ES2605484T3 - Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica con un rotor aerodinámico con al menos una pala de rotor (1), comprendiendo las etapas: - funcionamiento de la instalación de energía eólica en un punto de funcionamiento en función de la velocidad del viento (Vw), - detección de un parámetro de funcionamiento (P) del punto de funcionamiento, - comparación del parámetro de funcionamiento (P) detectado con una magnitud de referencia predeterminada (Popt), caracterizado por que - se predetermina un primer intervalo de tolerancia (Tol1) y un segundo intervalo de tolerancia (Tol2) para la magnitud de referencia (Popt) en cuestión, - estando situado el primer intervalo de tolerancia (Tol1) dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2) y - realizándose un calentamiento de la al menos una pala de rotor (1) continuándose con el funcionamiento de la instalación de energía eólica cuando el punto de funcionamiento (P) detectado está situado fuera del primer intervalo de tolerancia (Tol1) y dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2) y - deteniéndose la instalación de energía eólica, es decir, parándose y/o desconectándose cuando el primer parámetro de funcionamiento detectado está situado fuera del primer intervalo de tolerancia y del segundo intervalo de tolerancia (Tol1, Tol2)

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de ene^a eolica

La presente invencion se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica, asf como a una instalacion de energfa eolica correspondiente.

Los procedimientos para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica son sobradamente conocidos. Por ejemplo es habitual hacer funcionar las instalaciones de energfa eolica con ayuda de una curva caractenstica de potencia, que depende de la velocidad del viento. En instalaciones de energfa eolica con palas de rotor con un angulo de pala de rotor ajustable, denominado generalmente tambien angulo de paso, tambien este puede ajustarse para la realizacion del punto de funcionamiento respectivamente deseado.

No obstante, los procedimientos de este tipo para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica pueden llegar a sus lfmites, cuando se producen circunstancias imprevistas o extraordinarias, como por ejemplo una formacion de hielo en partes de la instalacion de energfa eolica. Un problema especial representa aqrn la formacion de hielo en las palas de rotor. Una formacion de hielo de este tipo es problematica, porque puede conducir a la cafda de hielo de las palas de rotor, que puede ser peligrosa para personas que se encuentren por debajo de las palas de rotor. El peligro de una cafda de hielo de este tipo puede ser mayor en caso de que la instalacion de energfa eolica siga funcionando en este estado.

En el caso de una formacion de hielo en las palas de rotor tambien es problematico que cambian las propiedades de la instalacion de energfa eolica, por lo que puede quedar perturbada una regulacion de la instalacion. Ademas, segun la intensidad de la formacion de hielo en la instalacion de energfa eolica existe el peligro del deterioro de la instalacion de energfa eolica, en particular en las palas de rotor.

Se conocen procedimientos que intentan detectar una formacion de hielo en las palas de rotor, para parar y desconectar la instalacion de energfa eolica en este caso para protegerla. Ademas, puede intentarse eliminar el hielo durante la parada de la instalacion. En el documento DE 103 23 785 A1 esta descrito un procedimiento para la deteccion del comienzo de una adherencia de hielo.

Aqrn es problematico detectar con seguridad la adherencia de hielo. Puesto que los aspectos de seguridad tienen una prioridad elevada, habitualmente la prioridad maxima, en muchos casos se produce ya una desconexion de la instalacion cuando se sospecha que hay una adherencia de hielo. Por ello pueden resultar tiempos de parada no deseados y, desde un punto de vista objetivo, innecesarios de la instalacion de energfa eolica. Segun el lugar de instalacion, esto puede sumarse suponiendo unas perdidas economicas considerables.

Otro procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica se conoce por el documento WO 2007129907A2.

La invencion tiene, por lo tanto, el objetivo de resolver o reducir en lo posible los inconvenientes indicados. En particular, debe proponerse una solucion que aumente la eficiencia de una instalacion de energfa eolica, creando en particular una mejora del comportamiento de funcionamiento de una instalacion de energfa eolica en caso de una adherencia de hielo o de una amenaza de adherencia de hielo. Al menos debe proponerse una alternativa.

De acuerdo con la invencion se propone un procedimiento segun la reivindicacion 1.

El procedimiento de acuerdo con la invencion para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica parte en particular de una instalacion de energfa eolica con un fundamento, que porta una torre, en cuyo extremo superior esta dispuesta una gondola. La gondola presenta al menos un generador y un rotor aerodinamico, conectado de forma directa o indirecta con este. En particular, se parte de un rotor con un eje sustancialmente horizontal y un cubo con al menos una, preferentemente con tres palas de rotor.

La instalacion de energfa eolica se hace funcionar con un punto de funcionamiento que depende de la velocidad del viento. Por ejemplo, se ajusta la potencia electrica suministrada por el generador basada en una curva caractenstica de potencia predeterminada, que depende del numero de revoluciones, hasta que se ajuste un punto de funcionamiento estacionario con un numero de revoluciones determinado y una potencia suministrada determinada. Este punto de funcionamiento depende de la velocidad del viento. Se detecta al menos un parametro de funcionamiento de este punto de funcionamiento. Por ejemplo, se detecta la potencia electrica suministrada por el generador y forma el parametro de funcionamiento detectado. Esto puede ser un valor medido o una magnitud calculada a partir de uno o varios valores medidos. Como parametro de funcionamiento detectado tambien puede usarse una magnitud de calculo interna o una magnitud de control, que resulta por ejemplo al funcionar la instalacion de energfa eolica en el punto de funcionamiento o que se detecta de todos modos.

Este parametro de funcionamiento detectado, en el ejemplo arriba indicado la potencia electrica suministrada por el generador, se compara con una magnitud de referencia predeterminada. Segun el ejemplo arriba descrito, se

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produce una comparacion de la potencia detectada con una potencia de referencia.

Cuando el parametro de funcionamiento detectado rebasa una desviacion predeterminada de la magnitud de referencia detectada, se calienta al menos una pala de rotor, continuandose con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica. Preferentemente se calientan en este caso todas las palas de rotor de la instalacion de energfa eolica. Por continuar con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica ha de entenderse aqm, en particular, que el rotor sigue girando y el generador sigue suministrando potencia electrica, que sigue alimentandose a una red electrica, en particular a una red de tension alterna electrica trifasica.

El calentamiento puede hacerse depender de otras condiciones supletorias.

Como magnitud de referencia se usa en particular un valor tfpico para el punto de funcionamiento que se presenta, en particular para la velocidad del viento que se presenta. El valor detectado, que puede denominarse tambien valor real, se compara por lo tanto con un valor esperado en condiciones normales. Se admiten desviaciones pequenas. Cuando se rebasa, no obstante, una desviacion predeterminada de la magnitud de referencia, ha de partirse de un estado de funcionamiento atfpico. Se ha detectado ahora que puede ser ventajoso no parar y desconectar la instalacion de energfa eolica en caso de una desviacion que indica una adherencia de hielo en una pala de rotor, sino continuar con el funcionamiento y contrarrestar la supuesta formacion de hielo mediante un calentamiento de la pala de rotor. La desviacion predeterminada entre el parametro de funcionamiento detectado y la magnitud de referencia correspondiente puede elegirse de tal modo que puede contrarrestarse una adherencia de hielo en una fase temprana. Por lo tanto, en algunas ocasiones puede impedirse una parada y desconexion de la instalacion. Gracias a la posibilidad asf creada de continuar con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica, a pesar de la sospecha de una adherencia de hielo, en unas situaciones, en particular en el invierno, en las que hasta ahora debena haberse desconectado la instalacion de energfa eolica, esta puede seguir funcionando aumentandose de este modo la eficiencia. En particular en el invierno puede aumentarse de este modo la cantidad de energfa electrica suministrada por el generador. Gracias a una deteccion temprana de la adherencia de hielo y la realizacion del calentamiento de las palas de rotor, el procedimiento tambien puede usarse de forma preventiva.

La desviacion predeterminada puede estar prevista como valor fijo, que corresponde a lo que el parametro de funcionamiento detectado puede quedar por encima o por debajo de la magnitud de referencia. No obstante, tambien es posible que se elija diferente la desviacion con respecto a quedar por encima de la magnitud de referencia predeterminada, por un lado, y por debajo de la magnitud de referencia predeterminada, por otro lado. La desviacion predeterminada tambien puede elegirse diferente segun el punto de funcionamiento o en funcion de otros parametros.

De acuerdo con la invencion se predetermina un primer intervalo de tolerancia y un segundo intervalo de tolerancia para la magnitud de referencia en cuestion, estando situado el primer intervalo de tolerancia dentro del segundo intervalo de tolerancia. La magnitud de referencia correspondiente esta situada dentro de los dos intervalos de tolerancia. No obstante, no es necesario que los dos intervalos de tolerancia engloben la magnitud de referencia con la misma distancia. Por el contrario, un lfmite del primer intervalo de tolerancia puede coincidir con el lfmite correspondiente del segundo intervalo de tolerancia y al mismo tiempo el otro lfmite del primer intervalo de tolerancia puede definir una distancia mas pequena de la magnitud de referencia que el Umite correspondiente del segundo intervalo de tolerancia.

Esto esta basado en la idea de que se obtiene una transformacion de potencia optima del viento existente en potencia electrica a ser suministrada por el generador con palas de rotor sin adherencia de hielo. Si se producen ahora, para el ejemplo de la deteccion de la potencia suministrada del generador como punto de funcionamiento detectado, pequenas desviaciones entre la potencia detectada y la potencia de referencia, se parte en primer lugar de que esto se debe a fluctuaciones o modificaciones naturales de algunos parametros supletorios, como la densidad del aire. Por lo tanto, para las desviaciones pequenas de este tipo la instalacion de energfa eolica sigue funcionando sin cambios.

Si el parametro de funcionamiento detectado esta situado, no obstante, fuera del primer intervalo de tolerancia y rebasa por lo tanto una primera desviacion predeterminada, ha de partirse de una circunstancia extraordinaria, como por ejemplo una adherencia de hielo. Si el parametro de funcionamiento detectado sigue situado aun dentro del segundo intervalo de tolerancia, se parte de una adherencia de hielo aun no muy fuerte. En este caso no es necesario parar o desconectar la instalacion de energfa eolica, pero se realiza un calentamiento de la pala de rotor para contrarrestar la adherencia de hielo.

Si la desviacion es ahora tan grande que el parametro de funcionamiento detectado queda situado tambien fuera del segundo intervalo de tolerancia, o bien ha de partirse de una adherencia de hielo demasiado fuerte, de modo que la instalacion de energfa eolica se para. Por otro lado, tambien puede presentarse un fallo, por ejemplo en la deteccion del parametro de funcionamiento. Y tambien en este caso ha de pararse la instalacion.

Si la potencia detectada esta por encima de la potencia de referencia, es decir, por encima de la potencia habitual, no ha de partirse de una adherencia de hielo sino mas bien de un fallo de medicion o de otro fallo. En este caso, el

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valor Umite del primer intervalo de tolerancia y del segundo intervalo de tolerancia asciende al mismo valor, porque no es adecuado el calentamiento de la pala de rotor en caso de un fallo de medicion. Si la potencia detectada esta, no obstante, por debajo de la potencia de referencia y, por lo tanto, por debajo del valor esperado, esto indica un empeoramiento de la eficiencia de la instalacion de energfa eolica, que permite deducir que hay una adherencia de hielo. En este caso se procede, por lo tanto, al calentamiento de la pala de rotor para contrarrestar una formacion de hielo, siempre que la desviacion aun no sea muy grande.

No obstante, si la desviacion es demasiado grande, es decir, tan grande que el punto de funcionamiento detectado esta situado fuera del segundo intervalo de tolerancia, se para y/o desconecta la instalacion de energfa eolica para prevenir eventuales danos. Una desviacion demasiado fuerte, tambien puede indicar que el control de la instalacion de energfa eolica no funciona correctamente.

Segun otra forma de realizacion se propone que el parametro de funcionamiento detectado sea la potencia, en particular la de la instalacion de energfa eolica, es decir, la potencia generada por el generador y/o que se detecte la velocidad del viento actual y que la magnitud de referencia dependa de la velocidad del viento. En particular, esta depositada la magnitud de referencia como curva caractenstica de referencia en funcion de la velocidad del viento. Una posibilidad de registrar una curva caractenstica de referencia de este tipo esta descrita en el documento DE 103 23 785 A1.

Para comparar el parametro de funcionamiento detectado con la magnitud de referencia puede procederse de la siguiente manera. Para la instalacion de energfa eolica se ajusta un punto de funcionamiento en funcion de una relacion predeterminada entre el numero de revoluciones y la potencia. Ademas, se mide la velocidad del viento existente, no usandose este valor medido para el ajuste del punto de funcionamiento. Para este valor de la velocidad del viento medida esta depositado en una curva caractenstica, o en una tabla de referencia, una llamada tabla de consulta (lookup-table), un valor de referencia para la potencia, que se ajusta habitualmente en condiciones normales. La potencia detectada, que ha resultado al ajustar el punto de funcionamiento, se compara con el valor de la potencia depositada para la velocidad del viento actual.

Si en el punto de funcionamiento actual se presentan condiciones supletorias normales, en particular no hay formacion de hielo, al ajustar el punto de funcionamiento debena ajustarse una potencia que corresponde aproximadamente a la potencia depositada como magnitud de referencia para la velocidad del viento actual. Pueden tolerarse pequenas desviaciones. Si se producen desviaciones mas grandes, puede partirse de una ligera formacion de hielo y se procede a un calentamiento de la pala de rotor. En particular, esto tiene lugar cuando la potencia detectada es mas baja que el valor de referencia correspondiente.

Cuando la desviacion se vuelve demasiado grande, es cuando debena procederse a una parada y/o una desconexion.

El uso de la potencia solo es una posibilidad, que se propone en particular en instalaciones de energfa eolica con el angulo de pala de rotor ajustable en el llamado regimen de carga parcial. En el regimen de carga parcial habitualmente no se ajusta el angulo de la pala de rotor y es, por el contrario, constante en todo el regimen de carga parcial, es decir, para velocidades del viento desde una velocidad del viento de arranque, a la que la instalacion de energfa eolica arranca, hasta una velocidad del viento nominal, a la que la instalacion de energfa eolica ha alcanzado en circunstancias normales el numero de revoluciones nominal y la potencia nominal.

En este regimen de plena carga se realiza en el fondo una regulacion del numero de revoluciones mediante ajuste del angulo de la pala de rotor, llamado ajuste del angulo de paso, al numero de revoluciones nominal. La potencia se regula en la potencia nominal. Por lo tanto, al menos en el caso ideal, en el regimen de plena carga la potencia y el numero de revoluciones son constantes. Por lo tanto, tampoco puede resultar una desviacion en funcion de la velocidad del viento de la potencia ajustada de una potencia de referencia. La potencia ajustada no es adecuada aqm como indicador de una formacion de hielo.

Por consiguiente, en el regimen de plena carga se propone una comparacion del angulo de la pala de rotor ajustado con un angulo de pala de rotor de referencia. Tambien el angulo de pala de rotor de referencia se deposita en funcion de la velocidad del viento. El uso del angulo de pala de rotor como magnitud de referencia se propone tambien para un regimen que sigue tras el regimen de plena carga para velocidades del viento aun mas elevadas, es decir, un llamado regimen de tormenta, que puede estar situado por ejemplo entre velocidades del viento de 28 m/s a 42 m/s, para indicar solo un ejemplo.

Por lo tanto, se realiza una deteccion de la adherencia de hielo en el regimen de carga parcial mediante la comparacion de la potencia detectada con una potencia de referencia. En el regimen de plena carga, la deteccion de una adherencia de hielo se realiza mediante la comparacion del angulo de pala de rotor ajustado con un angulo de referencia. No obstante, se propone preferentemente comprobar en el regimen de carga parcial y/o en el regimen de plena carga siempre los dos criterios, es decir, comparar siempre la potencia con la potencia de referencia y comparar siempre el angulo de pala de rotor ajustado con el angulo de pala de rotor de referencia. Ha de partirse de una adherencia de hielo cuando solo una de estas comparaciones indica una adherencia de hielo de este tipo. Esto

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esta basado en el conocimiento de que la comparacion respectivamente no adecuada no indicana una adherencia de hielo, tampoco por error.

En un regimen de transicion del regimen de carga parcial al regimen de plena carga se realiza preferentemente ya un ajuste pequeno del angulo de pala de rotor. Por ejemplo, el angulo de pala de rotor puede ajustarse en el regimen de transicion lo que corresponde a un valor empmco de 0,4° por 100 kw. Mediante la comprobacion simultanea propuesta, tanto del parametro de funcionamiento potencia como del parametro de funcionamiento angulo de pala de rotor, el ajuste pequeno descrito del angulo de pala de rotor en el regimen de transicion del regimen de carga parcial al regimen de plena carga no genera problemas en caso de una vigilancia de una adherencia de hielo. Dicho de otro modo, se evita el error de basarse en el punto de funcionamiento incorrecto, cuando se vigilan siempre los dos.

Segun otra forma de realizacion se propone usar como magnitud de referencia al menos para intervalos parciales de la velocidad del viento un valor maximo de la magnitud de funcionamiento correspondiente. Esto tambien puede estar previsto de forma transitoria.

Como curva caractenstica de referencia se usa preferentemente una magnitud de referencia en funcion de la velocidad del viento. Para cada tipo de instalacion puede estar depositada ex fabrica una curva caractenstica de referencia de este tipo, como por ejemplo una curva caractenstica de potencia en funcion de la velocidad del viento como curva caractenstica estandar, denominada tambien curva caractenstica por defecto. Esta curva caractenstica de referencia estandar se usa en primer lugar inmediatamente tras la puesta en marcha de la instalacion de energfa eolica. No obstante, a fin de cuentas cada instalacion de energfa eolica presenta su comportamiento propio. Esto puede deberse a tolerancias de fabricacion y tambien al lugar de instalacion correspondiente y a otras circunstancias. Por esta razon, cada instalacion de energfa eolica adapta esta curva caractenstica estandar a lo largo de su funcionamiento. Esto se realiza mediante el uso de valores medidos en condiciones supletorias normales estimadas de la instalacion de energfa eolica, en particular en condiciones en las que puede excluirse una formacion de hielo. Los valores medidos se procesan a continuacion para obtener una curva caractenstica de referencia correspondiente. Variaciones conocidas, que se producen por ejemplo a diferentes temperaturas del entorno, como por ejemplo 3°C y 30°C, en la densidad del aire, pueden tenerse en cuenta mediante un factor de adaptacion correspondiente. De este modo es posible definir solo una curva caractenstica de referencia, a pesar de condiciones supletorias variables.

En una instalacion de energfa eolica pueden producirse condiciones supletorias, que conducen a una desviacion importante de la curva caractenstica de referencia espedfica de la instalacion en comparacion con la curva caractenstica de referencia estandar depositada. Pueden estar previstas por ejemplo instalaciones de energfa eolica con una estrangulacion selectiva de su potencia, para limitar por ejemplo la inmision sonora provocada por la instalacion de energfa eolica. Esto puede conducir a otra curva caractenstica de referencia, que registra la instalacion de energfa eolica a lo largo de su funcionamiento y en la que se basa como curva caractenstica de referencia modificada. Mientras que una adaptacion no se haya realizado o solo se haya realizado para un tramo parcial de la curva caractenstica de referencia, la curva caractenstica de referencia no es adecuada para la deteccion de hielo. En este caso se propone basarse en el valor maximo, en el presente caso, la limitacion de la potencia para limitar la inmision sonora. En este caso se supone que hay una adherencia de hielo cuando el valor queda un importe predeterminado por debajo de este valor maximo, que puede ser diferente a un importe del que se partina al usarse una curva caractenstica de referencia.

Un uso de este tipo de un valor maximo puede realizarse por tramos, cuando ya se han adaptado partes de la curva caractenstica de referencia, mientras que otras partes aun no se han adaptado, o se puede realizar temporalmente o tambien temporalmente y por tramos. Por ejemplo, tambien es posible que la instalacion de energfa eolica deba hacerse funcionar solo temporalmente con una potencia reducida, cuando el operador de red de la red a la que alimenta la instalacion de energfa eolica requiere una reduccion de la potencia suministrada. Tambien en este caso se usa como valor de referencia el valor maximo que resulta por la reduccion. Ya poco tiempo despues puede haberse anulado de nuevo una limitacion de este tipo.

Segun una forma de realizacion se propone que para el calentamiento de la al menos una pala de rotor se alimenta aire caliente a la pala de rotor y se conduce en un recorrido de flujo por la pala de rotor, para calentar la pala de rotor desde el interior. Las palas de rotor de instalaciones de energfa eolica modernas y grandes presentan en muchos casos espacios huecos, que estan separados unos de otros por nervios de union estabilizadores. Se propone conducir aire caliente en el interior de la pala de rotor a lo largo del borde delantero de la pala de rotor hasta cerca de la punta de la pala de rotor, es decir, en la parte de la pala de rotor no orientada hacia el cubo de la pala de rotor aprovechando los espacios huecos de este tipo. Cerca de la punta de la pala de rotor puede estar prevista una abertura en un nervio estabilizador o en otra pared, por la que el aire caliente fluye a un espacio hueco y por ejemplo por una zona central de la pala de rotor hasta la rafz de la pala de rotor, volviendo de este modo en principio al cubo de la pala de rotor. De este modo puede generarse de forma ventajosa una corriente de aire circulante, volviendo a calentarse el aire que vuelve y volviendo a conducirse el mismo nuevamente a lo largo del borde delantero a la pala de rotor. Para ello pueden estar previstos uno o varios ventiladores asf como uno o varios elementos calentadores.

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De forma alternativa o complementaria, un elemento calentador por resistencia electrica, como por ejemplo una estera de calefaccion, o varias de ellas, puede/n estar dispuesto/s en las zonas a calentar de la pala de rotor, en particular puede/n estar incorporado/s allr

Otra forma de realizacion propone que se detecte una temperature en o cerca de la instalacion de energfa eolica, en particular una temperature exterior y que se desconecte la instalacion de energfa eolica cuando la temperature detectada quede por debajo de una temperature minima predeterminada y el parametro de funcionamiento detectado quede por encima de la desviacion predeterminada de la magnitud de referencia. De forma opcional se genera y/o emite una senal de error. Esto esta basado en el conocimiento de que a temperaturas por debajo de 0°C no debe producirse forzosamente una formacion de hielo, pero que sf puede excluirse una formacion de hielo por encima de una temperatura determinada, como por ejemplo de 2°C. El valor de 2°C esta poco por encima del punto de congelacion del agua y, por lo tanto, tiene en cuenta una pequena tolerancia de la medicion de la temperatura o pequenas variaciones locales de la temperatura. Si el criterio de una adherencia de hielo se detecta mediante la comparacion del parametro de funcionamiento con la magnitud de referencia, excluyendo, no obstante, la temperatura exterior que rebasa el valor de temperatura predeterminado una adherencia de hielo, hay que partir de un caro de error y es recomendable al menos parar la instalacion, aunque preferentemente tambien desconectarla. Para la deteccion y la evaluacion del error se propone generar para ello una senal de error y transmitirla a una unidad de control y/o transmitirla mediante una conexion de comunicacion a una central de vigilancia.

Preferentemente se produce solo un calentamiento cuando el valor se queda por debajo de un valor de temperatura predeterminado, como por ejemplo un valor de 2°C. Tambien puede elegirse por ejemplo un valor de 1°C o 3°C.

Segun otra forma de realizacion preferible se propone que un calentamiento no se produzca hasta que el parametro de funcionamiento detectado rebase la desviacion predeterminada de la magnitud de referencia durante un primer tiempo mmimo predeterminado. De este modo se evita que en una primera comparacion entre el parametro de funcionamiento y la magnitud de referencia que indique una adherencia de hielo se proceda inmediatamente a un calentamiento de las palas de rotor. Esto esta basado, por un lado, en el conocimiento de que la formacion de una adherencia de hielo requiere un tiempo predeterminado. Ademas, existe la posibilidad de que una adherencia de hielo reducida vuelva a desaparecer o se reduzca posiblemente en poco tiempo por sf sola. Finalmente, se evita tambien que una posible medicion individual inexacta ya active el calentamiento. El primer tiempo predeterminado tambien puede estar compuesto o puede ser modificado, por lo que puede estar previsto, por ejemplo, un tiempo mmimo de 10 minutos, no siendo necesario requerir que se detecte durante 10 minutos de forma ininterrumpida una adherencia de hielo. Por el contrario, puede estar previsto aumentar este tiempo mmimo anadiendo tiempos en los que en el tiempo intermedio no se haya detectado una adherencia de hielo. De forma ventajosa, una comprobacion de este tipo se realiza mediante contador. Por ejemplo puede realizarse una comparacion entre el parametro de funcionamiento y la magnitud de referencia en un ritmo de un minuto, respectivamente, o en otros tiempos. Cada vez que se detecta aqrn una posible adherencia de hielo, un contador correspondiente aumenta un valor, hasta que haya alcanzado un valor predeterminado de por ejemplo 10. Si en el tiempo intermedio se produce la situacion que no se detecta una adherencia de hielo, el contador tambien puede contar hacia atras.

Preferentemente, al mismo tiempo se tiene en cuenta una temperatura exterior, de modo que en general solo se parte de una adherencia de hielo cuando se alcanza una temperatura exterior predeterminada, p.ej. en el intervalo de 1° a 3°, en particular de 2°C o cuando queda por debajo de esta temperatura y generalmente no se tienen en cuenta tiempos en los que la temperatura exterior es mas elevada. El contador arriba descrito para la deteccion del tiempo mmimo cuenta solo hacia arriba cuando la temperatura exterior es suficientemente baja.

Ademas, se propone de forma complementaria u opcional que una desconexion de la instalacion de energfa eolica no se produzca hasta cuando el primer parametro de funcionamiento este fuera de un intervalo de tolerancia o fuera del segundo intervalo de tolerancia durante un tiempo mmimo predeterminado. Tambien de este modo se evita una desconexion o una parada demasiado por una sensibilidad excesiva.

Es favorable que la instalacion de energfa eolica vuelva a arrancarse despues de un tiempo de reconexion predeterminado tras una parada o una desconexion, es decir, en general despues de haberse detenido, por la deteccion de un parametro de funcionamiento fuera del segundo intervalo de tolerancia. Este tiempo de reconexion puede ser de varias horas, como por ejemplo de 6 horas. Por un lado, en caso de un calentamiento de las palas de rotor en el estado parado puede contarse tras 6 horas con haber conseguido una descongelacion, por otro lado, esto puede ser un tiempo suficiente despues del cual hayan vuelto a cambiar eventuales condiciones meteorologicas. Ahora, la instalacion de energfa eolica puede volver a arrancarse y hacerse funcionar al menos en parte, vigilandose tambien aqrn criterios para la deteccion de una adherencia de hielo. Si aqrn resultan criterios que permiten deducir que hay una adherencia de hielo, no debena esperarse demasiado tiempo hasta volver a parar la instalacion y esperar nuevamente el tiempo de reconexion predeterminado. Por lo tanto, se propone volver a parar la instalacion de energfa eolica cuando el parametro de funcionamiento detectado estaba fuera del segundo intervalo de tolerancia durante un tercer tiempo mmimo predeterminado, que es mas corto que el segundo tiempo mmimo predeterminado. Tambien este tercer tiempo mmimo predeterminado puede vigilarse con ayuda de un contador. Para ello puede usarse el mismo contador que para el segundo tiempo mmimo predeterminado. El tiempo mas corto se realiza en este caso porque el contador no se cambia tras la parada a cero sino que se reduce solo unos pocos valores.

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Correspondientemente, con pocos valores el contador vuelve a estar en su valor maximo, lo que conlleva una parada.

Es favorable que en caso de un calentamiento esto se mantenga durante un cuarto tiempo mmimo predeterminado. Esto esta basado en el conocimiento de que el calentamiento debe conducir a una descongelacion y/o impedir una adherencia de hielo. Aqu se parte de constantes de tiempo termicas, por debajo de las cuales parece poco razonable un calentamiento. Puede calentarse, por ejemplo, durante al menos 10 minutos o durante al menos 20 minutos.

Tambien se propone que tras finalizar un proceso de calentamiento no se produzca un nuevo calentamiento hasta despues de haber pasado un quinto tiempo mmimo predeterminado. De este modo puede evitarse una conexion y desconexion rapida del dispositivo de calefaccion necesario. La especificacion del quinto tiempo mmimo predeterminado puede realizarse por ejemplo mediante el uso de un contador a usar preferentemente para el primer tiempo mmimo predeterminado. Este contador puede reducirse un numero que corresponde al quinto tiempo mmimo predeterminado y para el calentamiento, el contador debena contar hacia arriba correspondientemente lo que corresponde a estos valores.

De acuerdo con la invencion, se propone ademas una instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 7.

Preferentemente, la instalacion de energfa eolica presenta un anemometro. La velocidad del viento se mide mediante el anemometro y puede cogerse un valor de referencia que depende de la velocidad del viento de una curva caractenstica de referencia correspondiente o una tabla de referencia correspondiente. Se usa preferentemente un anemometro ultrasonico, que por sf mismo no presenta piezas moviles. De este modo es posible que haya una formacion de hielo en las palas de rotor, mientras que en el anemometro ultrasonico no se forme hielo o que al menos la formacion de hielo del anemometro ultrasonico sea tan reducida que aun puede medirse de forma fiable una velocidad del viento.

Una instalacion de energfa eolica presenta preferentemente una unidad de control central, con la que puede realizarse un procedimiento de acuerdo con la invencion para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica. La unidad de control puede tener implantada para ello codigos de programa correspondientes para el control y la unidad de control puede comprender ademas una memoria de datos, que comprende una o varias curvas caractensticas de referencia y/o tablas de referencia con magnitudes de referencia, que se usan para la realizacion del procedimiento para el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica.

Es favorable que la curva caractenstica este depositada para al menos un tramo, en particular en el regimen de carga parcial, como funcion cubica, p.ej. para la potencia que depende del numero de revoluciones o para la potencia P como funcion que depende de la velocidad del viento Vw como sigue:

P = a + b*Vw + c*Vw2 +d*Vw3

Los coeficientes a, b, c y d pueden determinarse a partir de valor medidos. Una curva cubica se presenta tambien cuando uno o varios de los coeficientes a, b y c adoptan el valor cero, cuando d no es igual a cero.

Ademas, esta prevista preferentemente un dispositivo de calefaccion, que presenta al menos un ventilador y al menos un elemento calentador, que pueden estar integrados en un aparato. Esta previsto preferentemente un dispositivo de calefaccion de este tipo para cada pala de rotor. Ademas, es favorable que la pala de rotor presente en la zona de su punta de pala de rotor en el interior de la pala de rotor una abertura pasante, para desviar una corriente de aire para el calentamiento en la zona de la punta de pala de rotor.

Segun otra forma de realizacion, se usa de forma alternativa o complementaria un elemento calentador por resistencia, como una estera de calefaccion o una disposicion de varias esteras de calefaccion.

Ademas, se propone un procedimiento no reivindicado para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica con un rotor aerodinamico con al menos una pala de rotor, en el que se vigila si existe una formacion de hielo en la instalacion de energfa eolica, en particular mediante un sensor de hielo para la deteccion de una adherencia de hielo, y en el que se calienta la al menos una pala de rotor cuando se ha detectado una adherencia de hielo, continuandose con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica.

Aqrn puede detectarse una adherencia de hielo con un sensor, o la adherencia de hielo se detecta por ejemplo de la forma anteriormente descrita. Tambien en este procedimiento se propone no desconectar la instalacion en el caso de una adherencia de hielo, sino seguir con el funcionamiento calentando las palas de rotor, en particular debe seguir girando el rotor aerodinamico de la instalacion de energfa eolica y la instalacion de energfa eolica debe seguir alimentando energfa a la red.

Ademas, se propone un procedimiento no reivindicado para el funcionamiento de un paquete eolico, que comprende varias instalaciones de energfa eolica que comunican entre sf, respectivamente con un rotor aerodinamico con al

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menos una pala de rotor, que vigila si existe una formacion de hielo en al menos una de las instalaciones de ene^a eolica, en particular mediante un sensor de hielo para la deteccion de una adherencia de hielo y calentandose la al menos una pala de rotor de cada una de las instalaciones de energfa eolica cuando se ha detectado una adherencia de hielo, continuandose con el funcionamiento de las instalaciones de energfa eolica del parque eolico.

Esto esta basado en el conocimiento de que una deteccion exacta y fiable de una adherencia de hielo puede requerir un sensor especial caro. Las condiciones ambientales, en particular las condiciones meteorologicas que conducen a una adherencia de hielo son, no obstante, al menos similares para las instalaciones de energfa eolica individuales en un parque eolico. Puede ser suficiente vigilar solo una instalacion de energfa eolica, que es representativa para el parque eolico, o al menos para una parte del parque eolico.

La comunicacion entre las instalaciones de energfa eolica de un parque eolico se realiza por ejemplo mediante un sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) adaptada a instalaciones de energfa eolica.

Tambien al usar un sensor para la deteccion de un estado de la formacion de hielo se propone preferentemente adoptar una o varias de las etapas del procedimiento o caractensticas o de los criterios, que se han descrito anteriormente en relacion con la deteccion de una formacion de hielo mediante la comparacion de un parametro detectado con una magnitud de referencia. Esto se refiere en particular, aunque no exclusivamente, al uso de tiempos de retardo y al uso de contadores. Tambien puede usarse la evaluacion de la temperatura exterior de la misma forma, en la medida que esto sea aplicable.

Preferentemente se procede ya a un calentamiento cuando la temperatura exterior quede por debajo de un valor predeterminado como por ejemplo en el intervalo de 1°C a 3°C, en particular 2°C, sin que se hagan mas comprobaciones respecto a la adherencia de hielo. En este caso se renuncia a una deteccion de la adherencia de hielo y por debajo de este valor de temperatura se procede a un calentamiento continuo, hasta que el valor vuelva a estar por encima de la temperatura predeterminada. Aqrn se ha detectado que la energfa adicional generada por la mejora de la aerodinamica de las palas de rotor por la descongelacion del hielo es superior a la energfa usada para el calentamiento. El balance energetico total puede mejorarse, por lo tanto, mediante el calentamiento tambien cuando se calienta siempre cuando hay temperaturas bajas. Se ha detectado que ha de esperarse una mayor perdida de energfa cuando no se combate una adherencia de hielo no detectada que cuando se calienta sin necesidad de ello. Esto es especialmente valido cuando la potencia de calefaccion es controlada en funcion de la energfa generada, como se ha descrito anteriormente.

Una posibilidad de realizar un calentamiento continuo en funcion de la temperatura de este tipo desde el punto de vista de la tecnica de control es poner el intervalo de tolerancia arriba descrito a cero. En el ejemplo de la Figura 1, esto significa que Pcalentamiento se pone al 100% de Popt, o a un valor aun superior.

Segun otra forma de realizacion no reivindicada se propone una pala de rotor para la fijacion en un cubo de la pala de rotor, es decir, un cubo de un rotor de una instalacion de energfa eolica. La pala de rotor comprende un tramo principal, para la fijacion en el cubo. La pala de rotor comprende, ademas, un tramo final para la fijacion en el tramo principal. Adicionalmente puede estar previsto al menos un tramo intermedio y en este caso el tramo final puede estar fijado en el tramo intermedio, es decir, de forma adicional o alternativa.

El tramo principal y el tramo final estan previstos en particular en la fabricacion en primer lugar como partes separadas y se ensamblan mas tarde, en particular en el montaje de la instalacion de energfa eolica. El ensamblaje se realiza preferentemente mediante tornillos. En particular, el cubo porta conforme a lo prescrito el tramo principal y el tramo principal porta el tramo final.

El tramo principal comprende una zona de la rafz de la pala para la fijacion en el cubo y una zona de empalme para la fijacion con el tramo final y/o el o un tramo intermedio, estando previsto en el tramo principal un medio conductor de aire para conducir aire caliente por el tramo principal desde la zona de rafz hasta el tramo final, estando configurado el medio conductor de aire de tal modo que el aire caliente no entra en contacto con el tramo principal durante la conduccion. Por lo tanto, se conduce aire caliente por el tramo principal, aunque este no se usa para calentar el tramo principal sino que solo debe calentar el tramo final.

Preferentemente, esta prevista una pala de rotor que esta caracterizada por que en el tramo principal estan previstas zonas con un dispositivo de calefaccion plano para el calentamiento de la pala de rotor y zonas con un aislamiento termico para impedir una perdida de calor de la pala de rotor, por que el tramo principal esta hecho sustancialmente de metal, en particular de acero, por que el tramo final esta hecho sustancialmente de un material compuesto, en particular de plastico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y/o el tramo final esta parcialmente aislado hacia el exterior.

Estas caractensticas estan previstas preferentemente en combinacion, aunque forman tambien cada una para sf una configuracion favorable. Gracias a una combinacion de un tramo principal de metal con un tramo final de un material compuesto, pueden usarse las ventajas de un material metalico, como estabilidad y proteccion contra los rayos, pudiendo estar prevista al mismo tiempo una pala de rotor comparativamente ligera.

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Ademas, se propone un parque eolico que tiene implementado un procedimiento de acuerdo con la invencion.

A continuacion, se explicara la presente invencion con ayuda de ejemplos de realizacion haciendose referencia a tftulo de ejemplo a las Figuras adjuntas.

La Figura 1 muestra una representacion esquematica una curva caractenstica optimizada en cuanto a la potencia con un primero y un segundo intervalo de tolerancia para la potencia de una instalacion de energfa eolica en funcion de la velocidad del viento.

La Figura 2 muestra una representacion esquematica de curvas caractensticas de potencia similares a la Figura 1, pero para un funcionamiento optimizado en cuanto al sonido.

La Figura 3 muestra una vista esquematica de una pala de rotor en una vista en corte parcial con una corriente de aire circulante indicada en el dibujo.

La Figura 4

muestra una vista esquematica de una pala de rotor segun otra forma de realizacion en una vista en perspectiva, parcialmente en corte.

La Figura 5 muestra un detalle de la pala de rotor de la Figura 4 en otra vista.

Las Figuras descritas a continuacion pueden presentar los mismos signos de referencia o las mismas denominaciones para caractensticas similares, dado el caso no identicas.

La Figura 1 muestra un diagrama, en el que esta representada la potencia de la instalacion de energfa eolica, es decir, la potencia P suministrada por el generador respecto a la velocidad del viento Vw. La curva caractenstica designada con Popt representa un desarrollo de la potencia para el caso de una regulacion optimizada en cuanto a la potencia de la instalacion de energfa eolica, como se ha detectado durante un tiempo de funcionamiento prolongado de la instalacion de energfa eolica en cuestion. Ademas, estan representadas una curva caractenstica de potencia minima Pmin y una curva caractenstica de potencia maxima Pmax. Las dos curvas caractensticas Pmin y Pmax envuelven la curva caractenstica optimizada en cuanto a la potencia Popt al menos en una zona inicial y forman un segundo intervalo de tolerancia Tol2. Cuando la potencia detectada a la velocidad del viento Vw medida al mismo tiempo difiere del valor de referencia Popt hasta tal punto que queda fuera del segundo intervalo de tolerancia Tol2, es decir, que esta situada por debajo de la curva caractenstica Pmin o por encima de la curva caractenstica Pmax, la instalacion de energfa eolica se para y, dado el caso, se desconecta. Pmin puede ascender, por ejemplo en el intervalo de la velocidad del viento nominal Vn hasta la velocidad del viento lfmite Vg a partir de la cual se reduce la potencia de la instalacion de energfa eolica al 75 % de la curva caractenstica optimizada en cuanto a la potencia.

La potencia maxima Pmax solo esta predeterminada para el regimen de carga parcial, es decir, aproximadamente hasta la velocidad del viento nominal Vn. No es necesaria otra definicion del desarrollo de Pmax, porque en el posterior desarrollo, es decir, a partir de velocidades del viento de la velocidad del viento nominal Vn no ha de contarse con potencias mas grandes que el valor correspondiente de Popt.

Ademas, en la Figura 1 esta representada una curva caractenstica Pcalentamiento con lmea de trazo interrumpido. Cuando el valor de potencia medida, pudiendo determinarse el valor medio de la potencia, por ejemplo durante un tiempo determinado, como de 10 minutos, a la velocidad del viento en cuestion difiere del valor optimizado en cuanto a la potencia Popt tanto que el valor queda por debajo de la curva caractenstica Pcalentamiento, pero por encima de la curva caractenstica Pmin, se continua con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica, el rotor sigue girando, se sigue generando potencia y las palas de rotor de la instalacion de energfa eolica siguen calentandose. Por encima de la curva caractenstica optimizada en cuanto de la potencia Popt no esta dibujada una curva caractenstica que habna que entender de forma analoga a Pcalentamiento. Esto significa que al quedar el valor correspondiente por encima de la curva caractenstica Popt, no se procede en ningun caso a un calentamiento de las palas de rotor.

La curva caractenstica representada con lmea de trabo interrumpido Pcalentamiento forma por lo tanto junto con la curva caractenstica de Pmax un primer intervalo de tolerancia Tol-i. Mientras la potencia detectada esta situada en este primer intervalo de tolerancia, ni se inicia un calentamiento de las palas de rotor ni se para la instalacion de energfa eolica. Por el contrario, la instalacion de energfa eolica sigue funcionando sin cambios. Si el valor detectado de la potencia esta situado, no obstante, fuera del primer intervalo de tolerancia, pero dentro del segundo intervalo de tolerancia y, por lo tanto, entre la curva caractenstica representada con lmea de trabo interrumpido Pcalentamiento y la curva caractenstica Pmin, se procede a un calentamiento de las palas de rotor.

El valor de Pcalentamiento en el ejemplo mostrado asciende en particular en el regimen de plena carga aproximadamente a un 90 % del valor de Popt. Tambien en el intervalo restante, el valor de Pcalentamiento puede adoptar por ejemplo un 90 % de Popt.

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Hay que tener en cuenta que los valores para Pcaientamiento y tambien para Pmin se determinan y estan representados para todo el intervalo relevante de velocidades del viento de VCon a Va. No obstante, a partir de aproximadamente la velocidad del viento nominal Vn se vuelve relevante una vigilancia basada en la comparacion de un angulo de pala de rotor detectado con un angulo de pala de rotor depositado en funcion de la velocidad del viento, aunque esto no esta representado en la Figura 1. Se sigue con la vigilancia de Pcalentamiento y Pmin, aunque no perjudica una vigilancia en funcion de la pala de rotor de este tipo y tampoco debena conducir en este intervalo a la deteccion de una adherencia de hielo.

La Figura 2 esta basada en un funcionamiento optimizado en cuanto al sonido. En este funcionamiento optimizado en cuanto al sonido, la potencia no debe rebasar un valor de potencia reducido Ps, para mantener las inmisiones sonoras dentro de unos lfmites. La curva caractenstica espedfica de la instalacion debe estar caracterizada por la curva caractenstica Psopt. En el caso representado en la Figura 2, no obstante, aun no ha terminado la verificacion de la curva caractenstica de potencia para la instalacion. Por lo tanto, esta basada en una curva caractenstica estandar, que no tiene en cuenta esta reduccion y para la que aun no ha podido detectarse por completo una curva caractenstica espedfica de la instalacion que tiene en cuenta esta reduccion. En el intervalo de la velocidad del viento lfmite y tambien antes, Psopt adopta, por lo tanto, aun el valor de la potencia nominal Pn. En el ejemplo mostrado, la instalacion de energfa eolica aun no ha estado funcionando o aun no ha estado funcionando de forma apreciable a velocidades del viento que estan situadas por encima de las velocidades del viento Vh indicadas de forma subsidiaria. Por lo tanto, Psopt adopta en parte aun los valores elevados representados. En cuanto la instalacion de energfa eolica haya estado funcionando suficientes veces a las velocidades del viento restantes, por ejemplo a partir de la velocidad del viento Vh indicada de forma subsidiaria, el valor maximo de la curva caractenstica optimizada Psopt debena presentar el valor de Ps, que aqrn asciende aproximadamente al 50 % de la potencia nominal Pn. La curva caractenstica de potencia Psmin calculada correspondientemente como lfmite inferior esta orientada en el desarrollo en parte aun no correcto de Psopt. Asf, el desarrollo Psmin adopta en el intervalo entre la velocidad del viento subsidiara y la velocidad del viento lfmite Vg el valor del 75 % de Psopt. si ahora la instalacion de energfa eolica se hace funcionar, por primera vez, con una velocidad del viento en este intervalo, se ajusta una potencia que no rebasa el valor Ps, porque esto es el lfmite superior absoluto en el presente caso. No obstante, para una velocidad del viento Vh, una potencia de este tipo esta por debajo de Psmin. En consecuencia, debena pararse la instalacion de energfa eolica. Para evitar una parada no deseada de este tipo, se determina un valor mmimo limitado para Psmin, que esta representado como curva caractenstica PsminB. Esta curva caractenstica esta situada aproximadamente un 75 % por debajo de la curva caractenstica actual de Psopt, pero como maximo hasta un 75 % del valor maximo admisible de Ps. Por lo tanto, no se procede a una parada de la instalacion de energfa eolica hasta que se produzca un valor de potencia por debajo de esta curva caractenstica PsminB.

En la Figura 2 tambien puede verse que para las velocidades del viento, para las que el valor de potencia Psopt no rebasa la potencia maxima admisible, optimizada en cuanto al sonido Ps, coincide el desarrollo de la curva caractenstica Psmin y de la curva caractenstica PsminB. En principio, la problematica no influye en el desarrollo de la curva caractenstica de potencia maxima Psmax, terminando la curva caractenstica de Psmax al alcanzarse la potencia Ps maxima optimizada en cuanto al sonido.

Las Figuras 1 y 2 muestran una instalacion con una potencia nominal de 2000 kW y un desarrollo de la curva caractenstica optimizada en cuanto al sonido de un valor de potencia de 1000 kW en la Figura 2 como Psopt.

La pala de rotor 1 de la Figura 3 presenta un borde delantero 2 y un borde posterior 4. Ademas, esta representada una rafz de pala de rotor 6, con la que la pala de rotor 1 se fija en un cubo de la pala de rotor. Finalmente esta representada una punta de pala de rotor 8, que se encuentra en el lado no orientado hacia la rafz de la pala de rotor 6.

Para el calentamiento de la pala de rotor 8 esta representado un dispositivo de calefaccion 10, que esta dispuesto en la zona de la rafz de la pala de rotor 6. son concebibles otras formas de realizacion, en las que el dispositivo de calefaccion 10 no esta dispuesto en la pala de rotor sino en el cubo de la pala de rotor, directamente al lado de la rafz de la pala de rotor. El dispositivo de calefaccion 10 tambien podna estar fijado en el cubo de la pala de rotor, pero de tal modo que se asoma a la zona de rafz de la rafz de la pala de rotor 6. El dispositivo de calefaccion 10 esta dispuesto preferentemente de tal modo que se evita una conexion electrica entre la pala de rotor 1 y el cubo del rotor.

El dispositivo de calefaccion 10 esta representado aqrn solo como sfmbolo, presentando un ventilador y al menos un elemento calentador; en particular un elemento calentador por resistencia, como por ejemplo alambres de calefaccion. El dispositivo de calefaccion 10 sopla a continuacion aire caliente, que se ha calentado al menos un poco, a lo largo de una primera camara 12, que esta dispuesta directamente al lado del borde delantero 2. El aire caliente generado esta simbolizado aqrn como corriente de aire 14 mediante flechas. La corriente de aire caliente 14 fluye a continuacion hasta cerca de la punta de pala de rotor 8 y entra allf a traves de una abertura 16, que esta dispuesta en una pared 18. De este modo, el aire llega a una camara central 20 y fluye en esta como corriente de retorno 22, que esta simbolizado mediante flechas correspondientes, a la rafz de la pala de rotor 6. El aire que vuelve con la corriente de retorno 22 vuelve a aspirarse en la zona de la rafz de la pala de rotor 6 mediante el dispositivo de calefaccion 10, se calienta y se vuelve a soplar en la primera camara 12.

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El calentamiento se realiza, por lo tanto, sustancialmente mediante una corriente de aire circulante. Hay que tener en cuenta que la pala de rotor 1 para explicar la funcionalidad del calentamiento solo esta representada de forma esquematica. En particular, la primera camara 12 y la camara central 20 estan representadas aqu de forma muy simplificada.

La deteccion de la adherencia de hielo mediante vigilancia de la potencia de la instalacion, en la que esta basado el presente procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica, esta basada en que por la formacion de hielo cambian las propiedades aerodinamicas de una pala de rotor. Para poder medir y vigilar estas propiedades aerodinamicos, espedficas de la instalacion, es necesario o al menos deseable registrarlas, cuando la instalacion esta funcionando de forma no limitada, es decir, cuando en particular no esta limitada en cuanto a la potencia, para comparar estas propiedades o valores correspondientes posteriormente con datos que se miden a temperaturas alrededor o por debajo del punto de congelacion.

En la primera puesta en marcha, se toma como base una curva caractenstica de potencia estandar tfpica para la pala de rotor de la instalacion correspondiente y se almacena en el control de la instalacion de energfa eolica. Esta curva caractenstica es una curva caractenstica de potencia medida respecto a la velocidad del viento para el tipo de instalacion o el tipo de pala correspondiente.

En caso de temperaturas exteriores superiores a +2°C, esta llamada curva caractenstica por defecto se corrige gradualmente en funcion de la velocidad del viento medida. Para ello se forma respectivamente un valor medio de la velocidad del viento y de la potencia, tfpicamente durante 60 s. Para compensar variaciones de la densidad, que son provocadas por temperaturas diferentes del aire, la potencia medida es provista respectivamente de una correccion en funcion de la temperatura exterior. De este modo apenas tiene importancia si la curva caractenstica se registra a +3°C o a +30°C. El valor de la curva caractenstica de potencia que pertenece a la velocidad del viento medida se corrige a continuacion en funcion de la potencia medida lo que corresponde a una pequena parte de la desviacion del valor almacenado hacia arriba o hacia abajo. De este modo se forma una curva caractenstica de potencia espedfica de la instalacion respecto a la velocidad del viento medida, segun el tiempo que la instalacion ha estado funcionando a diferentes velocidades del viento.

La correccion de la curva caractenstica se realiza solo en caso de que la instalacion este funcionando sin lfmites. Esto significa, que ni se han hecho retroceder las palas de rotor mas alla del angulo de pala mmimo predeterminado, es decir, que no esta ajustado su angulo de paso hacia atras, ni la potencia de la instalacion esta limitada por una potencia maxima, que esta por debajo de la potencia nominal ajustada. Ademas, la correccion de la curva caractenstica se realiza, como ya se ha mencionado anteriormente, solo a temperaturas exteriores superiores a +2°C, puesto que por debajo de esta temperatura existe el peligro de una adherencia de hielo, lo que conducina a una alteracion de la curva caractenstica y volvena inefectiva la deteccion de la adherencia de hielo.

Puesto que las instalaciones se hacen funcionar en el funcionamiento optimizado en cuanto a la potencia y optimizado en cuanto al sonido con diferentes parametros, es necesario registrar curvas caractensticas independientes para los dos estados de funcionamiento. Los contenidos de las curvas caractensticas de potencia almacenadas para el funcionamiento optimizado en cuanto a la potencia y optimizado en cuanto al sonido pueden indicarse y/o seleccionarse manualmente.

Las curvas caractensticas de potencia se registran en el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica, parandose el registro a temperaturas inferiores o iguales a +2°C y empezandose con la deteccion de la adherencia de hielo. Para ello se usa un contador, que cuenta hacia arriba a temperaturas exteriores por debajo de 2°C y que almacena correspondientemente de forma permanente la posibilidad de una formacion de hielo de la instalacion. A temperaturas exteriores < +2°C, el temporizador para la adherencia de hielo cuenta hacia arriba en un minuto a 360°C. Cuando se ha alcanzado este valor, el control detecta que es posible una formacion de hielo y se activa un procedimiento correspondiente para la deteccion de la adherencia de hielo. Es cuando la temperatura exterior es superior a 2°C, cuando el temporizador vuelve a contar lentamente hacia cero. Esta velocidad al contar hacia abajo depende de la temperatura exterior. Cuanto mas elevada sea la temperatura exterior, tanto mas rapidamente el temporizador volvera a contar hasta cero y se termina la deteccion de la adherencia de hielo y se sigue con el registro de las curvas caractensticas.

Cuando en principio es posible una formacion de hielo por temperaturas bajas, el control comienza a comparar la potencia media actualmente medida con la curva caractenstica almacenada. Para ello se determinan con ayuda de los parametros ajustados para la vigilancia de la curva caractenstica de potencia una potencia maxima y una minima respecto a la velocidad del viento media respectivamente medida.

Se determina, por ejemplo, una banda de tolerancia alrededor de la curva caractenstica registrada, cuya anchura puede ser diferente. Puede tomarse como base por ejemplo una anchura del intervalo de tolerancia hasta una velocidad del viento de 10,5 m/s. Puede usarse un valor de tolerancia que indica la distancia entre la curva caractenstica registrada y un lfmite inferior o superior. Con ayuda de este valor se calcula con ayuda de la curva caractenstica de potencia almacenada una ventana de potencia en la que debe moverse la potencia de la instalacion. El valor inferior de la ventana de potencia es el valor de potencia de la curva caractenstica almacenada,

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a la velocidad del viento medida menos el valor de tolerancia indicado. El valor superior es el valor de la curva caractenstica de potencia que pertenece a la velocidad del viento medida mas dicho valor de tolerancia.

El valor de tolerancia puede indicarse por ejemplo como valor relativo de la curva caractenstica de potencia y puede ascender por ejemplo a un 75 % del valor de potencia correspondiente de la curva caractenstica de potencia. Dicho de otro modo, la tolerancia es del 25 % por debajo o por encima de la curva caractenstica.

En cuanto se suponga una formacion de hielo en las palas de rotor y la potencia P, de la que se ha calculado tfpicamente durante 60 segundos el valor medio, que tambien puede denominarse la potencia actual Pact, queda por debajo de un valor lfmite inferior Pmin, un contador correspondiente aumenta lo que corresponde al valor 1. La instalacion se para con un estado “deteccion de adherencia de hielo: rotor (medicion de la potencia)”, en cuanto el contador haya alcanzado el valor 30.

La instalacion vuelve a reanudar el funcionamiento automaticamente cuando la temperatura exterior haya subido durante suficiente tiempo a un valor de mas de 2°C y un temporizador haya contado correspondientemente de nuevo a cero para la deteccion de una adherencia de hielo. De forma similar, reanuda el funcionamiento automaticamente despues de haberse realizado una descongelacion de la pala. Aunque aun sea posible una formacion de hielo, la instalacion hace en este caso por ejemplo despues de un penodo de tiempo de 6 horas un intento de arranque, para comprobar si las palas de rotor vuelven a estar sin hielo. Para ello, el contador arriba indicado se pone de 30 a 27. En cuanto la instalacion haya arrancado, vuelve a vigilarse la potencia. En caso de que las palas aun presenten hielo, esto podna conducir a que el contador vuelva a contar hacia arriba y la instalacion vuelve a pararse ya despues de tres fases de conteo, es decir, en el presente ejemplo despues de tres minutos. Si las palas ya no presentan hielo o ya presentan solo poco hielo, el contador vuelve a contar hacia abajo y la instalacion sigue funcionando. Gracias a esta funcion, pueden acortarse los tiempos de parada por adherencia de hielo.

Segun una forma de realizacion de una instalacion de energfa eolica esta prevista una calefaccion de pala por aire circulante. La calefaccion de pala por aire circulante esta formada por un ventilador de calefaccion con una potencia de 20 kW por pala, en otra realizacion son 25 kW por pala, que esta montada en la pala y que impulsa aire calentado hasta 72 °C a lo largo del borde delantero de la pala hacia la punta de la pala. De este modo es posible descongelar las palas de rotor con la instalacion parada, asf como, en la mayona de los casos, mantener las palas de rotor sin hielo con la instalacion en funcionamiento. El presente procedimiento se refiere, por lo tanto, tanto a un procedimiento con el que puede detectarse y eliminarse una adherencia de hielo, como a un procedimiento que puede usarse sustancialmente de forma preventiva, para impedir o prevenir la adherencia de hielo o al menos para impedir o prevenir que la misma siga aumentando.

Ademas de una calefaccion de pala por aire circulante se propone segun otra forma de realizacion una calefaccion por tejido, que entra en el concepto general de un elemento calentador por resistencia electrica o de una calefaccion por resistencia electrica. Aqrn se calienta una tela metalica laminada en la pala mediante un transformador de separacion con una corriente elevada. Las calefacciones de este tipo funcionan en particular con potencias entre 8 kW y 15 kW por pala. El tipo de funcionamiento explicado de la instalacion de energfa eolica puede usar en principio los dos tipos de calefacciones de las palas.

En principio puede realizarse con una calefaccion de pala de este tipo tambien una descongelacion manual. No obstante, si el funcionamiento de la calefaccion de pala esta en un modo automatico, la calefaccion de pala se conecta en cuanto un contador de una deteccion de la adherencia de hielo haya alcanzado un valor correspondiente, cumpliendose los criterios arriba descritos. Tfpicamente, un contador de este tipo debe alcanzar en primer lugar un valor que corresponde al menos a 10 minutos. La calefaccion de pala sigue funcionando en este caso por ejemplo durante al menos 20 minutos. De este modo se descongela el hielo que ya se ha formado en las palas de rotor. El rendimiento del rotor mejora y los contadores de la deteccion de la adherencia de hielo vuelven a contar hacia cero, si la descongelacion ha sido al menos en parte satisfactoria. De este modo se impide que la instalacion deba pararse por la adherencia de hielo, con una duracion minima de la conexion de la calefaccion.

Es posible especificar el consumo maximo de potencia de la calefaccion de pala. Este valor puede ajustarse segun una forma de realizacion entre 0 kW y 85 kW. El valor maximo de 85 kW esta compuesto por aproximadamente 3 x 25 kW para los tres convectores radiadores y 3 x 3,3 kW para los tres ventiladores.

La calefaccion de pala consume en este caso, teniendose en cuenta la potencia actual de la instalacion, como valor medio calculado a lo largo de cinco minutos, respectivamente, no mas que dicha consumo de potencia ajustado. Si se ajusta p.ej. como consumo de potencia un valor de 40 kW, la calefaccion de pala funciona con la instalacion parada o una potencia de la instalacion de 0 kW con un maximo de 40 kW, es decir, 10 kW para el ventilador y 3 x 10 kW para la calefaccion. Si el funcionamiento de la calefaccion de pala esta conectada cuando la instalacion esta funcionando, la calefaccion de pala se hace funcionar tambien con una mayor potencia a medida que aumenta la potencia de la instalacion y alcanza a partir de una potencia de la instalacion de 30 kW, esto pueden ser por ejemplo 45 kW en otra instalacion, la potencia maxima de 70 KW, lo que puede ser en otra instalacion por ejemplo 85 kW.

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La duracion mmima de calentamiento de la calefaccion de pala puede elegirse por ejemplo entre una hora y diez horas. La duracion del calentamiento depende en primer lugar del consumo de potencia ajustado y de la temperature exterior. Ademas hay que tener en cuenta la velocidad del viento y el grado de la formacion de hielo. La experiencia muestra que en la mayona de los casos puede bastar con una duracion del calentamiento de tres horas a cuatro horas.

Las Figuras 4 y 5 muestran una forma de realizacion de una pala de rotor de varias partes. La pala de rotor 400 presenta un tramo principal 402 y un tramo final 404. El tramo principal 402 presenta una zona de empalme 406 y una zona de rafz de pala 408. El tramo principal esta unido en la zona de empalme 406 con el tramo final 404. Ademas, existe un segmento de borde posterior 410, que esta fijado en el tramo principal.

En el tramo principal esta dispuesto un tubo conductor de aire 412 como medio conductor de aire. El tubo conductor de aire 412 esta acoplado con un ventilador de calefaccion 414 para generar y transportar aire caliente. El ventilador de calefaccion puede estar realizado como ventilador con convector radiador. El ventilador de calefaccion 414 esta dispuesto en la zona de la rafz de pala 408 del tramo principal 402 y genera allf el aire caliente y lo sopla al interior del tubo conductor de aire 412. El tubo conductor de aire 412 conduce el aire caliente por el tramo principal 402 a la zona de empalme 406, que entra allf en el tramo final 404 para calentarlo. El aire caliente se conduce, por lo tanto, por el tubo conductor de aire 412, sin salir aqrn al tramo principal 402. El aire caliente conducido en el tubo conductor de aire 412 no se usa, por lo tanto, para el calentamiento del tramo principal 402. En lugar del medio conductor de aire 412 tambien puede usarse por ejemplo un tubo flexible u otro medio adecuado, con el que se conduce el aire caliente en este sentido por la parte principal. El medio conductor de aire, en particular el tubo conductor de aire, puede presentar un aislamiento, para mantener lo mas reducida posible una cesion de calor no deseada del aire caliente.

En el tramo final 406 estan previstos medios conductores de aire, como nervios 414, que conducen el aire caliente de tal modo por el interior del tramo final que el tramo final se calienta por ello. Como nervios se usan preferentemente almas de apoyo presentes en la pala de rotor. Los nervios conducen el aire caliente en un recorrido de ida, que esta designado con la flecha 416, hasta una punta de pala de rotor 418. Poco antes de la punta de pala de rotor 418 se desvfa el aire y vuelve por un recorrido de retorno, que esta designado con la flecha 420, nuevamente a la zona de empalme 406. Mediante el calentamiento debe realizarse en particular una descongelacion. En el tramo final 406, en la zona en la que el aire retorna, que esta designada con la flecha 420, puede estar previsto un aislamiento termico para evitar perdidas de calor en este lugar.

Desde la zona de empalme 406, el aire retorna a traves del tramo principal 402 hacia atras a la zona de rafz 408, en la que se encuentra el ventilador de calefaccion 414. Aqrn, el aire fluye por un recorrido de retorno designado con la flecha 422, a diferencia del recorrido de ida, sin otro medio conductor de aire por el espacio interior del tramo principal.

Como alternativa, para este recorrido de retorno tambien puede estar previsto un medio conductor de aire, que puede presentar un aislamiento adicional para evitar una cesion de calor y, por lo tanto, una perdida de calor.

El ventilador de calefaccion 414 esta dispuesto en la zona de la rafz de pala 408, que presenta una brida de fijacion 424 para la fijacion en un cubo de la pala de rotor. De este modo, el ventilador de calefaccion 414 esta dispuesto en la zona del cubo de la pala de rotor y por lo tanto es bien accesible para trabajos de mantenimiento. Por lo tanto, puede alimentarse aire caliente para el calentamiento del tramo final 404 de forma sencilla desde una posicion cerca del cubo del rotor. El tramo principal 402 esta hecho preferentemente de metal, como p.ej. acero, como en la pala de rotor 400 mostrada, por lo que queda realizada una proteccion contra rayos para el ventilador de calefaccion, porque el tramo principal actua como jaula de Faraday, en la que esta dispuesto el ventilador de calefaccion. El tramo final puede estar hecho, al igual que en el ejemplo mostrado, de un material compuesto de fibra de vidrio (PRFV).

Para el calentamiento del tramo principal estan previstas esteras de calefaccion 426.

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de ene^a eolica con un rotor aerodinamico con al menos una pala de rotor (1), comprendiendo las etapas:

   - funcionamiento de la instalacion de energfa eolica en un punto de funcionamiento en funcion de la velocidad del viento (Vw),

   - deteccion de un parametro de funcionamiento (P) del punto de funcionamiento,

   - comparacion del parametro de funcionamiento (P) detectado con una magnitud de referencia predeterminada (Popt), caracterizado por que

   - se predetermina un primer intervalo de tolerancia (Toll) y un segundo intervalo de tolerancia (Tol2) para la magnitud de referencia (Popt) en cuestion,

   - estando situado el primer intervalo de tolerancia (Toll) dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2) y

   - realizandose un calentamiento de la al menos una pala de rotor (1) continuandose con el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica cuando el punto de funcionamiento (P) detectado esta situado fuera del primer intervalo de tolerancia (Toll) y dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2) y

   - deteniendose la instalacion de energfa eolica, es decir, parandose y/o desconectandose cuando el primer parametro de funcionamiento detectado esta situado fuera del primer intervalo de tolerancia y del segundo intervalo de tolerancia (Toll, Tol2).
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que

   - el punto de funcionamiento (P) detectado es la potencia, en particular la potencia electrica generada por la instalacion de energfa eolica,

   - por que se detecta la velocidad del viento actual y la magnitud de referencia (Popt) depende de la velocidad del viento, en particular por que la magnitud de referencia (Popt) esta depositada como curva caractenstica de referencia que depende de la velocidad del viento y/o

   - por que se usa como magnitud de referencia (Popt) al menos para intervalos parciales de la velocidad del viento y/o para un tiempo de transicion un valor maximo del parametro de funcionamiento correspondiente.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que para el calentamiento de la al menos una pala de rotor (1)

   - se alimenta aire caliente a la pala de rotor (1) y se conduce por un recorrido de flujo por la pala de rotor, para calentar la pala de rotor (1) desde el interior y/o por que

   - la pala de rotor se calienta mediante al menos un elemento calentador por resistencia electrica previsto en la pala de rotor (1).
4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

   - se detecta una temperatura en o cerca de la instalacion de energfa eolica, y

   - se detiene la instalacion de energfa eolica, es decir, se para y/o se desconecta cuando la temperatura detectada queda por debajo de una temperatura minima predeterminado y cuando el parametro de funcionamiento (P) detectado esta fuera del primer intervalo de tolerancia (Tol1) y dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2),

   - generandose y/o emitiendose de forma opcional una senal de error.
5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

   - no se procede a un calentamiento hasta cuando el parametro de funcionamiento (P) detectado estaba situado durante un tiempo mmimo predeterminado fuera del primer intervalo de tolerancia (Tol1) y dentro del segundo intervalo de tolerancia (Tol2),

   - la parada y/o desconexion de la instalacion de energfa eolica no se produce hasta que el parametro de funcionamiento (P) detectado estaba situado durante un segundo tiempo mmimo predeterminado fuera del segundo intervalo de tolerancia (Tol2),

   - cuando se ha parado o la instalacion de energfa eolica, porque el punto de funcionamiento (P) detectado estaba situado fuera del segundo intervalo de tolerancia (Tol2), esta vuelve a arrancarse nuevamente tras un tiempo de reconexion predeterminado y se vuelve a parar la instalacion de energfa eolica cuando el parametro de funcionamiento (P) detectado estaba situado fuera del segundo intervalo de tolerancia (Tol2) durante un tercer tiempo mmimo predeterminado y el tercer tiempo mmimo predeterminado es mas corto que el segundo tiempo mmimo predeterminado,

   - en caso de un calentamiento, este se mantiene durante un cuarto tiempo mmimo predeterminado y/o

   - tras finalizar un proceso de calentamiento no se procede a un nuevo calentamiento hasta despues de haber pasado un quinto tiempo mmimo predeterminado.
6. 6. Instalacion de energfa eolica con un control programado para la realizacion de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.
7. 7. Instalacion de energfa eolica de acuerdo con la reivindicacion 6 con una pala de rotor (400) para la fijacion en un cubo de un rotor de la instalacion de energfa eolica y la pala de rotor (400) comprende

   - un tramo principal (402), para la fijacion en el cubo y

   - un tramo final (404) para la fijacion en el tramo principal (402) y/o en un tramo intermedio,

   el tramo principal comprende

   - una zona de rafz de pala (408) para la fijacion en el cubo y

   - una zona de empalme (406) para la fijacion con el tramo final (404) y/o el o un tramo intermedio, estando previsto en el tramo principal (402) un medio conductor de aire (412) para conducir aire caliente por el tramo principal (402)

   5 desde la zona de rafz (408) hasta el tramo final (404), estando configurado el medio conductor de aire (412) de tal modo que el aire caliente no entre en contacto con el tramo principal (402) durante la conduccion.
8. 8. Instalacion de energfa eolica de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizada por que

   en el tramo principal (402) estan previstas zonas con un elemento de calefaccion (426) plano para el calentamiento 10 de la pala de rotor (400) y zonas con un aislamiento termico para impedir una perdida de calor de la pala de rotor, el tramo principal (402) esta hecho sustancialmente de metal, en particular de acero,

   el tramo final (404) esta hecho sustancialmente de un material compuesto, en particular de plastico reforzado con fibra de vidrio y/o

   el tramo final (404) esta parcialmente aislado hacia el exterior.

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9. 9. Instalacion de energfa eolica de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada por que esta previsto un anemometro, en particular un anemometro ultrasonico, para la medicion de la velocidad del viento actual.
10. 10. Instalacion de energfa eolica de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada por que para la 20 realizacion del procedimiento para el funcionamiento de la instalacion de energfa eolica esta prevista una unidad de

    control central y/o esta previsto un elemento de calefaccion para el calentamiento de la al menos una pala de rotor (1, 400).