y la emisión del rayo láser de medida, hay un espacio de tiempo ventajosamente inferior a 10 ms, de manera especialmente preferente inferior a 5 ms. Asà queda asegurado que la prueba se realiza con la mayor rapidez posible. Además, mediante este pequeño intervalo de tiempo queda asegurado que el rayo láser dirigido y el rayo láser de medida chocan contra el álabe del rotor en el mismo lugar, aún cuando el álabe del rotor, incluso cuando la central eólica está detenida, puede realizar un pequeño movimiento, por ejemplo vibraciones, debido por ejemplo al viento.
El rayo láser de medida presenta una densidad de energÃa correspondiente al rayo láser de medida que es mayor que la densidad de energÃa del rayo de luz dirigida, y que por ejemplo es de más de 50 mW/mm2. Asà queda asegurado que el rayo láser de medida choca contra el álabe del rotor que ha de probarse.
El rayo láser de medida choca contra el álabe del rotor a probar. Debido a ello se calienta el álabe del rotor en el punto de choque. Tras un cierto espacio de tiempo, de por ejemplo 10 segundos, se desconecta el rayo láser de medida. Con ello se detiene el calentamiento del álabe del rotor en el punto de choque. En la siguiente etapa del procedimiento se miden la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor en el punto de choque del rayo láser de medida y alrededor del mismo. Con posterioridad se describirán detalles sobre la medición y la evaluación de los datos obtenidos. Una vez que se ha medido la distribución de la temperatura, se repiten las etapas a) a d) del procedimiento en otro punto de choque del álabe del rotor. Asà puede probarse el álabe del rotor en una amplia zona espacial.
Ventajosamente se mide una distribución espacial de la temperatura. Tras la desconexión del rayo láser de medida, se mide la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor, con resolución en cuanto a cada punto, en una zona cuyo diámetro por ejemplo corresponde a cinco veces el diámetro que tenÃa el rayo láser de medida en el punto de choque.
Ventajosamente se mide al menos también una distribución de la temperatura en el tiempo. En este caso se mide tras la desconexión del rayo láser de medida la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor que ha de probarse, con resolución en cuanto a cada punto, en distintos momentos.
Ventajosamente se descubren a partir de las distribuciones espaciales y/o temporales de las temperaturas faltas de homogeneidad y, cuando la falta de homogeneidad sobrepasa un valor de umbral predeterminado, se emite una señal. Tras la desconexión del rayo láser de medida, se evacúa la energÃa aportada a la superficie del álabe del rotor debida al rayo láser de medida hacia el material del álabe del rotor. Debido a ello desciende la temperatura en la superficie del álabe del rotor. La velocidad con la que se evacúa la energÃa térmica aportada por el rayo láser de medida, y con ello también la velocidad con la que desciende la temperatura en la superficie del álabe del rotor, depende de la conductividad térmica del material del álabe del rotor. Un álabe de rotor compuesto por un material homogéneo, posee también una conductividad térmica homogénea. Esto significa que el transporte del calor aportado discurre a la misma velocidad en todas las direcciones, con lo que la temperatura desciende igualmente en todos los puntos con la misma curva caracterÃstica.
El rayo láser de medida choca contra el álabe del rotor en un punto de choque. En este lugar presenta el rayo láser de medida una sección que idealmente tiene forma circular y cuyo radio es de por ejemplo 15 mm. Dentro de esta sección la densidad de potencia de rayo láser de medida no es constante, descendiendo la misma desde el centro de la sección hacia el borde. Esto significa que en el centro del punto de choque se ha transmitido más energÃa al álabe de rotor a probar. Debido a ello, tampoco es constante la distribución de la temperatura en la superficie del álabe de rotor en el punto de choque. También desciende la misma desde el centro del punto de choque hasta el borde. Al respecto el radio de la sección del rayo láser de medida es la distancia desde el centro de la sección hasta el punto en el que la potencia del rayo láser de medida que choca es la mitad de la potencia del rayo láser de medida que choca en el centro de la sección.
Puesto que la evacuación del calor aportado por el rayo láser de medida y con ello el descenso de la temperatura en la superficie del álabe del rotor, cuando los materiales son homogéneos, discurre en todas direcciones con la misma rapidez, la temperatura medida en una posición sólo depende de la distancia al centro del punto de choque. Los datos obtenidos mediante una medida de la distribución espacial de la temperatura en la superficie del álabe del rotor son por ello, en un álabe de rotor intacto, esencialmente simétricos a la rotación alrededor del centro del punto de choque. Si permanece ahora por ejemplo un punto caliente durante un tiempo claramente superior al de otros puntos que se encuentran a la misma distancia del centro del punto de choque, ello puede venir provocado por ejemplo por unaoclusión de aire que se encuentra debajo. Éste tiene una conductividad térmica claramente inferior a la del material que lo rodea, con lo que aquà la energÃa térmica aportada por el rayo láser de medida no puede evacuarse tan rápidamente a través del material.
Un posible valor de medida con el que pueden medirse las faltas de homogeneidad es la diferencia entre una temperatura máxima y una mÃnima, que se miden sobre un anillo alrededor del centro del punto de choque. Si estadiferencia sobrepasa un valor de umbral previamente fijado, se emite una señal. Ésta es emitida por ejemplo online o por radio a un puesto de control o un centro de calculo.
Para medir la variación de la temperatura en el tiempo, se toman varios resultados de medida de la distribución espacial de la temperatura en distintos momentos. A partir de los mismos, se calcula la derivada de la temperatura en un determinado punto en función del tiempo. A partir de ello puede deducirse el flujo térmico y a partir de éste también la conductividad térmica. Para un medio homogéneo la conductividad térmica es constante en el espacio. Por ello depende la derivada de la temperatura en una posición sobre el álabe del rotor en función del tiempo sólo de la distancia entre esta posición y el centro del punto de choque. Si esta derivada es ahora en un determinado punto claramente inferior a en los otros puntos que se encuentran a la misma distancia al centro del punto de choque, esto indica que hay una oclusión de aire bajo la superficie del álabe del rotor. Para determinar la falta de homogeneidad, se averigua por ejemplo la derivada de la temperatura en función del tiempo a lo largo de un anillo, cuyo centro es el centro del punto de choque. Si sobrepasa la diferencia entre el valor máximo y el valor mÃnimo de esta derivada un valor de umbral previamente fijado, se emite una señal.
Ventajosamente se mide la distribución de la temperatura con una cámara térmica. Ésta se ajusta tal que la misma capta una zona sobre la superficie del álabe del rotor en cuyo centro se encuentra el punto de choque del rayo láser de medida. La zona a medir es por ejemplo un cÃrculo con un diámetro de entre cinco y diez veces el diámetro del punto de choque.
Ventajosamente varÃa la dirección del rayo de luz dirigida tras la medición de la distribución de la temperatura. Con ello queda asegurado que en el siguiente ciclo del procedimiento se comprueba otro punto de choque. Al respecto hay que tener en cuenta que tanto el rayo láser dirigido como también el rayo láser de medida chocan entonces bajo otro ángulo contra el álabe del rotor. En particular el rayo de luz dirigida se refleja en consecuencia bajo otro ángulo, lo que puede hacer variar claramente la intensidad de la luz a captar tras la reflexión. Para tener esto en cuenta, se aumenta o reduce la sensibilidad de la captación del rayo de luz dirigida tras la reflexión en un álabe del rotor.
Ventajosamente se realiza el procedimiento mientras los álabes del rotor están detenidos. De esta manera se alcanza una precisión de medida especialmente elevada.
Ventajosamente posee el rayo láser de medida una longitud de onda que se encuentra más allá del espectro visible para las personas. De esta manera queda asegurado que el rayo láser de medida no provoca ningún daño o bien daños mÃnimos cuando el mismo por ejemplo no choca contra un álabe de rotor debido a un funcionamiento incorrecto. Pero también cuando se comprueban puntos sobre la superficie del álabe del rotor sobre los que no incide perpendicularmente el rayo láser de medida, puede haber peligro. En este caso, al igual que en el rayo de luz dirigida, se refleja una parte de la luz incidente. Puesto que el rayo láser de medida tiene, tal como antes se ha descrito, una elevada densidad de potencia correspondiente al rayo láser de medida, origina el mismo un considerable peligro, que puede minimizarse eligiendo óptimamente la longitud de onda del rayo láser de medida.
Preferiblemente está fijado el álabe de rotor a probar a un cubo y el rayo de luz dirigida se emite sobre puntos de choque a distinta distancia radial del cubo. De esta manera queda asegurado que el álabe del rotor a probar se comprueba de una manera completa. Tal como ya se ha descrito, ha de adaptarse dado el caso la sensibilidad del equipo empleado para detectar la luz reflejada del rayo de luz dirigida a un ángulo de choque y por lo tanto ángulo de reflexión de la luz dado el caso variable.
Preferiblemente se emiten el rayo láser de medida y el rayo de luz dirigida en un ciclo común de emisión. Con ello queda asegurado que un rayo láser de medida emitido choca contra una hoja del rotor, ya que evidentemente también se ha reflejado el rayo de luz dirigida.
Preferiblemente emite el rayo de luz dirigida y el rayo láser de medida un equipo de medida montado sobre una segunda central eólica. En este caso choca el rayo de luz dirigida, al menos en el entorno próximo al cubo al que está fijado el álabe del rotor a probar, esencialmente en perpendicular al álabe del rotor, con lo que puede reflejarse la máxima intensidad del rayo de luz dirigida. Además, queda asegurado que en particular el rayo láser de medida no se encuentra a la altura de los ojos de eventuales transeúntes o animales, donde podrÃa originar daños.
Un equipo de prueba correspondiente a la invención para centrales eólicas incluye una fuente de luz dirigida, que posee una densidad de potencia del rayo de luz dirigida, un dispositivo detector, configurado para detectar una eventual reflexión del rayo de luz dirigida en un álabe del rotor de la central eólica, un láser de medida que posee una densidad de potencia del láser de medida que es mayor que la densidad de potencia del rayo de luz dirigida y que está configurado para emitir un rayo láser de medida en una dirección del rayo láser de medida, asà como un equipo para medir la temperatura, destinado a medir la distribución de la temperatura en el punto de choque, asà como un equipo de control eléctrico conectado con la fuente de luz dirigida, al equipo de detección, al láser de medida y al equipo de medición de la temperatura y que está equipado para realizar uno de los procedimientos antes citados.
Como láser dirigido y de medida son especialmente adecuados láseres de diodos, asà como láseres de cuerpo sólido. Pero también puede pensarse en otros tipos de láseres. La densidad de potencia del rayo de luz dirigida es por ejemplo inferior a 1 mW/mm2, ventajosamente inferior a 0,1 mW/mm2. El rayo láser de medida por el contrario presenta una densidad de medida correspondiente al rayo láser de medida de por ejemplo 50 mW/mm2. Mediante el equipo de control eléctrico queda asegurado que el procedimiento puede realizarse automatizado. Una rutina previamente ajustada, que escanea toda la superficie del álabe del rotor mediante una adecuada elección de los puntos de choque, puede realizarse tan sencillamente que reduce claramente el gasto en personal y con ello los costes necesarios.
Ventajosamente puede ajustarse accionada por motor la fuente de luz dirigida en la dirección del rayo de luz dirigida y el láser de medida en la dirección del rayo láser de medida. De esta manera puede ajustarse la dirección con una precisión claramente mayor que cuando los láseres tuviesen que ajustarse manualmente y además ello incrementa la reproducibilidad. Asà puede por ejemplo ajustarse y reajustarse de nuevo con facilidad y exactitud por ejemplo un punto sobre un álabe de rotor en el que los datos registrados son incorrectos o en el que los datos registrados precisen de una comprobación.
Ventajosamente, en un parque eólico con dos centrales eólicas está fijado al menos a una de las centrales eólicas uno de los equipos de prueba descritos, que están equipados para realizar un procedimiento antes descrito. Esto es ventajoso en particular para parques eólicos en alta mar, ya que los mismos son difÃcilmente accesibles, por lo que la prueba de álabes de rotores de estas centrales eólicas es complicada y costosa. Además en alta mar es a menudo necesaria con bastante más frecuencia la comprobación de los álabes del rotor de las centrales eólicas, ya que los mismos se desgastan más rápidamente debido a las condiciones atmosféricas más extremas y a la influencia continua de la sal.
Con ayuda de un dibujo se describirá a continuación un ejemplo de ejecución de la invención más en detalle. Se muestra en
figura 1 dos centrales eólicas, de las cuales una está equipada con un equipo de prueba para realizar un procedimiento correspondiente a la invención.
La figura 1 muestra una primera central eólica 1 y una segunda central eólica 2, cada una con una torre 10.1 y 10.2 y cada una con una góndola 11.1 y 11.2. Las góndolas 11.1 y 11.2 sustentan respectivos cubos 12.1 y 12.2, alrededor de los que giran los álabes del rotor 13.1, 13.2 13.3, y 13.4 allà fijados. Ambas centrales eólicas 1 y 2 se encuentran a una distancia R. La distancia R es por lo general de entre 200 y 900 metros. Sobre la góndola 11.2 de la segunda central eólica 2 está fijado un equipo de prueba 14 correspondiente a la invención, que dispone de un láser dirigido, un dispositivo detector, un láser dirigido y un equipo de medición de la temperatura 15. De estos componentes del equipo de prueba 14 sólo se muestra el equipo de medición de la temperatura 15 en la figura 1.
Al comienzo del procedimiento para comprobar si existen faltas estructurales en el álabe del rotor 13.1, envÃa el equipo de prueba 14 mediante el láser dirigido allà incluido un rayo del láser dirigido 20 en dirección hacia la superficie barrida por los álabes del rotor 13.1 y 13.2 de la central eólica 1. El rayo láser dirigido choca entonces contra la superficie de choque 16 del álabe del rotor 13.1 de la central eólica 1. Allà se refleja al menos una parte de la luz y se devuelve en la dirección del equipo de prueba 14 sobre la góndola 11.2 de la central eólica 2. Mediante el dispositivo detector incluido en el equipo de prueba 14 se detecta esta parte devuelta del rayo láser dirigido 20. Para ello no es necesario que al inicio se haya emitido un rayo láser, siendo básicamente adecuado todo procedimiento con el que pueda detectarse la posición de los álabes de rotor a medir. Mediante la utilización de la combinación de rayo láser dirigido 20 y rayo láser de medida 21, que preferiblemente se envÃan en un ciclo de rayos, queda garantizada no obstante una elevada exactitud y reproducibilidad. Si ha detectado el dispositivo detector incluido en el equipo de prueba 14 una reflexión del rayo láser dirigido 20 sobre la superficie de choque 16 en el álabe del rotor 13.l, entonces se emite un rayo láser de medida 21. En la figura 1 se representan el rayo láser dirigido 20 y el rayo láser de medida 21 ligeramente decalados. No obstante, aún cuando esto es posible, ventajosamente se emiten en un ciclo de rayos.
El rayo láser de medida 21 choca contra el álabe del rotor 13.1 en el punto de choque 16. Debido a la elevada densidad de potencia del rayo láser de medida 21, aumenta la temperatura del álabe del rotor 13.1 en el punto de choque y el calor que allà se genera se evacúa a través del material del álabe del rotor. La velocidad con la que esto ocurre y laextensión espacial que se alcanza dependen de la conductividad térmica del material del álabe del rotor 13.1. Ésta se modifica mediante faltas estructurales, como por ejemplo grietas u oclusiones de aire, con lo que se detecta otro perfil de temperatura cuando el punto de choque presenta faltas estructurales. Mediante el dispositivo de medición de la temperatura 15, que puede ser por ejemplo una cámara térmica integrada en el equipo de prueba 14, se mide la distribución de la temperatura en el punto de choque 16 en el álabe del rotor 13.1. Entonces puede medirse una distribución espacial de la energÃa térmica, asà como también la evolución en el tiempo del transporte del calor. A partir de la comparación de los datos asà captados con los datos conocidos de un álabe de rotor intacto, pueden descubrirse faltas de homogeneidad y faltas estructurales.
Puesto que el procedimiento puede realizarse a través de una distancia R relativamente grande, puede estar montado un equipo de prueba adecuado también sobre el suelo o por ejemplo de forma móvil en un automóvil. Asà resulta el procedimiento de utilización flexible y no tiene que comprarse para cada central eólica un equipo de prueba propio, lo que reduce claramente los costes del proceso de mantenimiento.
LISTA DE REFERENCIAS REIVINDICACIONES
- 1
- Primera central eólica
- 5
- 2 10 Segunda central eólica Torre de una central eólica
- 11
- Góndola
- 12
- Cubo
- 13
- �?labe de rotor
- 10
- 14 15 Equipo de prueba Dispositivo de medición de la temperatura
- 16
- Superficie de choque
- 20
- Rayo láser dirigido
- 21
- Rayo láser de medida
- 15
Claims (13)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento para probar un álabe de rotor (13) de una central eólica (1), que cuando funciona la central eólica (1) barre una superficie de recorrido del álabe del rotor, con las etapasa) emisión de un rayo de luz dirigida (20), en particular de un rayo de luz dirigida (20) que posee una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el álabe del rotor;b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en el punto de choque (16) contra el álabe del rotor mediante un equipo de detección,c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida (21) con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz dirigida, sobre el punto de choque (16), con lo que el álabe del rotor (13) se calienta en el punto de choque;d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque (16) ye) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque (16).
-
- 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se mide una distribución espacial de la temperatura.
-
- 3.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se mide una distribución de la temperatura en al menos dos momentos distintos.
-
- 4.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la distribución de la temperatura se mide con una cámara térmica (15).
-
- 5.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por las etapas:
-detección de faltas de homogeneidad a partir de la distribución espacial y/o temporal de la temperatura y -emisión de una señal cuando se sobrepasa un valor de umbral predeterminado para al menos una de las faltas de homogeneidad. -
- 6.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la etapa:
-tras la medición de la distribución de la temperatura, modificación de la dirección del rayo de luz dirigida. -
- 7.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se realiza mientras los álabes del rotor (13) están detenidos.
-
- 8.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo láser de medida (21) posee una longitud de onda que se encuentra más allá del espectro visible humano.
-
- 9.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque- -
- el álabe del rotor (13) está fijado a un cubo (12) y el rayo de luz dirigida (20) se envÃa sobre puntos de choque
(16) situados a distintas distancias radiales del cubo (12). -
- 10.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo láser de medida (21) y el rayo de luz dirigida (20) se envÃan en un ciclo común de rayos.
-
- 11.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo de luz dirigida (20) y el rayo láser de medida (21) se envÃan desde un equipo de medida (14) montado en una segunda central eólica (2).
-
- 12.
- Equipo de prueba para centrales eólicas, con:
- (a)
- una fuente de luz dirigida, que posee una densidad de potencia del haz de luz dirigida,
- (b)
- un dispositivo de detección, configurado para detectar una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en un punto de choque (16) contra un álabe de rotor (13) de la central eólica (1),
- (c)
- un láser de medida, que posee una densidad de potencia del láser de medida que es mayor que la densidad de potencia del rayo de luz dirigida y que está configurado para emitir un rayo láser de medida (21) en una dirección del rayo láser de medida,
(d) un equipo de medida de la temperatura para medir una distribución de la temperatura en el punto de choque 5 (16), y(e) un sistema de control eléctrico, conectado con la fuente de luz dirigida, el dispositivo de captación, el láser de medida y el equipo de medida de la temperatura y que está equipado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.10 13. Equipo de prueba según la reivindicación 12, caracterizado porque el rayo de luz dirigida (20) puede ajustarse accionado por motor en su dirección del rayo de luz dirigida y el láser de medida (21) puede ajustarse accionado por motor en su dirección del rayo láser de medida. - 14. Parque eólico con al menos dos centrales eólicas (1, 2),15 caracterizado porque sobre una de las centrales eólicas (2) está fijado un equipo de prueba (14) según la reivindicación 12, que está equipado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11 en un álabe de rotor (13) de otra central eólica (1).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007059502A DE102007059502B3 (de) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Verfahren zum Prüfen eines Rotorblatts einer Windkraftanlage und Prüfvorrichtung |
DE102007059502 | 2007-12-07 | ||
PCT/DE2008/001975 WO2009071056A1 (de) | 2007-12-07 | 2008-11-24 | Verfahren zum prüfen eines rotorblatts einer windkraftanlage und prüfvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2377103T3 true ES2377103T3 (es) | 2012-03-22 |
Family
ID=40340323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES08855855T Active ES2377103T3 (es) | 2007-12-07 | 2008-11-24 | Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8342743B2 (es) |
EP (1) | EP2215462B1 (es) |
CN (1) | CN101836105B (es) |
AT (1) | ATE533044T1 (es) |
DE (1) | DE102007059502B3 (es) |
DK (1) | DK2215462T3 (es) |
ES (1) | ES2377103T3 (es) |
PL (1) | PL2215462T3 (es) |
WO (1) | WO2009071056A1 (es) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2333327A4 (en) * | 2008-10-09 | 2013-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | OFFSHORE WIND POWER PLANT AND OFFSHORE WIND FARM |
DE102009009272B4 (de) * | 2009-02-17 | 2013-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Qualitätsprüfung für Rotorblätter einer Windenergieanlage |
CN102753818A (zh) * | 2009-07-23 | 2012-10-24 | 利瓦斯有限责任公司 | 翼形件上的冰的检测 |
DE102010048400A1 (de) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Horst Zell | Verfahren zur Überprüfung des baulichen Zustands von Windkraftanlagen |
DE102010046493B3 (de) * | 2010-09-24 | 2012-03-08 | Thermosensorik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Rotorblättern einer Windkraftanlage |
FR2965353B1 (fr) * | 2010-09-28 | 2013-08-23 | Astrium Sas | Procede et dispositif de controle non destructif de pales d'eoliennes |
EP2453136B1 (de) * | 2010-11-16 | 2013-07-24 | Baumer Innotec AG | Ausrichtevorrichtung für Messeinrichtung in einem Windkraft-Rotor |
US9379550B2 (en) | 2011-03-01 | 2016-06-28 | Gordon PECK | Methods, systems and apparatus for natural power collection and distribution |
EP2527649B1 (en) * | 2011-05-25 | 2013-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to inspect components of a wind turbine |
US8553233B2 (en) * | 2011-06-30 | 2013-10-08 | John W. Newman | Method and apparatus for the remote nondestructive evaluation of an object using shearography image scale calibration |
DE102011118833C5 (de) * | 2011-09-01 | 2018-01-04 | Rolawind Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur themischen Überprüfung des Bauzustandes von Windkraftanlangen |
DE102012020054A1 (de) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Carl Von Ossietzky Universität Oldenburg | Verfahren zum Einstellen eines Pitch-Winkels von Rotorblättern |
US9453500B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-09-27 | Digital Wind Systems, Inc. | Method and apparatus for remote feature measurement in distorted images |
US9330449B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-05-03 | Digital Wind Systems, Inc. | System and method for ground based inspection of wind turbine blades |
DE102013110898C5 (de) | 2013-10-01 | 2022-03-31 | Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch den Präsidenten der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung | Verfahren zur Verbesserung der Aussagekraft thermografisch erhobener Daten zum Zustand von Rotorblättern an Windkraftanlagen in Betrieb |
DE102014015322A1 (de) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Fehlstellen in Rotorblättern |
ES2926076T3 (es) * | 2019-04-03 | 2022-10-21 | Siemens Gamesa Renewable Energy As | Pala de turbina eólica y turbina eólica |
CN110748462B (zh) * | 2019-10-21 | 2020-12-01 | 沈阳工业大学 | 大型风力机叶片主梁内部缺陷类型红外自动识别方法 |
CN113340941B (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 湖南大学 | 一种基于红外成像的设备检测系统 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2544855B1 (fr) * | 1983-04-20 | 1986-02-21 | Snecma | Procede et dispositif de mesure de precision de la hauteur des aubes d'un rotor |
US4854724A (en) * | 1984-07-09 | 1989-08-08 | Lockheed Corporation | Method of and apparatus for thermographic evaluation of spot welds |
DE3913474A1 (de) * | 1989-04-24 | 1990-10-25 | Siemens Ag | Photothermisches untersuchungsverfahren, einrichtung zu seiner durchfuehrung und verwendung des verfahrens |
US5407275A (en) * | 1992-03-31 | 1995-04-18 | Vlsi Technology, Inc. | Non-destructive test for inner lead bond of a tab device |
FR2760528B1 (fr) * | 1997-03-05 | 1999-05-21 | Framatome Sa | Procede et dispositif d'examen photothermique d'un materiau |
DE10103387A1 (de) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Thorsten Nordhoff | Windkraftanlage mit einer Einrichtung zur Hindernisbefeuerung bzw. Nachtkennzeichnung |
DE10392293T5 (de) * | 2002-02-15 | 2005-09-22 | Lm Glasfiber A/S | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins von Polymer in einem Windturbinenblatt |
US6971791B2 (en) * | 2002-03-01 | 2005-12-06 | Boxer Cross, Inc | Identifying defects in a conductive structure of a wafer, based on heat transfer therethrough |
JP2003307458A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-10-31 | Akifumi Ito | 基材の温度測定方法および温度測定装置 |
JP4195935B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2008-12-17 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 熱物性測定方法及び装置 |
DE102005017054B4 (de) * | 2004-07-28 | 2012-01-05 | Igus - Innovative Technische Systeme Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes von Rotorblättern an Windkraftanlagen |
US8029186B2 (en) * | 2004-11-05 | 2011-10-04 | International Business Machines Corporation | Method for thermal characterization under non-uniform heat load |
WO2006074690A1 (de) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig | Thermographie- verfahren und - vorrichtung zur bestimmung des schädigungszustandes eines bauteiles |
JP2006343190A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Nec Electronics Corp | 非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
-
2007
- 2007-12-07 DE DE102007059502A patent/DE102007059502B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-11-24 AT AT08855855T patent/ATE533044T1/de active
- 2008-11-24 US US12/745,614 patent/US8342743B2/en active Active
- 2008-11-24 ES ES08855855T patent/ES2377103T3/es active Active
- 2008-11-24 PL PL08855855T patent/PL2215462T3/pl unknown
- 2008-11-24 DK DK08855855.6T patent/DK2215462T3/da active
- 2008-11-24 WO PCT/DE2008/001975 patent/WO2009071056A1/de active Application Filing
- 2008-11-24 EP EP08855855A patent/EP2215462B1/de active Active
- 2008-11-24 CN CN2008801124146A patent/CN101836105B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2215462B1 (de) | 2011-11-09 |
WO2009071056A1 (de) | 2009-06-11 |
ATE533044T1 (de) | 2011-11-15 |
PL2215462T3 (pl) | 2012-03-30 |
US8342743B2 (en) | 2013-01-01 |
US20100303624A1 (en) | 2010-12-02 |
CN101836105A (zh) | 2010-09-15 |
CN101836105B (zh) | 2012-10-10 |
DE102007059502B3 (de) | 2009-03-12 |
WO2009071056A8 (de) | 2009-07-23 |
EP2215462A1 (de) | 2010-08-11 |
DK2215462T3 (da) | 2012-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2377103T3 (es) | Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba | |
ES2668451T3 (es) | Ensayo no destructivo de palas de turbinas eólicas desde el suelo durante la operación | |
ES2668546T3 (es) | Sistema y método para inspección basada en suelo de palas de turbina eólica | |
US7059822B2 (en) | Methods and apparatus for measuring wind turbine blade deflection | |
CN101622447B (zh) | 风力发电设备的碰撞警告系统 | |
US7806657B2 (en) | Device for detecting damage of a wind energy turbine rotor blade due to a lightning strike | |
ES2318028T3 (es) | Sistema de prealerta para instalaciones de energia eolica con sodar. | |
US20180171984A1 (en) | System and method for monitoring blade deflection of wind turbines | |
CN103635812B (zh) | 风力涡轮机光学风传感器 | |
US20110192212A1 (en) | System and method of counting and analyzing animal impacts on a wind turbine blade | |
CN101832946B (zh) | 用于检验风能设备的转子叶片的制造质量的方法和设备 | |
US20130014556A1 (en) | Method for calibrating or testing a detector surface of a device for detecting hydrometeors and a calibration and testing device | |
CN102589455B (zh) | 基于激光和视觉技术的立木直径检测装置 | |
EP3246563A1 (en) | Locating a lightning strike at a wind turbine | |
Wagner et al. | Nacelle lidar for power curve measurement–Avedøre campaign | |
ES2649413T3 (es) | Procedimiento para comprobar el estado estructural de centrales de energía eólica | |
ES2214801T3 (es) | Procedimiento para el funcionamiento de una central de energia eolica en alta mar. | |
US11359611B2 (en) | System and method for monitoring blade deflection of wind turbines | |
Kim et al. | A real-time deflection monitoring system for wind turbine blades using a built-in laser displacement sensor | |
ES2595049T3 (es) | Procedimiento para ajustar un ángulo de ataque de palas de rótor | |
KR101745699B1 (ko) | 터빈 블레이드의 비파괴 검사 장치 | |
Smith et al. | Necessity is the mother of invention: nacelle-mounted lidar for measurement of turbine performance | |
Albers et al. | Ground-based remote sensor uncertainty-a case study for a wind lidar | |
TWI460430B (zh) | 利用光學雷達測量風速與風向之方法及用以控制風力發電機之方法 | |
CN112963315A (zh) | 风力发电机组的叶片、检测装置及方法 |