ES2626910T3 - Pala de turbina eólica dotada de sistema de medición óptico de la velocidad del viento - Google Patents

Abstract

Turbina (2) eólica que comprende varias palas (10) que incluyen al menos una primera pala de turbina eólica que se extiende de manera sustancialmente radial desde un buje (8) en un árbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, constituyendo las palas junto con el buje un rotor con un plano de rotor, y que puede ponerse en rotación por el viento, y teniendo cada pala una parte más interior que comprende una sección (16) de raíz de la pala y una parte más exterior que comprende una sección (14) de punta de la pala, en la que la turbina eólica comprende un sistema (80) de medición óptico que comprende una fuente (674) de luz tal como un láser, una parte (675, 676, 677) de transmisor óptico, una parte (679) de receptor óptico y un procesador (694) de señales, en la que - la fuente de luz está ópticamente acoplada a la parte de transmisor óptico, - la parte de transmisor óptico comprende un punto de emisión y está adaptada para emitir luz en una dirección de sondeo desde dicho punto de emisión, - la parte de receptor óptico comprende un punto de recepción y un detector, en la que la parte de receptor óptico está adaptada para recibir una parte reflejada de luz desde una región de sondeo a lo largo de la dirección de sondeo en el punto de recepción y dirigir dicha parte reflejada de luz al detector para generar una señal a partir del detector basándose en la luz reflejada recibida, y - el procesador de señales está adaptado para determinar al menos una primera componente de velocidad del flujo entrante a partir de la señal generada por la parte de receptor óptico, - el punto de emisión de la parte de transmisor óptico está ubicado en la primera pala a una primera distancia radial del eje central, y - el punto de recepción de la parte de transmisor óptico está ubicado en la primera pala a una segunda distancia radial del eje central, en la que la primera pala de turbina eólica puede someterse a cabeceo, y caracterizada porque el sistema de medición óptico comprende medios de compensación para compensar un ángulo de cabeceo de la primera pala.

Description

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DESCRIPCION

Pala de turbina eolica dotada de sistema de medicion optico de la velocidad del viento Campo tecnico

La presente invencion se refiere a una turbina eolica que comprende varias palas que incluyen al menos una primera pala de turbina eolica que se extiende de manera sustancialmente radial desde un buje en un arbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, constituyendo las palas junto con el buje un rotor con un plano de rotor, y que puede ponerse en rotacion por el viento, y teniendo cada pala una parte mas interior que comprende una seccion de ralz de la pala y una parte mas exterior que comprende una seccion de punta de la pala, en la que la turbina eolica comprende un sistema de medicion optico que comprende una fuente de luz, tal como un laser, una parte de transmisor optico, una parte de receptor optico y un procesador de senales. La fuente de luz esta opticamente acoplada a la parte de transmisor optico. La parte de transmisor optico comprende un punto de emision y esta adaptada para emitir luz en una direccion de sondeo desde dicho punto de emision. La parte de receptor optico comprende un punto de recepcion y un detector, en la que la parte de receptor optico esta adaptada para recibir una parte reflejada de luz desde una region de sondeo a lo largo de la direccion de sondeo en el punto de recepcion y dirigir dicha parte reflejada de luz al detector para generar una senal a partir del detector basandose en la luz reflejada recibida. El procesador de senales esta adaptado para determinar al menos una primera componente de velocidad del flujo entrante a partir de la senal generada por la parte de receptor optico. La invencion se refiere ademas a un metodo de hacer funcionar una turbina eolica que comprende varias palas que incluyen al menos una primera pala de turbina eolica que se extiende de manera sustancialmente radial desde un buje en un arbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, constituyendo las palas junto con el buje un rotor con un plano de rotor, y que puede ponerse en rotacion por el viento, y teniendo cada pala una parte mas interior que comprende una seccion de ralz de la pala y una parte mas exterior que comprende una seccion de punta de la pala.

Antecedentes

Las turbinas eolicas modernas se usan para producir electricidad. Con frecuencia son estructuras muy grandes con palas de hasta, y mas de, 60 metros y compuestas por estructuras de pollmeros reforzados con fibra, tales como elementos de carcasa. Estas turbinas eolicas estan dotadas de dispositivos de control que pueden impedir una sobrecarga de la turbina eolica y las palas con rafagas de viento y a altas velocidades del viento. Tales dispositivos de control tambien pueden usarse para ralentizar el rotor y llevarlo a una parada completa, si la velocidad del viento se vuelve demasiado alta. Ademas de estos dispositivos, la turbina puede comprender un sistema de frenado dispuesto en comunicacion con el arbol principal de la turbina eolica.

Los dispositivos de control pueden estar formados por palas controladas por cabeceo montadas en el buje de tal manera que pueden girar alrededor de su eje longitudinal. Por tanto, las palas pueden ajustarse de manera continua para proporcionar la sustentacion que produce la potencia deseada. En las denominadas turbinas eolicas controladas por entrada en perdida, las palas estan montadas de manera fija en el buje y por tanto no pueden girar alrededor de su eje longitudinal. En este caos, las propiedades de entrada en perdida de las palas se usan para reducir la sustentacion aerodinamica y por tanto la salida de potencia.

Las longitudes de palas de turbina eolica han aumentado a lo largo de los anos y, tal como se menciono anteriormente, ahora pueden superar 60 metros. Este aumento de la longitud tambien conduce a un aumento de las cargas mecanicas debidas a fuertes vientos y debidas a fluctuaciones en el viento. Las cargas estan provocadas principalmente por cambios en el flujo entrante local o turbulencia. A su vez, esto provoca cambios de presion sobre la superficie de la pala de turbina eolica, lo que finalmente cambia las cargas en la pala. Normalmente, las cargas se miden mediante el uso de extensometros, que estan montados en la pala o incrustados en la estructura de carcasa de una pala de este tipo. Tales extensometros pueden, por ejemplo, ser resistivos o estar en forma de fibras opticas, por ejemplo dotadas de redes de Bragg. Sin embargo, una vez detectado el efecto sobre la carga, ya es demasiado tarde para compensar completamente los cambios de la carga. Para hacerlo, se necesita de antemano informacion sobre los cambios en el flujo entrante o la turbulencia, es decir antes de que estos cambios del flujo entrante tengan un impacto sobre la pala de turbina eolica. Esto puede obtenerse, por ejemplo, disponiendo tubos de Pitot en el borde de ataque de la pala con el fin de sondear la velocidad del viento. Sin embargo, tales tubos de Pitot influyen sobre las caracterlsticas de flujo de la pala, y ademas los tubos de Pitot pueden actuar como receptor de rayos, atrayendo por tanto impactos de rayos potencialmente daninos para la pala de turbina eolica. Pueden usarse sistemas de medicion y deteccion de distancia por luz (LIDAR) para el sondeo no invasivo de velocidades del viento corriente arriba con respecto a la turbina eolica y se ha propuesto su uso en relacion con compensacion de errores de guinada o manteniendo la velocidad de rotacion del rotor sustancialmente constante sometiendo a cabeceo las palas de turbina eolica individuales. Normalmente se propone montar el sistema LIDAR encima de la gondola de la turbina eolica y sondea velocidades del viento en una region de sondeo ubicada a cientos de metros por delante de la turbina eolica.

El documento US6320272 describe una turbina eolica dotada de un sistema LIDAR encima de la gondola. El sistema

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LIDAR se usa para anticipar la velocidad del viento corriente arriba con respecto a la turbina eolica y someter a cabeceo la pala con el fin de obtener una velocidad de rotacion sustancialmente constante del rotor.

El documento US2006140764 da a conocer un sistema LIDAR montado en el buje de una turbina eolica. El sistema LIDAR tiene una direction de observation que esta inclinada con respecto al eje de rotacion de modo que la rotacion del buje garantiza un barrido por delante del rotor.

El documento US 2007075546 da a conocer una turbina eolica dotada de un sistema LIDAR para medir velocidades del viento por delante de una parte de una pala de turbina eolica. El sistema LIDAR esta montado en el buje o en una base de la torre.

Sin embargo, el viento no es uniforme a lo largo de la longitud de una pala de turbina eolica debido a la turbulencia, sombra de la torre, cizalladura del viento, errores de guinada, efectos de estela y similares. Esta falta de uniformidad provoca fuerzas variables a lo largo de las palas, lo que a su vez causa cargas de fatiga y cargas extremas sobre la turbina eolica. Estos fenomenos se vuelven incluso mas pronunciados a medida que las palas de turbina eolica se vuelven cada vez mas largas. Para compensar tales fluctuaciones, no es suficiente con obtener una unica medida a cientos de metros por delante del rotor.

El documento WO2007045940 da a conocer una pala de turbina eolica que tiene un perfil aerodinamico variable. El documento menciona ademas que puede usarse un anemometro por laser para medir la velocidad del viento por delante de la pala y que puede disponerse un anemometro cerca de la punta de la pala. Sin embargo, el documento no proporciona ningun detalle sobre como debe montarse en la pala un anemometro de este tipo ni donde exactamente debe sondear el anemometro la velocidad del viento.

El documento WO2004075681 da a conocer un metodo de control de la carga aerodinamica de una turbina eolica basandose en una medicion de flujo de pala local. El documento menciona que puede usarse un anemometro por laser con efecto Doppler para medir el angulo de ataque instantaneo o la velocidad del viento. Sin embargo, el documento no proporciona ningun detalle sobre donde y como disponer el anemometro.

Divulgacion de la invencion

Un objeto de la invention es, tal como se define en la revindication 1, obtener una turbina eolica con una nueva pala, que supere o mejore al menos una de las desventajas de la tecnica anterior o que proporcione una alternativa util.

Segun un primer aspecto de la invencion, el punto de emision de la parte de transmisor optico esta ubicado en la primera pala a una primera distancia radial del eje central, y el punto de reception de la parte de transmisor optico esta ubicado en la primera pala a una segunda distancia radial del eje central. De esta manera, la turbina eolica facilita un sistema de medicion optico, tal como un sistema LIDAR (medicion y detection de distancia por luz), para medir al menos un primer parametro de un flujo entrante, tal como velocidad del viento o direccion del viento, localmente en la primera pala de turbina eolica. Los medios de emision opticos y los medios de recepcion en conjunto definen una region de sondeo o volumen de sondeo, en el que puede realizarse una medicion.

A lo largo de este documento, el flujo entrante debe entenderse como la direccion del viento aparente tal como se observa desde un punto en la primera pala, es decir, como la diferencia de vectores del vector de velocidad del viento y el vector de velocidad de rotor relativa local en la section transversal particular en la primera pala.

Una parte reflejada de la luz emitida desde los medios de emision opticos debe entenderse como cualquier parte de la luz que vuelve hacia los medios de recepcion mediante reflexion sobre aerosoles, mediante difraccion, mediante dispersion elastica o inelastica, o mediante cualquier otro fenomeno flsico. Como tal, no debe limitarse a la reflexion pura en un sentido optico.

En una realization preferida, la turbina eolica comprende dos o tres palas. Preferiblemente, la turbina eolica es una turbina eolica a barlovento con un arbol sustancialmente horizontal. Segun una realizacion ventajosa, la direccion de sondeo se dirige en una direccion corriente arriba con respecto a la primera pala de turbina eolica.

En una realizacion ventajosa, el punto de emision esta sustancialmente a nivel con una superficie de la primera pala de turbina eolica. Por tanto, el sistema de medicion optico esta realmente libre de obstrucciones, ya que no se encuentra ningun saliente o indentaciones en la superficie de pala, y solo se envla luz a la region de sondeo, sin influir por tanto sobre el flujo alrededor de una pala.

Segun una realizacion ventajosa, la primera position radial es sustancialmente identica a la segunda position radial. Por tanto, la luz reflejada se recoge sustancialmente en la misma posicion radial en la que se emite.

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Segun una realizacion preferida, la primera pala comprende ademas medios de alteracion de flujo ajustables, tales como accionadores, alerones o microaletas distribuidos, para ajustar un parametro aerodinamico de la pala y ubicados a una tercera distancia radial del buje, controlandose los medios de alteracion de flujo ajustables mediante unos medios de control, y en la que los medios de control estan adaptados para recibir una senal del procesador de senales, basandose la senal al menos en la primera componente de velocidad. Por tanto, los medios de alteracion de flujo se ajustan en respuesta a una componente de velocidad del viento medida, pudiendo de ese modo la turbina eolica ajustar para compensar fluctuaciones en la velocidad del viento. Ventajosamente, la tercera posicion radial es sustancialmente identica a la primera posicion radial. Por tanto, los medios de alteracion de flujo se ajustan localmente segun una medida de velocidad del viento local.

En otra realizacion, la turbina eolica comprende una segunda pala de turbina eolica, y en la que la segunda pala de turbina eolica esta dotada de medios de alteracion de flujo ajustables, tales como accionador, alerones o microaletas distribuidos, para ajustar un parametro aerodinamico de la segunda pala, controlandose los medios de alteracion de flujo ajustables mediante unos medios de control, y en la que los medios de control estan adaptados para recibir una senal del procesador de senales, basandose la senal al menos en la primera componente de velocidad. Por tanto, el parametro aerodinamico de la segunda pala se ajusta segun mediciones llevadas a cabo mediante la primera pala. Por tanto, la segunda pala puede ajustarse en consecuencia antes de encontrarse en la posicion de la primera pala que adopta en el momento de llevar a cabo la medicion de la velocidad del viento. Queda claro que los medios de alteracion de flujo pueden estar dispuestos a una distancia radial correspondiente a la primera (o segunda) distancia radial del buje. Por tanto, los medios de alteracion de flujo de la segunda pala estan situados aproximadamente a la misma distancia del buje a la que se lleva la medicion a partir de la primera pala.

En una realizacion ventajosa, el sistema de medicion optico esta adaptado para sondear la componente de velocidad en un intervalo de 0,5-10 m o 0,75-8 m o 1-5 m del punto de emision. Por tanto, queda claro que lo que se mide es, de hecho, un campo de velocidad del viento cercano, local, y que los medios de alteracion de flujo deben ajustarse en el plazo de decimas de segundos con el fin de compensar las fluctuaciones.

En aun otra realizacion ventajosa, el punto de emision y/o el punto de recepcion de la primera pala de turbina eolica estan ubicados entre un borde de ataque de la primera pala y un punto de grosor maximo en un lado de presion de la pala. El punto de emision y/o el punto de recepcion pueden estar ubicados, por ejemplo, en la proximidad del borde de ataque de la primera pala. El punto de emision y/o el punto de recepcion tambien pueden estar ubicados en un lado de presion de la primera pala de turbina eolica. De ese modo se garantiza que la direccion de sondeo se establece sustancialmente en una direccion a barlovento tal como se observa desde el perfil de pala.

En una primera realizacion, el punto de emision durante la rotacion del rotor sigue un clrculo concentrico que tiene un radio que corresponde a la primera distancia radial del eje central, y en el que la direccion de sondeo esta dispuesta sustancialmente de manera tangencial al clrculo concentrico. Por tanto, el haz de sondeo se emite de manera sustancialmente tangencial desde un clrculo concentrico ubicado a la primera distancia radial del eje central. En una segunda realizacion, el punto de emision durante la rotacion del rotor sigue un clrculo concentrico que tiene un radio correspondiente a la primera distancia radial del eje central, y en el que el sistema optico esta adaptado para sondear velocidades del viento en un volumen de sondeo ubicado sustancialmente a la primera distancia radial del eje central. Por tanto, el sistema optico puede sondear velocidades del viento desde una region en el mismo clrculo concentrico o desde otra region ubicada en un clrculo concentrico adicional que tiene un radio correspondiente a la primera distancia radial del eje central, estando el clrculo concentrico adicional ubicado, por ejemplo, corriente arriba con respecto al plano de rotor.

En una realizacion ventajosa, la direccion de sondeo se encuentra en un cuadrante entre una direccion de cuerda, observada desde el borde de ataque de la pala, y una normal perpendicular a dicha direccion de cuerda y que se extiende desde el lado de presion de la pala. Por tanto, la direccion de sondeo se establece hacia delante desde el borde de ataque de la pala y/o hacia delante desde el lado de presion de la pala. Si la direccion de cuerda se define como 0 grados y la normal como 90 grados, la direccion de sondeo se encontrara ventajosamente en un intervalo de desde 0 hasta 60 grados, o incluso mas ventajosamente de 0 a 45 grados. Si se usa mas de un haz de sondeo en una unica seccion transversal de la pala, todos los haces de sondeo pueden estar ventajosamente ubicados dentro de estos intervalos.

Segun una realizacion ventajosa, el sistema de medicion optico esta adaptado para sondear velocidades del viento en un volumen de sondeo ubicado en un plano a barlovento corriente arriba con respecto al plano de rotor. Ventajosamente, el volumen de sondeo esta ubicado en el plano a barlovento a la primera distancia radial del eje central. Eligiendo de manera apropiada la distancia entre el plano a barlovento y el plano de rotor, el sistema de medicion optico puede sondear la velocidad del viento de partlculas o aerosoles, con los que posteriormente impactara la pala. Por tanto, los medios de alteracion de flujo pueden ajustarse de manera muy precisa con el fin de compensar las fluctuaciones de velocidad del viento que impacta contra la pala.

En una realizacion ventajosa segun la invencion, la fuente de luz esta separada del punto de emision, estando la fuente de luz opticamente conectada al punto de emision mediante unos medios de guiado de luz, tales como una

fibra optica. De esta manera, una unica fuente de luz puede suministrar de manera conveniente luz a multiples medios de emision de luz dentro de la pala. Ademas, la posicion radial de la fuente de luz no se ve por tanto limitada a ser sustancialmente la primera distancia radial, sino que puede elegirse mas libremente. Por tanto, los medios de emision de luz pueden estar ubicados donde una fuente de luz no cabrla flsicamente, o donde una fuente de luz no 5 podrla funcionar de manera fiable, por ejemplo debido a la influencia mecanica del rotor rotacion. Ademas, resulta mas facil acceder a la fuente de luz, por ejemplo si se necesita mantenimiento. En una realization preferida, los medios de guiado de luz son una fibra optica. De esta manera, los medios de emision de luz pueden estar electricamente aislados de la fuente de luz, reduciendo de ese modo en gran medida el riesgo de impactos de rayos en los medios de emision de luz. La fuente de luz puede estar ubicada ventajosamente en el buje o en una gondola 10 de la turbina eolica. De esta manera, puede usarse convenientemente una unica fuente de luz para suministrar luz a multiples medios de emision de luz ubicados en diferentes palas.

La fuente de luz o los medios de guiado de luz comprenden medios de division de haz, y en los que los medios de division de haz estan opticamente conectados tanto a los medios de guiado de luz como a una segunda parte de transmisor que tiene un segundo punto de emision a traves de unos segundos medios de guiado de luz. Por tanto, 15 se proporciona una solution sencilla para proporcionar luz a sistemas de medicion opticos separados en palas individuales o posiciones individuales en la misma pala. Alternativamente, la fuente de luz esta conectada a medios de multiplexado, con el fin de suministrar luz a las diferentes partes de transmisor optico de manera secuencial, es decir una ranura de tiempo para los primeros medios de emision, despues una ranura de tiempo para los segundos medios de emision, etc. Por tanto, segun una realizacion ventajosa, el punto de emision esta ubicado en una primera 20 pala, y el segundo punto de emision esta ubicado en una segunda pala, es decir, palas de turbina eolica diferentes. En otra realizacion ventajosa, los puntos de emision estan ubicados en la misma pala de turbina eolica de modo que el primer punto de emision esta ubicado a una primera distancia radial del buje o eje central, y el segundo punto de emision esta ubicado a una primera distancia radial adicional del buje o eje central.

En una realizacion, la parte de transmisor comprende una trayectoria de transmisor para luz saliente, y la parte de 25 receptor comprende una trayectoria de receptor para recibir la parte reflejada de luz, y en la que la trayectoria de transmisor y la trayectoria de receptor tienen una parte solapante, en la que la trayectoria de transmisor y la trayectoria de receptor son sustancialmente solapantes. Por tanto, la parte solapante puede usarse tanto para la parte de transmisor como para la parte de receptor del sistema de medicion optico, y en particular la parte solapante puede comprender el punto de emision y el punto de reception. Por tanto, el punto de emision y el punto de 30 recepcion son coincidentes. Por tanto, el punto de emision, tal como una lente de enfoque, tambien puede usarse para recoger la luz reflejada y guiarla hacia el detector.

Ventajosamente, un divisor de haz esta dispuesto tanto en la trayectoria de transmisor entre una fuente de luz y el punto de emision como en la trayectoria de receptor entre el punto de recepcion y el detector. Por tanto, se observa que la trayectoria comun se extiende desde el punto de emision/recepcion hasta el divisor de haz.

35 Segun una primera realizacion ventajosa, el sistema de medicion optico es un sistema de anemometrla por laser con efecto Doppler (LDA). Segun una realizacion particularmente ventajosa, el sistema de LDA es un anemometro de tipo Michelson. Por tanto, el divisor de haz anteriormente mencionado puede usarse para dirigir una parte de la luz entrante hacia un espejo de referencia, que posteriormente se mezcla con la luz reflejada recibida a partir de las partlculas o aerosoles. El desplazamiento de frecuencia medido corresponde a la velocidad del viento en la direction 40 de sondeo. Cuando se usa un sistema de LDA montado sobre o en una pala de turbina eolica, debe observarse que el desplazamiento por efecto Doppler se produce parcialmente debido al movimiento de la fuente de luz, es decir a la rotacion del punto de emision junto con la pala, y debido al movimiento de las partlculas o aerosoles que reflejan la luz. El desplazamiento por efecto Doppler medido corresponde a la velocidad del viento “observada” por la pala en la direccion de sondeo, es decir el flujo entrante que es una combination de la velocidad de rotor local y la velocidad 45 del viento.

Segun otra realizacion, el sistema de medicion optico se basa en realimentacion a la fuente de luz, es decir el laser. Por tanto, al menos una parte de la luz reflejada recibida se transmite a la fuente de luz con el fin de alterar la salida de potencia de la fuente de luz. Por tanto, el detector detecta la salida de potencia alterada, y se calcula la velocidad del viento a partir de la salida de potencia alterada.

50 Resulta ventajoso usar una fuente de luz coherente, por ejemplo un laser. El laser puede ser un laser de onda continua o un laser pulsado. El laser puede ser, por ejemplo, un laser de CO2, un laser de argon o un laser de Nd:YAG. Sin embargo, el laser tambien puede ser un diodo de laser o un VCSEL, lo que es particularmente adecuado para unidades compactas. En principio, tambien puede ser suficiente usar LED u OLED en la medida en que lo permite la coherencia de tales fuentes de luz.

55 Los detectores pueden ser cualquier detector adecuado, tal como un fotorresistor, un tubo de fotomultiplicador, un fotodiodo o similares. El procesador de senales puede comprender ventajosamente un bucle de enganche de fase o un bucle de enganche de frecuencia, derivando de ese modo, por ejemplo, el desplazamiento por efecto Doppler de la longitud de onda de la fuente de luz.

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La fuente de luz significa cualquier fuente de luz que es adecuada para sondear velocidades del viento, ventajosamente un laser tal como se menciono anteriormente. La longitud de onda del haz de laser puede encontrarse en el rango ultravioleta, el rango visible o el rango infrarrojo. Por tanto, la longitud de onda puede ser cualquiera en el intervalo de desde, por ejemplo 100 nm hasta 20 pm. Sin embargo, la invencion no se limita a esas longitudes de onda.

Segun una realizacion ventajosa, el punto de recepcion (o la parte de receptor del sistema de medicion optico) tiene una direccion de alta sensibilidad, y en la que la direccion de alta sensibilidad esta orientada para coincidir sustancialmente con la direccion de sondeo.

Segun otra realizacion ventajosa, al menos la parte de transmisor, la parte de receptor y el detector estan dispuestos en una primera unidad individual en la primera pala de turbina eolica. Preferiblemente, la fuente de luz y/o el procesador de senales tambien estan dispuestos en dicha primera unidad. Por tanto, la primera unidad puede insertarse o sustituirse facilmente en la primera pala de turbina eolica. Sin embargo, la primera unidad tambien puede estar dotada de un acoplamiento de entrada para acoplar luz de entrada de la fuente de luz y/o un acoplamiento de salida para acoplar luz de salida y guiar dicha luz al detector.

Ventajosamente, la primera unidad puede estar dispuesta en un cojinete, tal como un tubo de manguito, en la primera pala de turbina eolica. El cojinete puede moldearse, por ejemplo, en la primera pala de turbina eolica durante la fabricacion. Por tanto, la primera unidad puede sustituirse facilmente. Ademas, esto significa que fibras opticas u otras gulas de ondas no tienen que moldearse en la estructura durante la fabricacion. Ademas, el cojinete puede disponerse previamente de modo que se establece la direccion de sondeo deseada. Por tanto, no se necesita ajustar la optica del sistema de medicion optico despues de instalarla en la turbina eolica. El cojinete tambien puede contener medios de ajuste para alinear la primera unidad segun la geometrla de la pala.

El cojinete puede proporcionarse, por ejemplo, como un tubo de manguito. El tubo de manguito puede estar dotado, por ejemplo, de una rosca interior, mientras que la primera unidad puede estar dotada de una rosca exterior coincidente. Alternativamente, la primera unidad puede adherirse al tubo de manguito o puede engancharse mecanicamente, por ejemplo mediante tornillos, tuercas y pernos o similares. Usar un tubo de manguito hara que las fibras opticas puedan sustituirse y de ese modo garantizara un sistema de facil mantenimiento. Ademas, el tubo de manguito puede estar dotado de un pequeno grado de posibilidades de ajuste con el fin de ajustar, por ejemplo, la direccion de sondeo en el intervalo de unos pocos grados, por ejemplo hasta dos grados.

En una realizacion, la primera pala de turbina eolica esta dotada ademas de un sistema de limpieza, que usa por ejemplo aire a presion, adaptado para despejar una superficie del punto de emision y/o el punto de recepcion. Por tanto, el sistema de limpieza puede limpiar el sistema de medicion optico, que a lo largo del tiempo puede contaminarse con partlculas transportadas por el viento y debido a la rotacion de la pala de turbina eolica. El sistema de limpieza puede proporcionarse, por ejemplo, en conexion con el tubo de manguito.

Segun una realizacion ventajosa, el sistema de medicion optico esta adaptado para emitir al menos un primer haz de sondeo y un segundo haz de sondeo. Esto puede lograrse, por ejemplo, dejando que el sistema de medicion optico comprenda dos unidades de transmisor/receptor separadas. Tambien puede lograrse dividiendo el haz de luz en dos haces separados y emitiendo luz desde dos puntos de emision separados. Por tanto, la luz tambien se recoge ventajosamente en dos puntos de recepcion separados. Sin embargo, tambien puede ser posible emitir dos o mas haces de laser desde el mismo punto de emision, por ejemplo mediante el uso de una red optica. Los dos haces separados pueden sondear velocidades del viento en dos volumenes de sondeo diferentes, ventajosamente ubicados en proximidad uno de otro. Por tanto, el ajuste de los medios de alteration de flujo puede llevarse a cabo segun una ponderacion entre dos medidas, por ejemplo el promedio entre las dos medidas, compensando por tanto la turbulencia local o fluctuaciones de la velocidad del viento.

En una realizacion, el primer haz de sondeo y el segundo haz de sondeo forman un angulo de sondeo que se encuentra en un intervalo de 5-90 grados, o ventajosamente de 7-75 grados, o ventajosamente de 10-60 grados. Al sondear en dos direcciones diferentes, es posible derivar dos componentes de velocidad del vector de flujo entrante de velocidad del viento o de manera correspondiente una velocidad del viento en un plano y el angulo de ataque. Al anadir una tercera direccion de sondeo, puede ser posible ademas derivar una tercera componente de velocidad.

En principio, tambien puede ser posible dividir la luz en dos haces de sondeo separados que se emiten desde dos puntos de emision separados, y que se cruzan entre si en un volumen de sondeo o volumen de medicion comun. De ese modo puede surgir un patron de franjas en el volumen de sondeo, y la velocidad del viento puede medirse midiendo la frecuencia de partlculas del viento que pasan a traves del volumen comun. Sin embargo, esta realizacion requiere una alta precision de los dos haces de sondeo separados.

Segun una realizacion ventajosa, el primer haz de sondeo y el segundo haz de sondeo estan orientados sustancialmente en un plano en seccion transversal de una seccion transversal local de la pala. Por tanto, los dos

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haces se emiten en el mismo plano en seccion transversal del perfil de pala local. Por tanto, es posible derivar las dos componentes de velocidad en el plano en seccion transversal, por ejemplo la velocidad del viento y la velocidad de rotor local, pudiendo por tanto derivar el flujo entrante exacto, tal como velocidad del viento y angulo de ataque. El plano en seccion transversal es el plano que incluye tanto la cuerda local como la curvatura local.

Sin embargo, la velocidad de rotor local tambien puede deducirse a partir de la velocidad de rotacion del rotor. Por tanto, no se necesitan dos componentes de velocidad separadas. En este caso, puede resultar mas apropiado usar las dos medidas de velocidad del viento separadas para calcular el promedio entre las dos medidas a partir de las dos regiones de sondeo. En este caso, evidentemente las medidas de velocidad tienen que compensar el angulo de sondeo mutuo.

Cuando se usan los dos haces de sondeo para derivar dos componentes de velocidad del viento separadas, puede resultar ventajoso usar un angulo grande entre los dos haces de sondeo, de manera ideal de 90 grados. Sin embargo, debido a motivos de construccion el angulo de sondeo puede ser ventajosamente inferior, por ejemplo de 45-60 grados. Cuando se usan dos haces de sondeo para derivar un promedio de velocidades del viento a partir de dos volumenes de sondeo en proximidad uno de otro, resulta ventajoso usar un angulo de sondeo bajo, por ejemplo de 5-30 grados.

Cuando se necesita derivar dos componentes de velocidad del viento separadas, en principio tambien puede ser posible usar un unico haz de sondeo y dos direcciones de observacion, es decir mediante un unico punto de emision y dos puntos de recepcion. El angulo entre las dos direcciones de observacion puede usarse por tanto para derivar las dos componentes de velocidad. Sin embargo, resulta diflcil lograr un angulo suficientemente grande entre las direcciones de observacion, ya que el volumen de sondeo debe o bien estar ubicado muy cerca de la pala de turbina eolica o bien los dos puntos de recepcion deben estar muy separados, en cuyo caso tambien la recogida de la luz reflejada puede ser problematica.

Segun una realization, la primera pala de turbina eolica comprende un contorno con perfil, que esta dividido en la direction radial en una region de ralz con un perfil sustancialmente circular o ellptico mas proxima al buje, una region de superficie aerodinamica con un perfil de generation de sustentacion mas alejada del buje, y preferiblemente una region de transition entre la region de ralz y la region de superficie aerodinamica, teniendo la region de transicion un perfil que cambia gradualmente en la direccion radial del perfil circular o ellptico de la region de ralz al perfil de generacion de sustentacion de la region de superficie aerodinamica. Por tanto, la pala de turbina eolica tiene un contorno con perfil convencional en si mismo.

Segun una realizacion ventajosa, el punto de emision esta ubicado en la region de superficie aerodinamica. Preferiblemente, el punto de recepcion tambien esta ubicado en la region de superficie aerodinamica. Ademas, los medios de alteration de flujo tambien pueden estar ubicados ventajosamente en la region de superficie aerodinamica. Segun una realizacion ventajosa, el punto de emision y/o el punto de recepcion estan ubicados dentro del 75% exterior de la region de superficie aerodinamica, es decir la parte mas alejada del buje. Segun otra realizacion ventajosa, el punto de emision y/o el punto de recepcion estan ubicados dentro del 50% exterior de la region de superficie aerodinamica. Los diversos puntos de emision y puntos de recepcion pueden estar ubicados unicamente dentro de dichas regiones exteriores.

Segun una realizacion ventajosa, la primera pala comprende una pluralidad de conjuntos de puntos de emision, estando dichos conjuntos de puntos de emision ubicados a diferentes distancias radiales del eje central. Cada conjunto puede comprender ventajosamente uno, dos o tres puntos de emision. Cada conjunto de puntos de emision corresponde a dispositivos de alteracion de flujo separados. Por tanto, se proporcionan varios medios locales para controlar las prestaciones aerodinamicas locales y aliviar las cargas.

Los sistemas opticos pueden alimentarse mediante unidades de fuentes de alimentation locales. Las unidades de fuentes de alimentacion pueden estar ubicadas por ejemplo dentro del buje o la gondola. En una realizacion, la fuente de alimentacion local esta ubicada dentro de la primera pala de turbina eolica. Una fuente de alimentacion de este tipo puede extraer energla, por ejemplo, de variaciones de masa y gravedad debidas a la rotacion del rotor.

Segun otra realizacion ventajosa, se proporciona un sistema optico adicional para sondear velocidades del viento a barlovento por delante del rotor. El sistema optico adicional puede instalarse, por ejemplo, encima de la gondola de la turbina eolica o en el buje. Este sistema puede usarse para compensar errores de guinada, cizalladura del viento o similares o para garantizar una velocidad de rotacion del rotor sustancialmente constante. Esto puede obtenerse sometiendo a cabeceo las palas individuales, por ejemplo sometiendo a cabeceo clclico las palas. Por tanto, la invention proporciona un sistema optico para compensar fluctuaciones del viento globales y reaccionar frente a esas fluctuaciones sometiendo a cabeceo las palas y sistemas opticos para sondear fluctuaciones del viento locales en la proximidad de las palas de turbina eolica, compensandose estas fluctuaciones locales mediante los medios de alteracion de flujo locales.

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Segun una realizacion ventajosa, que no forma parte de la invencion reivindicada, la primera pala de turbina eolica tiene una longitud de pala (L), y el punto de emision y el punto de recepcion estan ubicados dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,2L a 0,9L, o ventajosamente dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,22L a 0,85L, o mas ventajosamente dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,25L a 0,8L, tal como se observa desde la ralz de la primera pala. En esta notacion, la ralz de pala esta ubicada en la posicion 0 y la punta de pala en la posicion L. De ese modo, el sistema puede adaptarse facilmente para sondear velocidades del viento por delante de la pala en las posiciones radiales de la pala que contribuyen mas a la produccion de energla global de la turbina eolica.

Segun otra realizacion ventajosa, que no forma parte de la invencion reivindicada, la primera pala de turbina eolica tiene una longitud de pala (L), y la region de sondeo esta ubicada en una a posicion en la que el viento impacta contra la primera pala de turbina eolica o una segunda pala de turbina eolica dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,5L a 0,9L, o ventajosamente dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,55L a 0,80L, o mas ventajosamente dentro de un intervalo de longitud de pala de 0,6L a 0,75L, tal como se observa desde la ralz de la primera pala. Segun aun otra realizacion ventajosa, el punto de emision esta ubicado dentro del mismo intervalo de longitud de pala. De ese modo, el sistema de medicion optico puede adaptarse para sondear la region en la que la pala tiene sus mayores cargas y en la que la compensacion tiene su mayor efecto sobre las fluctuaciones de cargas.

La primera pala de turbina eolica puede someterse a cabeceo, y el sistema de medicion optico comprende medios de compensacion para compensar un angulo de cabeceo de la primera pala. En una primera realizacion sencilla, los medios de compensacion pueden ser simplemente medios computacionales, que compensan la medida de velocidad del viento dependiendo del angulo de cabeceo de la primera pala de turbina eolica. Tambien pueden usarse medios computacionales para compensar variaciones en la velocidad de rotacion del rotor, influyendo por tanto sobre el angulo de ataque local y la velocidad del viento percibida por una seccion de pala radial.

Segun otra realizacion ventajosa, la primera pala de turbina eolica puede someterse a cabeceo, y la direccion de sondeo es variable dependiendo de un angulo de cabeceo de la primera pala. De ese modo es posible, por ejemplo, ajustar la direccion de sondeo de modo que la region de sondeo no cambia a pesar de que se cambia el cabeceo de pala y/o con el fin de maximizar la resolucion de las velocidades del viento sondeadas. De manera similar, la direccion de sondeo puede ser variable dependiendo de una velocidad de rotacion del rotor.

Se reconoce que la direccion de sondeo puede variarse de muchas maneras diferentes. La mayor parte de la parte de transmision del sistema de medicion optico puede estar contenida, por ejemplo, en una unica unidad, y en la que esta unidad es variable en cuanto al angulo con respecto a la primera pala de turbina eolica. En otra realizacion, el sistema de medicion optico esta adaptado para variar una posicion de luz entrante en una lente de transmision. La lente de transmision puede ser, por ejemplo, una lente ubicada en el punto de emision del sistema de medicion optico, y la posicion de luz entrante puede variarse, por ejemplo, en cuanto al angulo o la posicion cambiando la posicion de la fuente de luz. En una realizacion, esto se obtiene moviendo la propia fuente de luz, y en otra realizacion, esto se obtiene moviendo la posicion del extremo de emision de una fibra optica. En una realizacion alternativa o complementaria, el sistema optico esta adaptado para variar una posicion de una lente de transmision. De ese modo, la lente puede moverse, por ejemplo, en una direccion sustancialmente transversal de la luz entrante.

Segun un segundo aspecto, tal como se expone en la reivindicacion 12, la invencion proporciona un metodo, en el que el metodo comprende las etapas de: a) emitir luz en una direccion de sondeo desde un punto de emision en la primera pala de turbina eolica, estando dicho punto de emision ubicado a una primera distancia radial del eje central, b) recibir una parte reflejada de luz desde una region de sondeo a lo largo de la direccion de sondeo en un punto de recepcion ubicado en la primera pala de turbina eolica en una ubicacion a una segunda distancia radial del eje central, c) dirigir dicha parte reflejada de luz a un detector, d) generar una senal basandose en luz detectada en la etapa c), y e) calcular una primera componente de velocidad basandose en la senal de la etapa d). Tal como se menciono anteriormente, la segunda distancia radial corresponde preferiblemente a la primera distancia radial.

En una realizacion ventajosa, el metodo comprende ademas la etapa de: f) ajustar medios de alteracion de flujo ajustables en la primera pala de turbina eolica con el fin de ajustar unas caracterlsticas aerodinamicas de la primera pala de turbina eolica, estando los medios de alteracion de flujo ajustables ubicados a una tercera distancia radial del eje central. Tal como se menciono anteriormente, la tercera distancia radial corresponde preferiblemente a la primera distancia radial.

En otra realizacion ventajosa, el metodo comprende ademas la etapa de ajustar la direccion de sondeo dependiendo de un angulo de cabeceo de la primera pala de turbina eolica y/o una velocidad de rotacion del rotor.

Evidentemente, el metodo tambien puede aplicarse a cualquiera de las realizaciones anteriormente mencionadas de la turbina eolica.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion se explica en detalle a continuation con referenda a una realization mostrada en los dibujos, en los que

la figura 1 muestra una turbina eolica,

la figura 2 muestra una vista esquematica de un perfil de superficie aerodinamica,

5 la figura 3 muestra una vista esquematica de velocidades de flujo y fuerzas aerodinamicas en un perfil de superficie aerodinamica,

la figura 4 muestra una vista esquematica de una pala de turbina eolica dotada de sistemas de medicion opticos locales y medios de alteration de flujo locales correspondientes,

las figuras 5a-c muestran vistas en section transversal de realizaciones con diferentes disposiciones de los sistemas 10 de medicion locales,

las figuras 6a-d muestran vistas esquematicas de rotores con diferentes direcciones de sondeo,

la figura 7 muestra una vista esquematica de una turbina eolica en la que el sistema de medicion optico sondea velocidades del viento en una region de sondeo ubicada por delante del plano de rotor,

la figura 8 muestra una vista esquematica de un rotor de turbina eolica dotado de una fuente de laser ubicada de 15 manera central,

las figuras 9a y 9b muestran vistas esquematicas de una primera y una segunda realizacion de un sistema de anemometrla por laser con efecto Doppler, respectivamente,

la figura 10 muestra una vista esquematica de un sistema de anemometrla por laser con efecto Doppler que comprende dos haces de sondeo,

20 las figuras 11a-g muestran diversas realizaciones de dispositivos de alteracion de flujo, y la figura 12 muestra una primera realizacion, en la que la direction de sondeo es variable,

la figura 13 muestra una primera realizacion, en la que la direccion de sondeo es variable, y

la figura 14 muestra una primera realizacion, en la que la direccion de sondeo es variable.

Descripcion detallada de la invencion

25 La figura 1 ilustra una turbina eolica de eje horizontal a barlovento moderna, convencional, segun el denominado “diseno danes” con una torre 4, una gondola 6 y un rotor con un arbol de rotor sustancialmente horizontal. El rotor incluye un buje 8 y tres palas 10 que se extienden radialmente desde el buje 8, que tienen, cada una, una ralz 16 de pala mas cerca del buje y una punta 14 de pala mas alejada del buje 8.

La figura 2 muestra una vista esquematica de un perfil 50 de superficie aerodinamica de una pala tlpica de una 30 turbina eolica representada con los diversos parametros que se usan normalmente para definir la forma geometrica de una superficie aerodinamica. El perfil 50 de superficie aerodinamica tiene un lado 52 de presion y un lado 54 de suction, que, durante el uso (es decir, durante la rotation del rotor) se dirigen normalmente hacia el lado a barlovento y el lado a sotavento, respectivamente. La superficie 50 aerodinamica tiene una cuerda 60 con una longitud c de cuerda que se extiende entre un borde 56 de ataque y un borde 58 de salida de la pala. La superficie 35 50 aerodinamica tiene un grosor t, que se define como la distancia entre el lado 52 de presion y el lado 54 de

succion. El grosor t de la superficie aerodinamica varla a lo largo de la cuerda 60. La desviacion con respecto a un perfil simetrico viene dada por una llnea 62 de curvatura, que es una llnea media a traves del perfil 50 de superficie aerodinamica. La llnea media puede encontrarse dibujando clrculos inscritos desde el borde 56 de ataque hasta el borde 58 de salida. La llnea media sigue los centros de estos clrculos inscritos y la desviacion o distancia desde la 40 cuerda 60 se denomina curvatura f. La asimetrla tambien puede definirse mediante el uso de parametros denominados curvatura superior y curvatura inferior, que se definen como las distancias desde la cuerda 60 y el lado 54 de succion y el lado 52 de presion, respectivamente.

Los perfiles de superficie aerodinamica se caracterizan con frecuencia mediante los siguientes parametros: la longitud c de cuerda, la curvatura f maxima, la position df de la curvatura f maxima, el grosor t de superficie 45 aerodinamica maximo, que es el mayor diametro de los clrculos inscritos a lo largo de la llnea 62 de curvatura

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media, la posicion dt del grosor t maximo, y un radio de nariz (no mostrado). Estos parametros se definen normalmente como razones con respecto a la longitud c de cuerda.

La figura 3 muestra una vista esquematica de velocidades de flujo y fuerzas aerodinamicas en el perfil 50 de superficie aerodinamica. El perfil de superficie aerodinamica esta ubicado en la posicion radial o radio r del rotor del que forma parte la pala, y el perfil se establece a un angulo 0 de torsion o de cabeceo dado. Una velocidad Va de corriente libre axial, que segun la teorla de manera optima se proporciona como 2/3 de la velocidad Vw del viento, y una velocidad r ■ w tangencial, que esta orientada en una direction 64 de rotation para el rotor, combinadas forman una velocidad Vr resultante. Junto con la llnea 60 de cuerda, la velocidad Vr resultante define un angulo de flujo entrante, j a partir del cual puede deducirse el angulo a de ataque.

Cuando el perfil 50 de superficie aerodinamica recibe el impacto de un flujo de aire incidente, se genera una sustentacion 66 perpendicular a la velocidad Vr resultante. Al mismo tiempo, la superficie aerodinamica se ve afectada por una resistencia 68 aerodinamica orientada en la direccion de la velocidad Vr resultante. Conociendo la sustentacion y la resistencia aerodinamica para cada posicion radial se vuelve posible calcular la distribution de fuerzas 70 aerodinamicas resultantes a lo largo de toda la longitud de la pala. Estas fuerzas 70 aerodinamicas estan divididas normalmente en dos componentes, a saber una distribucion de fuerza 74 tangencial (en el plano de rotacion del rotor) y un empuje 72 orientado en un angulo recto con respecto a la fuerza 74 tangencial. Ademas, la superficie aerodinamica se ve afectada por un coeficiente 75 de momento.

El par motor de accionamiento del rotor puede calcularse integrando la fuerza 74 tangencial a lo largo de toda la longitud radial de la pala. El par motor de accionamiento junto con la velocidad de rotacion del rotor proporciona la potencia de rotor global para la turbina eolica. Integrar el empuje 72 local a lo largo de toda la longitud de la pala proporciona el empuje de rotor total, por ejemplo en relation con la torre.

Si la velocidad del viento cambia o se producen fluctuaciones en la velocidad del viento local, el triangulo de velocidades se ve influido y por tanto tambien se ve influida la sustentacion y las fuerzas (o cargas) que influyen sobre el perfil de pala. Las fluctuaciones de cargas pueden aliviarse usando dispositivos de alteration de flujo activos, que, por ejemplo, pueden cambiar la curvatura global del perfil local o que pueden alterar el coeficiente de sustentacion, reajustando de ese modo el triangulo de velocidades (vr, va, r ■ w) y el triangulo de fuerzas (70, 72, 74). Sin embargo, para hacer esto, se necesita conocer information sobre los cambios o fluctuaciones de la velocidad del viento antes de que el flujo impacte realmente sobre el perfil 50 de pala local con el fin de compensarlos con suficiente rapidez.

La figura 4 muestra una vista esquematica de una primera realization de una pala 10 de turbina eolica segun la invencion. La pala 10 de turbina eolica tiene la forma de una pala de turbina eolica convencional y comprende una region 30 de ralz mas cerca del buje, una region 34 de superficie aerodinamica o con perfil mas alejada del buje y una region 32 de transition entre la region 30 de ralz y la region 34 de superficie aerodinamica. La pala l0 comprende un borde 18 de ataque orientado en el sentido de rotacion de la pala 10 cuando la pala esta montada en el buje, y un borde 20 de salida orientado en el sentido opuesto al borde 18 de ataque.

La region 34 de superficie aerodinamica (tambien denominada region con perfil) tiene una forma de pala ideal o casi ideal con respecto a la generation de sustentacion, mientras que la region 30 de ralz, debido a consideraciones estructurales, tiene una section transversal sustancialmente circular o ellptica, lo que, por ejemplo, hace mas facil y mas seguro montar la pala 10 en el buje. El diametro (o la cuerda) de la region 30 de ralz es normalmente constante a lo largo de todo el area 30 de ralz. La region 32 de transicion tiene un perfil 42 de transicion que cambia gradualmente de la forma 40 circular o ellptica de la region 30 de ralz al perfil 50 de superficie aerodinamica de la region 34 de superficie aerodinamica. La anchura de la region 32 de transicion aumenta normalmente de manera sustancialmente lineal al aumentar la distancia r desde el buje.

La region 34 de superficie aerodinamica tiene un perfil 50 de superficie aerodinamica con una cuerda que se extiende entre el borde 18 de ataque y el borde 20 de salida de la pala 10. La anchura de la cuerda disminuye al aumentar la distancia r desde el buje.

Debe observarse que las cuerdas de diferentes secciones de la pala normalmente no se encuentran en un plano comun, ya que la pala puede estar torcida y/o curvada (es decir, curvatura previa), proporcionando por tanto al plano de cuerda un recorrido correspondientemente torcido y/o curvado, siendo este el caso con la mayor frecuencia para compensar que la velocidad local de la pala depende del radio desde el buje.

La pala 10 de turbina eolica segun la invention esta dotada de un primer sistema de medicion optico o sistema 80 de anemometro por laser con efecto Doppler (LDA), que cuando la pala 10 de turbina eolica esta montada en el buje se encuentra ubicado a una primera distancia n radial de un eje 15 central del rotor y por tanto tambien a una primera distancia del buje. La pala de turbina eolica esta dotada ademas de un segundo sistema 81 de anemometro por laser con efecto Doppler ubicado a una segunda distancia r2 radial del eje central del rotor as! como un tercer

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sistema 82 de anemometro por laser con efecto Doppler ubicado a una segunda distancia r2 radial del eje central del rotor. Los tres sistemas 80, 81, 82 por laser con efecto Doppler estan operativamente conectados a un primer dispositivo 90 de alteracion de flujo, un segundo dispositivo 91 de alteracion de flujo y un tercer dispositivo 92 de alteracion de flujo, respectivamente. En la realizacion representada, los dispositivos 90, 91, 92 de alteracion de flujo son alerones montados en la superficie, que pueden desplegarse segun la medida de velocidad del viento obtenida por los sistemas 80, 81, 82 por laser con efecto Doppler con el fin de ajustar el triangulo de velocidades y el triangulo de cargas tal como se describio con relacion a la figura 3. Cada sistema 80, 81, 82 de LDA puede comprender uno, dos o tres haces de sondeo para medir velocidades del viento en uno, dos o tres volumenes de sondeo, respectivamente.

Las figuras 5a-c muestran diversas realizaciones de palas de turbina eolica dotadas de sistemas de LDA en diferentes configuraciones. Por motivos de claridad, los dispositivos de alteracion de flujo no se representan en estas figuras.

La figura 5a muestra una vista en seccion transversal de una primera realizacion de una pala 110 de turbina eolica dotada de un sistema 180 de LDA. El sistema 180 de LDA esta dispuesto con un punto 185 de emision cerca del borde de ataque de la pala. El sistema 180 de LDA emite un haz 186 de sondeo a lo largo de una direccion de sondeo y sondea velocidades del viento en una region 187 de sondeo o un volumen de sondeo ubicado sustancialmente corriente arriba con respecto a la seccion transversal de pala de turbina eolica. El haz 186 de sondeo se centra a una distancia fL del punto 185 de emision. La region 187 de sondeo se representa en este caso como que es sustancialmente esferica. Sin embargo, en la practica la region de sondeo, que normalmente se define como la region de la anchura completa a la mitad de la intensidad maxima (FWHM), esta alargada en la region de sondeo. La region de sondeo es normalmente mas larga cuando aumenta la longitud fL focal. En esta realizacion, la direccion de sondeo se establece en una direccion, en la que el haz de sondeo se emite en una direccion desde el borde de ataque y ligeramente hacia el lado de presion de la pala 110. Las partlculas o aerosoles que pasan a traves de la region 187 de sondeo retrodispersan o reflejan la luz. Esta luz reflejada se recoge por el sistema 180 de LDA en un punto 185 de recepcion. Habitualmente, el punto de emision y el punto de recepcion son coincidentes, por ejemplo delimitados por una ventana o una lente, que se usa para enfocar el haz 186 de sondeo y recoger la luz reflejada.

La figura 5b muestra una vista en seccion transversal de una segunda realizacion de una pala 210 de turbina eolica en la que numeros iguales se refieren a partes iguales de la primera realizacion mostrada en la figura 5a. En esta realizacion particular, la pala 210 de turbina eolica esta dotada de dos sistemas 280, 280' de LDA en la misma seccion transversal. Un primer sistema 280 de LDA esta dispuesto con un punto 285 de emision cerca del borde de ataque de la pala. El primer sistema 280 de LDA emite un haz 286 de sondeo a lo largo de una direccion de sondeo dirigida desde el borde de ataque y orientada sustancialmente en continuacion de una cuerda 260 del perfil en seccion transversal local y sondea velocidades del viento en una region 287 de sondeo o un volumen de sondeo ubicado por delante del borde de ataque del perfil. Un segundo sistema 280' de LDA esta dispuesto con un punto 285' de emision en el lado de presion del perfil. El segundo sistema 280' de LDA emite un haz 286' de sondeo a lo largo de una direccion de sondeo y sondea velocidades del viento en una region 287' de sondeo o un volumen de sondeo ubicado por delante del borde de ataque del perfil y en el lado de presion de la pala 210, es decir normalmente desde un plano corriente arriba con respecto al plano de rotor. El angulo entre los dos haces 286, 286' de sondeo se designa como 8.

Se observa que ambos puntos 285, 285' de emision estan ubicados en una region entre el borde de ataque y la posicion de grosor maximo en el lado de presion de la pala, veanse tambien las definiciones dadas con relacion a la figura 2. En el sistema de coordinacion, cuando la direccion de emision desde el borde de ataque en continuacion directa de la cuerda 260 se define como 0 grados y una normal 288 con respecto a la cuerda en el lado de presion de la pala se define como 90 grados, el punto de emision y la direccion de sondeo se encuentran ventajosamente en el cuadrante entre 0 y 90 grados. Mas ventajosamente, la direccion de sondeo se encuentra entre 0 y 60 grados, o incluso mas ventajosamente de 0 a 45 grados.

Las realizaciones mostradas en las figuras 5a y 5b se usan para sondear velocidades del viento a barlovento del perfil en seccion transversal local de la primera pala de turbina eolica. Basandose en estas mediciones, se controlan dispositivos de guiado de flujo local de la primera pala de turbina eolica (no mostrados). Los sistemas de LDA estan ventajosamente adaptados para sondear la componente de velocidad en una region de sondeo ubicada en el intervalo de 0,5-10 m o 0,75-8 m o 1-5 m de los puntos de emision. Por tanto, los sistemas sondean de hecho velocidades del viento locales y fluctuaciones del viento.

Sin embargo, tambien pueden usarse medidas de velocidad del viento para controlar dispositivos de guiado de flujo de una segunda pala de turbina eolica. En esta situacion, puede desearse sondear, en vez de eso, velocidades del viento en regiones de sondeo ubicadas corriente arriba con respecto a la segunda pala de turbina eolica. Un ejemplo de una realizacion de este tipo se representa en la figura 5c que muestra el perfil de seccion transversal de una pala 910 de turbina eolica. Un primer sistema 980 de LDA esta dispuesto con un punto 985 de emision cerca del borde de salida de la pala. El primer sistema 980 de LDA emite un haz 986 de sondeo a lo largo de una direccion de sondeo

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dirigida desde el borde de salida y orientada sustancialmente en continuacion de una cuerda 260 del perfil en seccion transversal local y sondea velocidades del viento en una region 987 de sondeo o un volumen de sondeo ubicado por detras del borde de ataque del perfil. Un segundo sistema 980' de LDA esta dispuesto con un punto 985' de emision en el lado de presion del perfil. El segundo sistema 980' de LDA emite un haz 986' de sondeo a lo largo de una direccion de sondeo y sondea velocidades del viento en una region 987' de sondeo o un volumen de sondeo ubicado por detras del borde de salida del perfil y en el lado de presion de la pala 910, es decir normalmente desde un plano corriente arriba con respecto al plano de rotor. El angulo entre los dos haces 986, 986' de sondeo se designa como 8. En esta realizacion, el intervalo fL de sondeo puede ser ventajosamente mayor que el intervalo de sondeo de las realizaciones mostradas en las figuras 5a y 5b. Las regiones 987, 987' de sondeo pueden estar ventajosamente ubicadas dentro del intervalo de 0,5 m a 15 m de la segunda pala.

Las figuras 6a-d muestran diversas direcciones de sondeo posibles para un sistema de LDA ubicado en una pala de turbina eolica.

La figura 6a muestra una primera realizacion que ilustra una posible direccion de sondeo del sistema. Durante la rotacion del rotor un sistema 380 de LDA ubicado dentro de una pala de turbina eolica del rotor sigue un movimiento a lo largo de un clrculo 325 concentrico que tiene un radio desde un eje 315 central del rotor. En esta realizacion, el sistema 380 de LDA emite un haz (o haces) de sondeo en el plano en seccion transversal del perfil local en el sistema 380 de LDA. Por tanto, los haces de sondeo se dirigen de manera tangencial con respecto al clrculo 325 concentrico. La region de sondeo esta ubicada a un segundo radio desde el eje central en un segundo clrculo 325' concentrico. Por tanto, la parte de la pala, que de hecho impacta contra las partlculas de viento en la region de sondeo, puede estar ubicada a este segundo radio en la pala. Por tanto, los dispositivos de alteracion de flujo pueden estar ubicados ventajosamente a este segundo radio o desplazarse hacia el segundo radio.

La figura 6b muestra una segunda realizacion que ilustra una posible direccion de sondeo del sistema. Durante la rotacion del rotor un sistema 480 de LDA ubicado dentro de una pala de turbina eolica del rotor sigue un movimiento a lo largo de un clrculo 425 concentrico que tiene un radio desde un eje 415 central del rotor. En esta realizacion, el sistema 480 de LDA emite un haz (o haces) de sondeo en una direccion hacia dentro fuera del plano en seccion transversal del perfil local en el sistema 480 de LDA. La region de sondeo esta ubicada, en esta realizacion, a la misma distancia radial del eje 415 central que el punto de emision. Por tanto, el sistema puede sondear de manera mas precisa las velocidades del viento de partlculas con las que impacta de hecho la seccion de pala local.

La figura 6c muestra una tercera realizacion que ilustra una posible direccion de sondeo del sistema correspondiente a la realizacion mostrada en la figura 5c. Durante la rotacion del rotor un sistema 1080 de LDA ubicado dentro de una primera pala 1010 de turbina eolica del rotor sigue un movimiento a lo largo de un clrculo 1025 concentrico que tiene un radio desde un eje 1015 central del rotor. En esta realizacion, el sistema 1080 de LDA emite un haz (o haces) de sondeo en una direccion hacia dentro fuera del plano en seccion transversal del perfil local en el sistema 1080 de LDA. El/los haz/haces de sondeo se emite(n) desde una ubicacion en la proximidad del borde de salida de la primera pala 1010 y la region de sondeo esta ubicada por delante del borde de ataque de una segunda pala 1010' de turbina eolica. La region de sondeo esta ubicada, en esta realizacion, a la misma distancia radial del eje 1015 central que el sistema 1080 de LDA. La direccion de sondeo tambien puede ser sustancialmente tangencial al clrculo 1025 concentrico.

La figura 6d muestra una cuarta realizacion que ilustra una posible direccion de sondeo del sistema. Durante la rotacion del rotor un sistema de LDA ubicado dentro de una pala de turbina eolica del rotor sigue un movimiento a lo largo de un primer clrculo concentrico, mientras que la region de sondeo esta ubicada en un segundo clrculo concentrico que tiene un radio mas pequeno que el primer clrculo concentrico. En la realizacion ilustrada, la direccion de observacion y la region de sondeo estan ubicadas de modo que la direccion de observacion esta dirigida de manera sustancialmente tangencial al segundo clrculo concentrico. Sin embargo, se reconoce que el sistema de LDA puede estar ubicado mas hacia dentro o mas hacia fuera de la pala.

El sistema de LDA puede sondear ventajosamente velocidades del viento desde una region de sondeo ubicada corriente arriba con respecto al, es decir por delante del, plano de rotor. Esta situacion se representa en la figura 7. Durante la rotacion del rotor, un sistema de LDA ubicado dentro de una primera pala de turbina eolica del rotor sigue un movimiento a lo largo de un clrculo concentrico dentro de un plano 1125 de rotor. La region de sondeo esta ubicada en un segundo plano 1127 ubicado corriente arriba con respecto al plano de rotor.

En las realizaciones anteriormente mostradas, los sistemas de LDA se representan como una unica unidad dentro de la pala. Sin embargo, tambien se contemplan realizaciones en las que la fuente de luz, es decir la fuente de laser, esta ubicada dentro del buje o dentro de la gondola de la turbina eolica. Una realizacion de este tipo se representa en la figura 8. Una o mas fuentes 585 de laser estan ubicadas dentro del buje de un rotor. La luz de laser de la fuente de laser se divide en varios haces separados, que se dirigen a puntos de emision dentro de las palas de turbina eolica del rotor, por ejemplo a traves de fibras opticas. Un haz se divide en varios haces separados mediante un divisor 586 de haz o alternativamente una unidad de multiplexado. La luz dividida se gula a una primera unidad 580 de LDA a traves de una primera fibra 587 optica, a una segunda unidad 581 de LDA a traves de una segunda

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fibra 588 optica, y una tercera unidad 582 de LDA a traves de una tercera fibra 589 optica. En esta realizacion, las unidades 580, 581, 582 de LDA emiten haces de sondeo (no mostrados) desde un punto de emision en la proximidad del borde de ataque de la pala de turbina eolica. Las velocidades del viento medidas por la primera unidad 580 de LDA se usan para controlar un primer dispositivo 590 de alteracion de flujo, las velocidades del viento medidas por la segunda unidad 581 de LDA se usan para controlar un segundo dispositivo 591 de alteracion de flujo, y las velocidades del viento medidas por la tercera unidad 581 de LDA se usan para controlar un tercer dispositivo 592 de alteracion de flujo con el fin de aliviar fluctuaciones de cargas locales.

La figura 9a muestra una primera realizacion de una unidad 680 de LDA que puede usarse para la invencion. La unidad 680 de LDA comprende unos medios 674 de fuente de luz que incluyen, por ejemplo, un diodo de laser y una lente condensadora. La luz emitida desde los medios 674 de fuente de luz se dirige a un divisor 675 de haz, que divide la luz en un haz de referencia, que se gula a un espejo 676 de referencia, y un haz de sondeo, que se envla a traves de un sistema 677 de lente y opcionalmente una ventana 678, que por tanto constituye el punto de emision de la unidad 680 de LDA. En una realizacion alternativa, una lente del sistema 677 de lente puede constituir el punto de emision. La luz reflejada por partlculas o aerosoles que pasan a traves del volumen de sondeo se refleja o se retrodispersa y se recoge a traves de la ventana 678, que entonces pasa a traves del sistema 677 de lente y al divisor 675 de haz, en el que la luz reflejada se mezcla con el haz de referencia. La luz mezclada se detecta mediante un fotodetector 679. Se observa que el sistema corresponde a un sistema de anemometrla por laser con efecto Doppler basado en Michelson, en el que el desplazamiento por efecto Doppler detectado depende de la velocidad de las partlculas que pasan a traves del volumen de sondeo. La senal procedente del fotodetector 679 se envla a un amplificador 693, y desde el amplificador 693 hacia un procesador 694 de senales, por ejemplo que comprende un bucle de enganche de fase o un bucle de enganche de frecuencia. La senal del procesador 694 de senales se envla a una salida 695 electrica, que puede usarse para controlar los dispositivos de alteracion de flujo correspondientes.

La figura 9b muestra una segunda realizacion de una unidad 780 de LDA que puede usarse para la invencion y en la que numeros iguales corresponden a partes iguales de la unidad de LDA mostrada en la figura 9a. La unidad 780 de LDA comprende unos medios 774 de fuente de luz que incluyen un acoplamiento de entrada para luz procedente de un laser central, por ejemplo tal como se muestra en la figura 8, y una lente condensadora. La luz emitida desde los medios 774 de fuente de luz se dirige a un divisor 775 de haz, que divide la luz en un haz de referencia, que se gula a un espejo 776 de referencia, y un haz de sondeo, que se envla a traves de un sistema 777 de lente y opcionalmente una ventana 778, que por tanto constituye el punto de emision de la unidad 780 de LDA. En una realizacion alternativa, una lente del sistema 777 de lente puede constituir el punto de emision. La luz reflejada por partlculas o aerosoles que pasan a traves del volumen de sondeo se refleja o retrodispersa y se recoge a traves de la ventana 778, que entonces pasa a traves del sistema 777 de lente y al divisor 775 de haz, en el que la luz reflejada se mezcla con el haz de referencia. La luz mezclada se detecta por un fotodetector 779. Se observa que el sistema corresponde a un sistema de anemometrla por laser con efecto Doppler basado en Michelson, en el que el desplazamiento por efecto Doppler detectado depende de la velocidad de las partlculas que pasan a traves del volumen de sondeo. La senal procedente del fotodetector 779 se envla a un amplificador 793, y desde el amplificador 793 a un procesador 794 de senales, por ejemplo que comprende un bucle de enganche de fase o un bucle de enganche de frecuencia. La senal del procesador 794 de senales se envla a una salida 795 electrica, que puede usarse para controlar los dispositivos de alteracion de flujo correspondientes.

Tal como se menciono anteriormente, las figuras 5a y 5b muestran realizaciones que usan dos haces de sondeo en el mismo perfil con seccion transversal de la pala de turbina eolica, y en las que los haces de sondeo se generan mediante unidades de LDA separadas. Sin embargo, tambien es posible generar dos o mas haces de sondeo a partir de una unica unidad de LDA. Una realizacion de este tipo se muestra en la figura 10. En esta realizacion, un haz entrante se divide en dos haces separados, por ejemplo usando un prisma 896 de Wollaston, generando por tanto un primer haz y un segundo haz. El primer y el segundo haz pueden enviarse ventajosamente cada uno a un segundo divisor 875 de haz, que divide el haz en un haz de referencia, que se envla a un espejo 876 de referencia, y un haz de sondeo, que puede enviarse a traves de un sistema de lente y al punto de emision (ahora mostrado). En una realizacion alternativa, el haz entrante se divide en haces separados mediante una red. Si se necesitan dos haces de sondeo, puede ser posible, por ejemplo, usar el haz de orden cero y uno de los haces de primer orden y suprimir los otros ordenes, o alternativamente usar un haz de primer orden y un haz de segundo orden y suprimir el resto. Si se necesitan tres haces de sondeo, puede ser posible usar el haz de orden cero y ambos haces de primer orden.

Las figuras 11a-g muestran diversas realizaciones de dispositivos de alteracion de flujo adecuados para la invencion. Los alerones son un tipo de medios de alteracion de flujo, que son muy adecuados para ajustes rapidos de las propiedades aerodinamicas del perfil local. Los alerones pueden implementarse de diversas maneras. Tal como se muestra en la figura 11 a, los alerones pueden implementarse como alerones montados en la superficie, que, cuando se despliegan, sobresalen desde la superficie del perfil de pala. Un aleron tambien puede proporcionarse como un elemento separado tal como se muestra en la figura 11b, que puede moverse por rotacion y/o traslacion con respecto a la propia pala. Por tanto, el perfil de pala es un perfil de multiples elementos. Alternativamente, el aleron puede implementarse como un aleron con curvatura tal como se muestra en la figura 11c, que puede usarse para

cambiar la ilnea de curvatura del perfil de pala. Tambien es posible usar microaletas tal como se muestra en la figura 11d colocadas en las superficies superior y/o inferior del perfil local. Tales dispositivos de alteracion de flujo pueden desplegarse muy rapidamente de modo que sobresalen desde la superficie de la pala.

Los medios de alteracion de flujo tambien pueden comprender varios orificios de ventilacion para el soplado o la 5 succion entre un interior de la pala y un exterior de la pala. Los orificios de ventilacion se aplican ventajosamente al lado de succion de la pala tal como se muestra en las figuras 11e y 11f. Los orificios de ventilacion pueden usarse para crear una banda de flujo adherido. El aire que penetra desde los orificios de ventilacion puede usarse para energizar y volver a energizar la capa de llmite con el fin de mantener el flujo adherido a la superficie exterior de la pala tal como se muestra en la figura 11f. Alternativamente, los orificios de ventilacion pueden usarse para la succion 10 tal como se muestra en la figura 11e, mediante lo cual el flujo de bajo momento en la capa de llmite se retira y el flujo restante vuelve a energizarse de ese modo y se atrae hacia la superficie de la pala.

Tambien es posible usar una aleta de borde de ataque tal como se muestra en la figura 11 g. La aleta de borde de ataque puede estar conectada a la pala de tal manera que puede moverse por rotacion y/o traslacion con relacion al perfil de pala local.

15 La figura 12 muestra una vista en seccion transversal de una primera realizacion de una pala 1210 de turbina eolica dotada de un sistema 1280 de LDA que tiene una direccion de sondeo variable. En esta realizacion, el sistema 1280 de LDA es variable con respecto a la seccion de pala local. De ese modo, tambien puede variarse una posicion de un volumen 1287 de sondeo con respecto a la seccion de pala local. De ese modo, es posible compensar un cambio en el angulo de cabeceo de pala y/o la velocidad de rotacion del rotor. Si se varla, por ejemplo, el cabeceo de pala 20 con un angulo 0, la direccion de sondeo puede variarse de igual manera con un angulo correspondiente con el fin de compensar el cambio de cabeceo.

Se reconoce que el angulo de sondeo puede variarse de diversas maneras. Tal como se muestra en la figura 13, es posible, por ejemplo, variar la posicion (o angulo) de luz entrante en una lente de transmision ubicada en el punto de emision del sistema de medicion optico. Esto puede obtenerse, por ejemplo, moviendo una fuente de luz, por 25 ejemplo un diodo de laser o el extremo de transmision de una fibra optica, en una direccion sustancialmente transversal con respecto a la luz entrante (o la lente de transmision). Alternativamente, o ademas de ello, es posible variar la posicion de la lente de transmision con respecto a la luz entrante tal como se muestra en la figura 14, por ejemplo moviendo la lente de transmision en una direccion sustancialmente transversal con respecto a la luz entrante.

30 La invencion se ha descrito con referencia a una realizacion preferida. Sin embargo, el alcance de la invencion no se limita a las realizaciones ilustradas, y pueden llevarse a cabo alteraciones y modificaciones sin desviarse del alcance de la invencion, que se define por las reivindicaciones.

Lista de numeros de referencia

2

35 4

6 8

10, 110, 210, 1010, 1010', 1210 14

40 16

18 20 30 32

45 34

turbina eolica

torre

gondola

buje

pala

punta de pala

ralz de pala

borde de ataque

borde de salida

region de ralz

region de transicion

region de superficie aerodinamica

5

10

15

20

25

30

50 52 54 56 58

60, 260 62 64 66 68 70 72 74

80, 180, 280, 280', 380, 480, 580, 680, 780, 880, 980, 980',

81, 581

82, 582

90, 590

91, 591

92, 592

185, 285, 285'

186, 286, 286'

187, 287, 287', 1287 288

315, 415, 1015 325, 425, 1025, 1125

585

586

587, 588, 589

674, 774

675, 775, 875

676, 776, 876

perfil de superficie aerodinamica

lado de presion

lado de succion

borde de ataque

borde de salida

cuerda

llnea de curvatura / llnea media sentido de rotacion sustentacion resistencia aerodinamica fuerza aerodinamica resultante fuerza axial (empuje) fuerza tangencial

1080, 1280 anemometro por laser anemometro por laser anemometro por laser medios de alteracion de flujo / aleron medios de alteracion de flujo / aleron medios de alteracion de flujo / aleron punto de emision haz de sondeo

region de sondeo / volumen de sondeo

normal

eje central

clrculo

fuente de laser

unidad de divisor / multiplexor

gula de luz / fibras opticas

fuente de luz

divisor de haz

espejo de referencia

677, 777

678, 778

679, 779, 879 693, 793

5 694, 794

695, 795 896 1127 C

10 dt

df F

fL

r ■ w 15 T

Va

Vr

vw

20 a

5

6

j

sistema de lente ventana fotodetector amplificador procesador de senales salida electrica

divisor de haz / prisma de Wollaston

plano a barlovento

longitud de cuerda

posicion de grosor maximo

posicion de curvatura maxima

curvatura

longitud de sondeo velocidad de rotacion grosor

velocidad axial

velocidad resultante / velocidad de flujo entrante

velocidad del viento

angulo de ataque

angulo de sondeo

angulo de cabeceo

angulo de flujo entrante

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

   1. Turbina (2) eolica que comprende varias palas (10) que incluyen al menos una primera pala de turbina eolica que se extiende de manera sustancialmente radial desde un buje (8) en un arbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, constituyendo las palas junto con el buje un rotor con un plano de rotor, y que puede 5 ponerse en rotacion por el viento, y teniendo cada pala una parte mas interior que comprende una seccion (16) de ralz de la pala y una parte mas exterior que comprende una seccion (14) de punta de la pala, en la que la turbina eolica comprende un sistema (80) de medicion optico que comprende una fuente (674) de luz tal como un laser, una parte (675, 676, 677) de transmisor optico, una parte (679) de receptor optico y un procesador (694) de senales, en la que

   10 - la fuente de luz esta opticamente acoplada a la parte de transmisor optico,

   - la parte de transmisor optico comprende un punto de emision y esta adaptada para emitir luz en una direccion de sondeo desde dicho punto de emision,

   - la parte de receptor optico comprende un punto de recepcion y un detector, en la que la parte de receptor optico esta adaptada para recibir una parte reflejada de luz desde una region de sondeo a lo largo de la direccion de

   15 sondeo en el punto de recepcion y dirigir dicha parte reflejada de luz al detector para generar una senal a partir del detector basandose en la luz reflejada recibida, y

   - el procesador de senales esta adaptado para determinar al menos una primera componente de velocidad del flujo entrante a partir de la senal generada por la parte de receptor optico,

   - el punto de emision de la parte de transmisor optico esta ubicado en la primera pala a una primera distancia radial 20 del eje central, y

   - el punto de recepcion de la parte de transmisor optico esta ubicado en la primera pala a una segunda distancia radial del eje central, en la que la primera pala de turbina eolica puede someterse a cabeceo, y caracterizada porque el sistema de medicion optico comprende medios de compensacion para compensar un angulo de cabeceo de la primera pala.

   25 2. Turbina eolica segun la reivindicacion 1, en la que la primera pala comprende ademas medios de alteracion de

   flujo ajustables, tales como accionadores, alerones o microaletas distribuidos, para ajustar un parametro

   aerodinamico de la pala y ubicados a una tercera distancia radial del buje, controlandose los medios de alteracion de

   flujo ajustables mediante unos medios de control, y en la que los medios de control estan adaptados para recibir una senal del procesador de senales, basandose la senal al menos en la primera componente de velocidad, 30 opcionalmente siendo la tercera posicion radial sustancialmente identica a la primera posicion radial.
2. 3. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la turbina eolica comprende una

   segunda pala de turbina eolica, y en la que la segunda pala de turbina eolica esta dotada de medios de alteracion de

   flujo ajustables, tales como accionadores, alerones o microaletas distribuidos, para ajustar un parametro

   aerodinamico de la segunda pala, controlandose los medios de alteracion de flujo ajustables mediante unos medios

   35 de control, y en la que los medios de control estan adaptados para recibir una senal del procesador de senales, basandose la senal al menos en la primera componente de velocidad.
3. 4. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sistema de medicion optico esta adaptado para sondear la componente de velocidad en un intervalo de 0,5-10 m o 0,75-8 m o 1-5 m del punto de emision.

   40 5. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el punto de emision y/o el punto de

   recepcion de la primera pala de turbina eolica estan ubicados entre un borde de ataque de la primera pala y un punto de grosor maximo en un lado de presion de la pala, preferiblemente encontrandose la direccion de sondeo en un cuadrante entre una direccion de cuerda, observada desde el borde de ataque de la pala, y una normal perpendicular a dicha direccion de cuerda y que se extiende desde el lado de presion de la pala.

   45 6. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el punto de emision durante la

   rotacion del rotor sigue un clrculo concentrico que tiene un radio correspondiente a la primera distancia radial del eje central, y en la que la direccion de sondeo esta dispuesta sustancialmente de manera tangencial a dicho clrculo concentrico, alternativamente estando el sistema optico adaptado para sondear velocidades del viento en un volumen de sondeo ubicado sustancialmente a la primera distancia radial del eje central.

   50 7. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sistema de medicion optico esta

   adaptado para sondear velocidades del viento en un volumen de sondeo ubicado en un plano a barlovento corriente

   arriba con respecto al plano de rotor.
4. 8. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fuente de luz esta separada del punto de emision, estando la fuente de luz opticamente conectada al punto de emision mediante unos medios de guiado de luz, tales como una fibra optica, estando la fuente de luz ubicada, por ejemplo, en el buje o en una

   5 gondola de la turbina eolica.
5. 9. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos la parte de transmisor, la parte de receptor y el detector estan dispuestos en una primera unidad individual en la primera pala de turbina eolica, por ejemplo en la que la primera unidad esta dispuesta en un cojinete, tal como un tubo de manguito, en la primera pala de turbina eolica.

   10 10. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sistema de medicion optico esta

   adaptado para emitir al menos un primer haz de sondeo y un segundo haz de sondeo, en la que el primer haz de sondeo y el segundo haces de sondeo forman un angulo de sondeo que se encuentra en un intervalo de 5-90 grados, o ventajosamente de 7-75 grados, o ventajosamente de 10-60 grados, ventajosamente estando el primer haz de sondeo y el segundo haz de sondeo orientados sustancialmente en un plano en seccion transversal de una 15 seccion transversal local de la pala.
6. 11. Turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la direccion de sondeo es variable dependiendo de un angulo de cabeceo de la primera pala, alternativa o adicionalmente la direccion de sondeo es variable dependiendo de una velocidad de rotacion del rotor.
7. 12. Metodo de hacer funcionar una turbina eolica que comprende varias palas que incluyen al menos una primera 20 pala de turbina eolica que se extiende de manera sustancialmente radial desde un buje en un arbol principal que

   tiene un eje central sustancialmente horizontal, constituyendo las palas junto con el buje un rotor con un plano de rotor, y que puede ponerse en rotacion por el viento, y teniendo cada pala una parte mas interior que comprende una seccion de ralz de la pala y una parte mas exterior que comprende una seccion de punta de la pala, en el que el metodo comprende las etapas de

   25 a) emitir luz en una direccion de sondeo desde un punto de emision en la primera pala de turbina eolica, estando dicho punto de emision ubicado a una primera distancia radial del eje central,

   b) recibir una parte reflejada de luz desde una region de sondeo a lo largo de la direccion de sondeo en un punto de recepcion ubicado en la primera pala de turbina eolica en una ubicacion a una segunda distancia radial del eje central,

   30 c) dirigir dicha parte reflejada de luz a un detector,

   d) generar una senal basandose en luz detectada en la etapa c), y

   e) calcular una primera componente de velocidad basandose en la senal de la etapa d), en el que

   el metodo comprende ademas la etapa de compensar un angulo de cabeceo de la primera pala de turbina eolica.
8. 13. Metodo segun la reivindicacion 12, en el que el metodo comprende ademas la etapa de:

   35 f) ajustar medios de alteracion de flujo ajustables en la primera pala de turbina eolica con el fin de ajustar un parametro aerodinamico de la primera pala de turbina eolica, estando los medios de alteracion de flujo ajustables ubicados a una tercera distancia radial del eje central.
9. 14. Metodo segun la reivindicacion 12 o 13, en el que el metodo comprende ademas la etapa de ajustar la direccion de sondeo dependiendo de un angulo de cabeceo de la primera pala de turbina eolica y/o una velocidad de rotacion

   40 del rotor.