ES2625496T3 - Sistema y procedimiento de control de emisión acústica de turbina eólica - Google Patents

Sistema y procedimiento de control de emisión acústica de turbina eólica Download PDF

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Abstract

Una turbina (10) eólica que comprende: al menos una pala (24) montada de manera operativa en la turbina (10) eólica, estando la al menos una pala (24) unida a un cubo (22) de un rotor (18), teniendo el rotor un árbol (30) del rotor en comunicación con un generador (26); estando el generador (26) configurado para convertir par de torsión en potencia eléctrica; y un controlador (40) configurado para ajustar selectivamente un parámetro operativo en respuesta al ruido generado que está por encima de un valor predeterminado; comprendiendo el parámetro operativo un ángulo de paso de la al menos una pala (24); caracterizada porque el ajuste selectivo del paso de la pala (24) corresponde a una relación entre la potencia acústica radiada por la turbina (10) eólica, el paso de la pala (24), una relación operativa entre velocidad de la punta y una velocidad del rotor, en la que la relación entre velocidad de la punta es la relación de la velocidad de la punta de la pala respecto a la velocidad del viento a la altura del cubo (22).

Description

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DESCRIPCION
Sistema y procedimiento de control de emision acustica de turbina eolica
La presente divulgacion se dirige generalmente a un sistema para controlar la operacion de una turbina eolica y especialmente a un sistema que cumple unos niveles de ruido espedficos con una perdida mmima en la produccion de energfa.
Los sistemas de energfa eolica han ganado mas y mas importancia como fuente de energfa en los ultimos anos. Ya que las areas adecuadas para su operacion economica son relativamente escasas en un numero de pafses, un numero creciente de sistemas de energfa eolica se ubican cerca de areas pobladas. Ya que el funcionamiento de las turbinas eolicas en los sistemas de energfa eolica provoca ruido, esto conduce a diversos problemas tal como la resistencia de los vecindarios y similares. Una variedad de factores contribuyen a la emision de ruido general de tales sistemas tal como las emisiones de ruido de maquinaria (de naturaleza tonal) y emisiones de ruido aerodinamico (de naturaleza mas amplia).
Los procedimientos para reducir las emisiones de ruido de los sistemas de energfa eolica se han analizado durante mucho tiempo. Por ejemplo, se ha propuesto reducir el ruido aerodinamico provocado por las palas a traves de un control de velocidad/par de torsion del sistema para mantener la velocidad de la turbina baja durante ciertos intervalos de tiempo, por ejemplo, durante la noche.
Esta bien establecido que para limitar el ruido generado por una pala de turbina eolica, la velocidad maxima de la punta a la que las palas rotan puede reducirse. La limitacion de la velocidad de la punta requiere una reduccion en la potencia nominal para limitar el par de torsion generado en el tren de accionamiento de la turbina. Esto reduce la produccion de energfa anual de la turbina.
Lo que se necesita es un procedimiento y sistema de limitacion del ruido generado por una turbina eolica con una velocidad de la punta reducida o una reduccion eliminada.
En una realizacion ejemplar de acuerdo con la presente invencion, un procedimiento para controlar el ruido generado a partir de una turbina eolica incluye ajustar selectivamente el angulo de paso de la pala en respuesta a una cantidad de ruido generado que esta por encima de una cantidad predeterminada, y mantener la cantidad de ruido generado en o por debajo de la cantidad predeterminada de ruido.
En otra realizacion ejemplar, una turbina eolica incluye al menos una pala montada de manera operable en la turbina eolica, la al menos una pala unida a un rotor que tiene un arbol del rotor, estando el arbol del rotor en comunicacion con un generador, configurado el generador para convertir par de torsion en potencia electrica, y un controlador configurado para ajustar selectivamente un parametro operativo en respuesta a un ruido generado que esta por encima de un valor predeterminado. En la realizacion, el parametro operativo puede ser un angulo de paso de la al menos una pala.
En otra realizacion ejemplar, un parque de turbinas eolicas incluye una pluralidad de turbinas eolicas. En la realizacion, al menos una de la pluralidad de turbinas eolicas incluye al menos una pala montada de manera operable en la turbina eolica, la al menos una pala unida a un rotor que tiene un arbol del rotor, estando el arbol del rotor en comunicacion con un generador, el generador configurado para convertir el par de torsion en potencia electrica, y un controlador capaz de ajustar selectivamente un parametro operativo en respuesta a un ruido generado que esta por encima de una cantidad predeterminada de ruido. En la realizacion, el parametro operativo puede ser un angulo de paso de la al menos una pala.
Una ventaja de ciertos aspectos de la presente divulgacion es permitir controlar y/o reducir las emisiones acusticas con poca o sin perdida de produccion de energfa.
Otra ventaja de la presente divulgacion es que un sistema de control y una metodologfa pueden implementarse facilmente en sistemas eolicos con poco o sin ningun equipo o hardware adicional.
Otra ventaja de la presente divulgacion es la capacidad de mantener la velocidad de punta nominal de la turbina eolica incluso durante momentos cuando las emisiones acusticas son limitadas.
Diversas caractensticas y ventajas de la presente divulgacion seran aparentes a partir de la siguiente descripcion mas detallada de la realizacion preferente, tomada junto con los dibujos adjuntos que ilustran a modo de ejemplo los principios de la divulgacion, y en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de una realizacion ejemplar de una turbina eolica de acuerdo con la divulgacion.
La Figura 2 es una vista en perspectiva parcial transversal de una porcion de la turbina eolica mostrada en la Figura 1 de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion.
La Figura 3 es un diagrama esquematico de una turbina eolica mostrada en las Figuras 1 y 2.
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La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una realizacion ejemplar de un procedimiento para controlar la turbina eolica mostrada en las Figuras 1-3.
La Figura 5 es un grafico que ilustra la variacion en la potencia acustica general de la turbina eolica relativa a la relacion entre velocidad de la punta y el angulo de paso de las palas, para un valor determinado de velocidad del rotor.
Donde sea posible, los mismos numeros de referencia se usaran a traves de los dibujos para representar las mismas partes.
Tal como se usa en el presente documento, el termino "pala" va destinado a ser representativo de cualquier dispositivo que proporcione fuerza reactiva cuando esta en movimiento en relacion con un fluido circundante. Tal como se usa en el presente documento, el termino “turbina eolica” va destinado a ser representativo de cualquier dispositivo que genere energfa rotativa a partir de la energfa eolica, y mas espedficamente, que convierta la energfa cinetica del viento en energfa mecanica. Tal como se usa en el presente documento, el termino "generador eolico" va destinado a ser representativo de cualquier turbina eolica que genera potencia electrica a partir de la energfa rotativa generada de la energfa eolica, y mas espedficamente, que convierta energfa mecanica convertida desde energfa cinetica del viento en potencia electrica. Tal como se usa en el presente documento, el termino "aerogenerador" va destinado a ser representativo de cualquier turbina eolica que usa energfa rotativa generada a partir de energfa eolica, y mas espedficamente, energfa mecanica convertida a partir de energfa cinetica del viento, para un fin predeterminado distinto de generar potencia electrica, tal como, pero sin limitarse a, bombear un fluido y/o moler una sustancia. Tal como se usa en el presente documento, el termino "relacion entre velocidad de la punta" va destinado a ser representativo de cualquier relacion de la velocidad de la punta de la pala mediante la velocidad del viento a la altura del cubo.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una turbina 10 eolica ejemplar de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion. La Figura 2 es una vista en perspectiva parcial transversal de una porcion de la turbina 10 eolica de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion. La Figura 3 es un diagrama esquematico de la turbina 10 eolica. La turbina 10 eolica descrita e ilustrada en el presente documento es un generador eolico para generar potencia electrica a partir de energfa eolica. Sin embargo, en algunas realizaciones, la turbina 10 eolica puede, ademas o como alternativa a un generador eolico, ser cualquier tipo de turbina eolica, tal como pero sin limitarse a, un aerogenerador (no se muestra). Ademas, la turbina 10 eolica descrita e ilustrada en el presente documento incluye una configuracion de eje horizontal. Sin embargo, en algunas realizaciones, la turbina 10 eolica puede incluir, ademas o como alternativa a la configuracion de eje horizontal, una configuracion de eje vertical (no se muestra). La turbina 10 eolica puede acoplarse a una carga electrica (no se muestra), tal como, pero sin limitarse a, una red de potencia (no se muestra) para recibir potencia electrica desde allf para accionar la operacion de la turbina 10 eolica y/o sus componentes asociados y/o para suministrar potencia electrica generada por la turbina 10 eolica hasta allf. Aunque solo una turbina 10 eolica se muestra en las Figuras 1-3, en algunas realizaciones una pluralidad de turbinas 10 eolicas pueden agruparse, algunas veces denominadas "parque eolico".
La turbina 10 eolica incluye un cuerpo 16, algunas veces denominado "gondola", y un rotor (indicado generalmente mediante 18) acoplado al cuerpo 16 para la rotacion con respecto al cuerpo 16 en torno a un eje 20 de rotacion. En la realizacion ejemplar, la gondola 16 se monta en una torre 14. La altura de la torre 14 puede ser cualquier altura adecuada que permita que la turbina 10 eolica funcione como se ha descrito en el presente documento. El rotor 18 incluye un cubo 22 y una pluralidad de palas 24 (algunas veces denominadas "perfiles aerodinamicos") que se extienden radialmente hacia fuera desde el cubo 22 para convertir energfa eolica en energfa rotativa. Cada pala 24 tiene una punta 25 colocada en un extremo de la misma que es distante respecto al cubo 22. Aunque el rotor 18 se describe e ilustra en el presente documento como teniendo tres palas 24, el rotor 18 puede tener cualquier numero de palas 24. Las palas 24 pueden tener cada una cualquier longitud (ya este o no descrita en el presente documento).
A pesar de como las palas 24 del rotor se ilustran en la Figura 1, el rotor 18 puede tener palas 24 de cualquier forma, y puede tener palas 24 de cualquier tipo y/o cualquier configuracion, ya este tal forma, tipo y/o configuracion descrita y/o ilustrada en el presente documento. Otro ejemplo de un tipo, forma y/o configuracion de palas 24 del rotor es una turbina de tipo darrieus, algunas veces denominada turbina "batidora de huevos". Otro ejemplo adicional de un tipo, forma y/o configuracion de palas 24 del rotor es una turbina eolica savonious. Incluso otro ejemplo de otro tipo, forma y/o configuracion de palas 24 del rotor es un aerogenerador tradicional para bombear agua, tal como, pero sin limitarse a, rotores de cuatro palas que tienen obturadores de madera y/o velas de tela. Ademas, la turbina 10 eolica puede, en algunas realizaciones, ser una turbina eolica en la que el rotor 18 generalmente se orienta contra el viento para emplear la energfa eolica y/o puede ser una turbina eolica en la que el rotor 18 se orienta generalmente a favor del viento para emplear energfa. De hecho, en cualquier realizacion, el rotor 18 puede no orientarse exactamente contra el viento y/o a favor del viento, sino que puede generalmente orientarse en cualquier angulo (que puede ser variable) con respecto a una direccion del viento para aprovechar la energfa del mismo.
En referencia ahora a las Figuras 2 y 3, la turbina 10 eolica incluye un generador 26 electrico acoplado al rotor 18 para generar potencia electrica a partir de la energfa rotativa generada por el rotor 18. El generador 26 puede ser cualquier tipo adecuado de generador electrico, tal como, pero sin limitarse a, un generador de induccion de rotor
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enrollado. El generador 26 incluye un estator (no se muestra) y un rotor (no se muestra). El rotor 18 incluye un arbol 30 del rotor acoplado a un cubo 22 de rotor para la rotacion con el mismo. El generador 26 se acopla al arbol 30 del rotor de manera que la rotacion del arbol 30 del rotor acciona la rotacion del rotor generador, y por tanto la operacion del generador 26. En la realizacion ejemplar, el rotor generador tiene un arbol 28 rotor acoplado al mismo y acoplado al arbol 30 del rotor de manera que la rotacion del arbol 30 del rotor accione la rotacion del rotor generador. En otras realizaciones, el rotor generador se acopla directamente al arbol 30 del rotor, algunas veces denominado "turbina eolica de accionamiento directo". En la realizacion ejemplar, el arbol 28 de rotor generador se acopla al arbol 28 rotor a traves de una caja 32 de engranajes, aunque en otras realizaciones, el arbol 28 de rotor generador se acopla directamente al arbol 30 del rotor. Mas espedficamente, en esta realizacion ejemplar, la caja 32 de engranajes tiene un lado 34 de velocidad baja acoplado al arbol 30 del rotor y un lado 36 de velocidad alta acoplado al arbol 28 de rotor generador. El par de torsion del rotor 18 acciona el rotor generador para generar por tanto potencia electrica CA de frecuencia variable desde la rotacion del rotor 18. El generador 26 tiene un par de torsion de hueco de aire entre el rotor generador y el estator que se opone al par de torsion del rotor 18. Un convertidor 38 de frecuencia se acopla al generador 26 para convertir la CA de frecuencia variable en una CA de frecuencia fija para el suministro a una carga electrica (no se muestra), tal como, pero sin limitarse a, una red de potencia (no se muestra), acoplada al generador 26. El convertidor 38 de frecuencia puede ubicarse en cualquier lugar dentro o separado de la turbina 10 eolica. Por ejemplo, en la realizacion ejemplar, el convertidor 38 de frecuencia se ubica dentro de una base (no se muestra) de la torre 14.
La turbina 10 eolica incluye uno o mas sistemas 40 de control acoplados a algunos o todos los componentes de la turbina 10 eolica para controlar generalmente la operacion de la turbina 10 eolica y/o algunos o todos los componentes de la misma (ya esten o no tales componentes descritos y/o ilustrados en el presente documento) y en particular para controlar la velocidad de la punta de las palas 24 para controlar el ruido generado por las palas 24. Por ejemplo, en la realizacion ejemplar, los sistemas 40 de control se acoplan a un control 41 de rotor para controlar generalmente el rotor 18. En la realizacion ejemplar, los sistemas 40 de control se montan dentro de una gondola 16. Sin embargo, adicionalmente o como alternativa, uno o mas sistemas 40 de control pueden estar separados de la gondola 16 y/u otros componentes de la turbina 10 eolica. Los sistemas 40 de control pueden usarse para, pero sin limitarse a, supervision y control del nivel de ruido frente a generacion de potencia incluyendo, por ejemplo, regulacion de paso y velocidad, aplicacion del arbol de velocidad alta y freno de guinada, aplicacion de guinada y motor de bomba y/o supervision de fallos. Las arquitecturas de control centralizadas o distribuidas alternativas pueden usarse en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, la turbina 10 eolica puede incluir un freno de disco (no se muestra) para frenar la rotacion del rotor 18 para, por ejemplo, ralentizar la rotacion del rotor 18, frenar el rotor 18 contra un par de torsion de viento completo y/o reducir la generacion de potencia electrica a partir del generador 26 electrico. Ademas, en algunas realizaciones, la turbina 10 eolica puede incluir un sistema 42 de guinada para rotar la gondola 16 alrededor de un eje 44 de rotacion, para cambiar una guinada del rotor 18 y mas espedficamente para cambiar una direccion opuesta al rotor 18 para, por ejemplo, ajustar un angulo entre la direccion opuesta al rotor 18 y una direccion del viento. El sistema 42 de guinada puede acoplarse a sistemas 40 de control para el control de esta manera. En algunas realizaciones, la turbina 10 eolica puede incluir anemometna 46 para medir la velocidad del viento y/o la direccion del viento. La anemometna 46, en algunas realizaciones, puede acoplarse a sistemas 40 de control para enviar mediciones a los sistemas 40 de control para procesar las mismas. Por ejemplo, aunque la anemometna 46 puede acoplarse a los sistemas 40 de control para enviar mediciones al mismo para controlar otras operaciones de la turbina 10 eolica, la anemometna 46 puede enviar mediciones a los sistemas 40 de control para controlar y/o cambiar una guinada del rotor 18 usando el sistema 42 de guinada. Alternativamente, la anemometna 46 puede acoplarse directamente al sistema 42 de guinada para controlar y/o cambiar una guinada del rotor 18.
La turbina 10 eolica puede tambien incluir una pluralidad de sensores 48 (Figura 3), acoplado cada uno a una pala 24 correspondiente para medir un paso de cada pala 24, o mas espedficamente un angulo de cada pala 24 con respecto a una direccion del viento y/o con respecto a un cubo 22 del rotor. Los sensores 48 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga una ubicacion adecuada dentro o lejos de la turbina 10 eolica, tal como, pero sin limitarse a, codificadores opticos dentro del sistema 56 de paso (descritos a continuacion). En algunas realizaciones, los sensores 48 se acoplan a sistemas 40 de control para enviar mediciones de paso a los sistemas 40 de control para el procesamiento de las mismas.
La turbina 10 eolica tambien puede incluir uno o mas sensores 50 acoplados al arbol 28 de rotor generador para medir una velocidad de rotacion del arbol 28 rotor y/o un par de torsion del arbol 28 de rotor generador. Los sensores 50 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga una ubicacion adecuada dentro o lejos de la turbina 10 eolica, tal como, pero sin limitarse a, codificadores opticos, sensores de proximidad digital, galgas extensiometricas y/o tacometros. En algunas realizaciones, los sensores 50 se acoplan a sistemas 40 de control para enviar mediciones de velocidad a los sistemas 40 de control para el procesamiento de las mismas.
Las turbinas 10 eolicas tambien pueden incluir uno o mas sensores 52 acoplados al arbol 30 del rotor para medir una velocidad de rotacion del arbol 28 generador y/o un par de torsion del arbol 30 del rotor. Los sensores 52 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga una ubicacion adecuada dentro o lejos de la turbina 10 eolica, tal como, pero sin limitarse a, codificadores opticos, sensores de proximidad digital, transductores piezoelectricos, galgas extensiometricas y/o tacometros. En algunas realizaciones, los sensores 52 se acoplan a sistemas 40 de
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control para enviar mediciones a los sistemas 40 de control para el procesamiento de las mismas.
Las turbinas 10 eolicas pueden tambien incluir uno o mas sensores 54 (Figura 3) acoplados al generador 26 para medir una salida de potencia electrica del generador 26. En algunas realizaciones, los sensores 54 se acoplan a sistemas 40 de control para enviar mediciones a los sistemas 40 de control para el procesamiento de las mismas. Los sensores 54 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga una ubicacion adecuada dentro o lejos de la turbina 10 eolica, tal como, pero sin limitarse a, transductores de corriente de efecto Hall (CT) y/o transductores de tension capacitivos (CVT).
Las turbinas 10 eolicas tambien pueden incluir uno o mas sensores 55 (Figura 3) acoplados a los sistemas 40 de control para enviar mediciones a los sistemas 40 de control para el procesamiento de las mismas. Los sensores 55 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga una ubicacion adecuada dentro o lejos de la turbina 10 eolica, tal como, pero sin limitarse a, anemometros.
La turbina 10 eolica tambien puede incluir uno o mas de otros sensores (no se muestran) acoplados a uno o mas componentes de la turbina 10 eolica y/o la carga electrica, ya esten o no tales componentes descritos o ilustrados en el presente documento, para medir parametros de tales componentes. Tales otros sensores pueden incluir, pero no se limitan a, sensores configurados para medir desplazamientos, guinada, paso, movimientos, tension, deformacion, torsion, danos, fallos, par de torsion del rotor, velocidad del rotor, una anomalfa en la carga electrica y/o una anomalfa de potencia suministrada a cualquier componente de la turbina 10 eolica. Tales otros sensores pueden acoplarse a cualquier componente de la turbina 10 eolica y/o la carga electrica en cualquier ubicacion de la misma para medir cualquier parametro de la misma, ya este o no tal componente, ubicacion y/o parametro descrito y/o ilustrado en el presente documento.
La turbina 10 eolica incluye un sistema 56 de paso de pala variable para controlar, que incluye, pero no se limita a cambiar, un angulo de paso de las palas 24 del rotor (mostrado en las Figuras 1-3) en respuesta a una condicion tal como la velocidad del viento.
En referencia de nuevo a la Figura 3, en algunas realizaciones, los sistemas 40 de control incluyen un bus 62 u otro dispositivo de comunicaciones para comunicar informacion. Uno o mas procesadores 64 se acoplan a un bus 62 para procesar informacion, incluyendo informacion de anemometna 46, sensores 48, 50, 52, 54 y/o 55, y/u otros sensores, Los sistemas 40 de control tambien pueden incluir una o mas memorias 66 de acceso aleatorio (RAM) y/u otros dispositivos 68 de almacenamiento. Las RAM 66 y los dispositivos 68 de almacenamiento se acoplan a un bus 62 para almacenar y transferir informacion e instrucciones a ser ejecutadas por el procesador 64. Las RAM 66 (y/o tambien otros dispositivos 68 de almacenamiento si estan incluidos) tambien pueden usarse para almacenar variables temporales u otra informacion intermedia durante la ejecucion de las instrucciones por los procesadores 64. Los sistemas 40 de control pueden tambien incluir una o mas memorias 70 de solo lectura (ROM) y/u otros dispositivos de almacenamiento estaticos acoplados al bus 62 para almacenar y proporcionar informacion estatica (que no cambia) e instrucciones a los procesadores 64. Unos dispositivos 72 de entrada/salida pueden incluir cualquier dispositivo conocido en la tecnica para proporcionar datos de entrada a los sistemas 40 de control y/o proporcionar salidas, tal como, pero sin limitarse a, salidas de control de guinada y/o control de paso. Las instrucciones pueden proporcionarse a la memoria desde un dispositivo de almacenamiento, tal como, pero sin limitarse a, un disco magnetico, un circuito integrado de memoria de solo lectura (ROM), CD-ROM y/o DVD, por medio de una conexion remota que es inalambrica o con cables, que proporciona acceso a uno o mas medios accesibles electronicamente, etc. En algunas realizaciones, la circuitena alambrica puede usarse en lugar de o en combinacion con instrucciones de software. De esta manera, la ejecucion de secuencias de instrucciones no se limita a cualquier combinacion espedfica de circuitena de hardware e instrucciones de software, ya esten descritas y/o ilustradas en el presente documento. Los sistemas 40 de control tambien pueden incluir una interfaz 74 de sensor que permite que los sistemas 40 de control se comuniquen con la anemometna 46, los sensores 48, 50, 52, 54 y/o 55 y/u otros sensores. La interfaz 74 de sensor puede ser o puede incluir, por ejemplo, uno o mas conversores de analogico a digital que convierten senales analogicas en senales digitales que pueden usarse por los procesadores 64.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una realizacion ejemplar de un procedimiento 500 para controlar el ruido generado a partir de la turbina 10 eolica. El procedimiento 500 incluye determinar la cantidad de ruido generado (etapa 501). La determinacion de la cantidad de ruido generado (etapa 501), dados los parametros de operacion actuales de la turbina eolica, puede lograrse por medicion, prediccion o calculo. El calculo del ruido puede realizarse midiendo o prediciendo diversos parametros operativos incluyendo, pero sin limitarse a, la velocidad de la punta o la velocidad rotativa, el angulo de paso, la salida de potencia y la velocidad del viento. Despues, se determina si la cantidad de ruido generado es mayor que la emision acustica permisible maxima (etapa 503). El procedimiento 500 incluye ademas controlar un angulo de paso de una o mas palas 24 del rotor (mostrado en las Figuras 1 y 2) en respuesta al ruido generado que esta por encima del valor permisible maximo (etapa 502) (p. ej., "SP' en la Figura 4). El procedimiento 500 incluye ademas ajustar selectivamente el angulo de paso de la pala en respuesta a una cantidad de ruido generado que esta por encima de una cantidad predeterminada (etapa 502), y mantener la cantidad de ruido generado en o por debajo de la cantidad predeterminada de ruido (etapa 505). En una realizacion, el ajuste selectivo del angulo de paso puede ser el procedimiento exclusivo de control, mientras se mantiene la velocidad del rotor nominal y los otros parametros operativos. En otra realizacion, el ajuste selectivo del
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angulo de paso puede ser el procedimiento de control primario. En esta otra realizacion, otros procedimientos de control pueden atribuirse secundariamente a la operacion tambien. Si el ruido generado esta por debajo del nivel predeterminado (por ejemplo, "No" en la Figura 4), entonces la turbina 10 eolica opera con los programas de control y/o algoritmos definidos para la operacion normal (etapa 504).
La operacion con los otros programas de control y/o algoritmos puede incluir ajustar el angulo de paso de una o mas palas 24 del rotor, ajustar la velocidad rotativa de una o mas palas 24 y/u otros parametros de control antes de que la generacion de ruido alcance la cantidad predeterminada de ruido. El ajuste selectivo del paso de una o mas palas 24 puede corresponderse a las relaciones predeterminadas (p. ej., tal como se muestra en la Figura 5). Estos ajustes pueden limitarse en numero a un numero de ajustes durante un periodo espedfico de tiempo. El periodo de tiempo puede basarse en mediciones de tiempo (p. ej., segundos, minutos, dfas u horas) o puede basarse en condiciones operativas (p. ej., un numero de rotaciones completas). En una realizacion, la salida de potencia electrica del generador 26 puede adicionalmente o como alternativa supervisarse y/o controlarse. En otra realizacion, la velocidad del viento puede supervisarse adicionalmente o como alternativa.
Haciendo referencia a la Figura 5, se muestra el efecto de ajustar selectivamente el angulo de paso. Tal como se muestra, el nivel de ruido proyectado se representa a lo largo de la relacion entre velocidad de la punta para un valor determinado de velocidad rotativa. Un primer conjunto de puntos 601 incluye puntos para un angulo de paso de -2 °. Un segundo conjunto de puntos 603 incluye puntos para un angulo de paso de 0 °. Un tercer conjunto de puntos 605 incluye puntos para un angulo de paso de +2 °. Un cuarto conjunto de puntos 607 incluye puntos para un angulo de paso de +4 °. Los angulos de paso espedficos son ilustraciones y no estan destinadas a limitar los angulos de paso que pueden ajustarse selectivamente. Unos diagramas similares pueden obtenerse para todos los valores de velocidades rotativas a las que la turbina eolica puede operar potencialmente. A medida que disminuye la relacion entre velocidad de la punta, el ruido generado se incrementa. Con la relacion entre velocidad de la punta que es la relacion de la velocidad de la punta de la pala mediante la velocidad del viento a la altura del cubo, un diagrama tal como el que se muestra en la Figura 5 permite que el nivel de ruido se controle en diversas velocidades del viento basandose principalmente en ajustar selectivamente el angulo de paso. Por ejemplo, dado un nivel de ruido permisible maximo (p. ej., un lfmite de ruido regulador), una curva que se corresponde con un paso operativo puede seleccionarse basandose en la relacion entre velocidad de la punta a la que la turbina eolica esta funcionando. En respuesta, el contador puede provocar que el angulo de la pala se ajuste al paso correspondiente a la curva seleccionada, por lo que las emisiones acusticas no superan el nivel de umbral.
Aunque las realizaciones descritas y/o ilustradas en el presente documento se describen y/o ilustran con respecto a una turbina eolica y mas espedficamente a controlar la velocidad del rotor de una turbina eolica, la practica de las realizaciones descritas y/o Ilustradas en el presente documento no se limita a turbinas eolicas. En su lugar, las realizaciones descritas y/o ilustradas en el presente documento son aplicables a controlar una velocidad de cualquier rotor que tenga una o mas palas.
Aunque la divulgacion se ha descrito con referencia a una realizacion preferente, se entendera por parte de los expertos en la materia que diversos ajustes pueden realizarse y los equivalentes pueden sustituirse por elementos de los mismos sin apartarse del alcance de la divulgacion. Ademas, muchas modificaciones pueden realizarse para adaptar una situacion particular o material a las ensenanzas de la divulgacion sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por tanto, se pretende que la divulgacion no se limite a las realizaciones particulares desveladas como el modo preferente contemplado para llevar a cabo esta divulgacion, sino que la divulgacion incluira todas las realizaciones que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Una turbina (10) eolica que comprende:
    al menos una pala (24) montada de manera operativa en la turbina (10) eolica, estando la al menos una pala (24) unida a un cubo (22) de un rotor (18), teniendo el rotor un arbol (30) del rotor en comunicacion con un generador
    (26);
    estando el generador (26) configurado para convertir par de torsion en potencia electrica; y
    un controlador (40) configurado para ajustar selectivamente un parametro operativo en respuesta al ruido
    generado que esta por encima de un valor predeterminado;
    comprendiendo el parametro operativo un angulo de paso de la al menos una pala (24); caracterizada porque el ajuste selectivo del paso de la pala (24) corresponde a una relacion entre la potencia acustica radiada por la turbina (10) eolica, el paso de la pala (24), una relacion operativa entre velocidad de la punta y una velocidad del rotor, en la que la relacion entre velocidad de la punta es la relacion de la velocidad de la punta de la pala respecto a la velocidad del viento a la altura del cubo (22).
  2. 2. La turbina (10) eolica de la reivindicacion 1, en la que el controlador (40) se configura para calcular el ruido generado basandose en un valor de una velocidad rotativa, un segundo valor de velocidad del viento y un tercer valor del angulo de paso de la pala (24).
  3. 3. La turbina (10) eolica de cualquier reivindicacion anterior, en la que el controlador (40) se configura para ajustar selectivamente el angulo de paso de la pala (24) en respuesta al ruido calculado en las condiciones operativas actuales que estan por encima del valor predeterminado.
  4. 4. La turbina (10) eolica de cualquier reivindicacion anterior, en la que el controlador (40) se configura para ser limitado a un numero de ajustes durante un periodo de tiempo predeterminado.
  5. 5. La turbina (10) eolica de la reivindicacion 4, en la que el periodo de tiempo supera una rotacion completa de la pala (24).
  6. 6. La turbina (10) eolica de cualquier reivindicacion anterior, en la que el controlador (40) se configura para recibir una senal, indicando la senal si una velocidad del viento determinada esta por encima de un valor de velocidad del viento predeterminado.
  7. 7. La turbina (10) eolica de cualquier reivindicacion anterior, en la que el controlador (40) se configura para recibir una senal, estando relacionada la senal con la salida de potencia electrica del generador (26) que esta por encima de una cantidad predeterminada de salida de potencia electrica y estando configurado el controlador (40) ademas para ajustar el angulo de paso de la pala (24) en respuesta a la salida electrica determinada que esta por encima de la cantidad predeterminada de potencia electrica.
  8. 8. La turbina (10) eolica de cualquier reivindicacion anterior, en la que la turbina (10) eolica opera con al menos una turbina (10) eolica adicional formando por tanto un parque de turbinas eolicas.
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