ES2683069T3

ES2683069T3 - Control de sombra de turbinas eólicas

Info

Publication number: ES2683069T3
Application number: ES07802098.9T
Authority: ES
Inventors: Lindy B. Sorensen; Bo Heftholm Christensen; Bruno Lund Mathiasen
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2018-09-24
Anticipated expiration: 2027-09-03
Also published as: DK2183481T3; WO2009030252A1; EP2183481A1; CN101796294B; US20110204629A1; EP2183481B1; US8310075B2; CN101796294A

Abstract

Un sistema de control de sombra (18) de una turbina eólica (1), teniendo la turbina eólica (1) un rotor (2) que, cuando rota y cuando el sol (3) está en una cierta posición (3E, 3O), puede proyectar una sombra intermitente (5E, 5O) sobre un objeto (7E, 7O) en la proximidad de la turbina (1), disponiéndose el sistema de control de sombra (18) para hacer que la turbina eólica (1) se pare, basándose en una condición de parada relacionada con la sombra (24off), de modo que no se proyecte una sombra intermitente (5E, 5O) sobre el objeto (7E, 7O), en el que la condición de parada (24off) comprende una determinación de si la sombra (5E, 5O) puede proyectarse teóricamente sobre el objeto (7E, 7O) en la hora del día actual, en el que la condición de parada (24off) comprende un resultado (26) de una comparación entre una intensidad de luz directa (IE, IO) y una intensidad de luz indirecta (IO, IE) está más allá de un umbral de luz directa a indirecta (31off), y en el que el sistema de control de sombra (18) comprende un conjunto (8) de sensores de luz (9E, 9O) para proporcionar intensidades de luz directa e indirecta medidas (IE, IO) para la comparación, siendo capaces los sensores de luz (9E, 9O) de medir la intensidad de luz directa (IE o IO) cuando son irradiados por el sol (3) y la intensidad de luz indirecta (IO o IE) cuando no son irradiados por el sol (3), caracterizado por que el conjunto (8) de sensores de luz (9E, 9O) para proporcionar intensidades de luz directa e indirecta medidas (IE, IO) para la comparación tiene solo dos sensores de luz, un sensor de luz orientado hacia el este (9E) y un sensor de luz orientado hacia el oeste (9O).

Description

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DESCRIPCION

Control de sombra de turbinas eolicas Campo de la invencion

La presente invencion se refiere en general a controles de sombra de turbinas eolicas y, por ejemplo, a un sistema de control de sombra de una turbina eolica, en el que la turbina eolica tiene un rotor que, cuando rota y cuando el sol esta en una cierta posicion, puede proyectar una sombra intermitente sobre un objeto en la proximidad de la turbina; el sistema de control de sombra se dispone para hacer que la turbina eolica se detenga, basandose en una condicion de parada relacionada con la sombra, de modo que no se proyecte una sombra intermitente sobre el objeto.

Antecedentes de la invencion

El rotor de una turbina eolica, cuando rota, puede proyectar una sombra intermitente sobre un area del terreno adyacente. Los residentes que viven en esta area perciben frecuentemente dicha sombra intermitente como una molestia. Este problema podna dificultar construir u operar turbinas eolicas proximas a objetos que son "sensibles" a una sombra intermitente, tales como viviendas ocupadas.

En este contexto, se propuso en el documento DE 199 28 048 A1 que se detuviera una turbina eolica cuando un objeto sensible a la sombra (por ejemplo, una vivienda) proximo a la turbina eolica pueda quedar sometido a la sombra intermitente producida por el rotor de la turbina eolica. La condicion de parada esta comprendida en dos subcondiciones logicamente combinadas por una Y: una primera subcondicion es que la posicion actual del sol sea tal que la sombra pueda proyectarse teoricamente sobre el objeto. La segunda subcondicion pertenece a la "calidad y cantidad" de la sombra, es decir si la radiacion de luz del sol es tal que tendra lugar realmente una sombra. La segunda subcondicion se basa en una medicion de las intensidades de luz directa e indirecta y que un resultado de una comparacion de estas intensidades este por encima de un umbral dado.

Un control de sombra similar se describe en el documento US 6.661.111. La condicion de parada se basa, sin embargo, solamente en la medicion de una luz directa, y si la intensidad de luz directa medida esta por encima de un umbral. Cuando se satisface la condicion mencionada, la turbina no se para instantaneamente, sino solamente despues de un retardo de, por ejemplo, cinco minutos (dicho retardo podna considerarse como una tercera subcondicion que se combina en "Y" con las otras subcondiciones mencionadas). Si la turbina se ha detenido, pero la condicion de parada ya no se satisface (por ejemplo debido a que se ha movido al sol de modo que ya no puede proyectar su sombra sobre el objeto, o la intensidad medida ha cafdo por debajo del umbral), se reanuda la operacion de la turbina eolica. De nuevo, la operacion no se reanuda instantaneamente, sino solamente despues de un retardo de, por ejemplo, dos minutos. Los retardos impiden que la turbina sea arrancada y parada demasiado frecuentemente, por ejemplo si la intensidad de la luz fluctua alrededor del umbral.

El documento US 2006/0267347 A1 pertenece a un sistema de control de sombra similar al del documento DE 199 28 048 A1. Para medir las intensidades de luz directa e indirecta, se proporcionan tres sensores de luz. Se disponen con angulos relativos de 120°, y su angulo de apertura (es decir su angulo de apertura sensible a la luz) es de al menos 120° para asegurar que siempre al menos uno de los sensores siempre recoge los rayos directos de luz solar y al menos otro no esta expuesto a los rayos directos de luz solar.

El documento de E. Verkuijlen et al., Shadow Hindrance by Wind Turbines, European Wind Energy Conference, Hamburgo, Alemania, 22-26 de octubre de 1984, pags. 356 - 361, describe la obstruccion de la sombra por turbinas eolicas en general, y concluye que siempre que la sombra de una turbina eolica provoca molestias la turbina eolica debena detenerse.

Sumario de la invencion

La invencion se dirige a un sistema de control de sombra de una turbina eolica de acuerdo con las caractensticas de la reivindicacion 1, teniendo la turbina eolica un rotor que, cuando rota y cuando el sol esta en una cierta posicion, puede proyectar una sombra intermitente sobre un objeto en la proximidad de la turbina. El sistema de control de sombra se dispone para hacer que la turbina eolica se detenga, basandose en una condicion de parada relacionada con la sombra, de modo que no se proyecte una sombra intermitente sobre el objeto. La condicion de parada comprende una determinacion de si la sombra puede proyectarse teoricamente sobre el objeto a la hora actual del dfa. La condicion de parada tambien comprende un resultado de una comparacion entre una intensidad de luz directa y una intensidad de luz indirecta que este mas alla de un umbral de luz directa a indirecta. El control de sombra comprende adicionalmente un conjunto de sensores de luz para proporcionar intensidades de luz directa e indirecta medidas para la finalidad de comparacion, siendo capaces los sensores de luz de medir la intensidad de luz directa cuando son irradiados por el sol y la intensidad de luz indirecta cuando no estan irradiados por el sol. El conjunto de sensores de luz que proporciona intensidades de luz directa e indirecta medidas para la comparacion tiene solamente dos sensores de luz, un sensor de luz orientado hacia el este y un sensor de luz orientado hacia el

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oeste.

En algunas realizaciones el sistema de control de sombra se dispone tambien para hacer que se reanude la operacion de la turbina eolica, basandose en una condicion de reanudacion de la operacion relacionada con la sombra. La condicion de parada comprende que un resultado de medicion de luz este mas alla de un primer umbral, y la condicion de reanudacion de la operacion comprende que un resultado de medicion de luz vuelva a un segundo umbral. Hay una histeresis en los umbrales de modo que el resultado de medicion de la luz que provoca la parada no es suficiente para hacer que se reanude la operacion.

En algunas realizaciones la respuesta del sensor de luz depende de la temperatura. El sistema de control de sombra comprende al menos un dispositivo de medicion de la temperatura, o se dispone para recibir una senal de medicion de temperatura. La senal del sensor de luz se compensa en temperatura, basandose en la temperatura medida.

De acuerdo con otra realizacion los sensores de luz estan equipados con un dispositivo de calentamiento para mantener al sensor libre de hielo.

Otras caractensticas son inherentes en los metodos y productos divulgados o seran evidentes para los expertos en la materia a partir de la descripcion detallada a continuacion de realizaciones y sus dibujos adjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

A continuacion, se describiran las realizaciones de la invencion, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una ilustracion de la situacion global de la distribucion de sombra por una turbina eolica durante un dfa;

la Fig. 2 es una vista lateral de un conjunto sensor de luz montado sobre un poste; la Fig. 3 es una vista superior del conjunto sensor de luz de la Fig. 2;

la Fig. 4 es una vista superior de otra realizacion similar a la Fig. 3, pero con una orientacion diferente de los sensores de luz;

la Fig. 5 es un diagrama funcional de un sistema de control de sombra que ilustra el procesamiento de senal hasta la generacion de una senal de parada;

la Fig. 6 es un diagrama funcional parcial analogo a la Fig. 5, pero ilustrando la generacion de una senal de reanudacion de la operacion;

la Fig. 7 es un diagrama que ilustra una realizacion con funcionalidad de histeresis; la Fig. 8 ilustra una dependencia de la temperatura de un sensor de luz;

la Fig. 9 ilustra una realizacion con compensacion de temperatura de la medicion de intensidad de luz; la Fig. 10 es una seccion transversal esquematica de una realizacion de un sensor de luz calentado.

Los dibujos y la descripcion de los dibujos son de realizaciones de la invencion y no la invencion en sf.

Descripcion de las realizaciones preferidas

La Fig. 1 es una ilustracion de la situacion global de la distribucion de sombra por una turbina eolica. Antes de proceder adicionalmente con la descripcion detallada de la Fig. 1, sin embargo, se explicaran algunos pocos apartados de las realizaciones.

Las realizaciones pertenecen a turbinas eolicas que tienen un rotor que, cuando rota y cuando el sol esta en una cierta posicion, puede proyectar una sombra intermitente sobre un objeto en la proximidad de la turbina. Las turbinas eolicas estan equipadas con un sistema de control de sombra dispuesto para hacer que las turbinas se detengan, basandose en una condicion de parada relacionada con la sombra, de modo que no se proyecte dicha sombra intermitente sobre el objeto. La condicion de parada puede componerse de una combinacion logica de una pluralidad de subcondiciones. En algunas de las realizaciones, la primera subcondicion es si la posicion actual del sol es tal que puede proyectarse teoricamente sombra sobre el objeto "sensible a la sombra". En algunas realizaciones, esto se determina como resultado de un calculo sobre la marcha de la posicion actual del sol y si el rotor de la turbina proyectara sombra y si esta sombra se proyectara sobre el objeto sensible a la sombra. En otras realizaciones, la posicion del sol, o la posicion de la sombra del rotor producida, se predetermina (por ejemplo, se precalcula) y se almacena en una tabla en funcion de la fecha y hora, y se lee desde la tabla en lugar de ser calculada sobre la marcha. En aun realizaciones adicionales, el resultado de la comparacion, es decir si se proyecta una sombra intermitente sobre el objeto sensible a la sombra, o no, se predetermina (por ejemplo se precalcula) y almacena en una tabla en funcion de la fecha y hora. En las ultimas realizaciones, por ejemplo, el controlador de la sombra lee periodicamente el valor "sf/no" (o "verdadero/falso") almacenado en la tabla que se relaciona con la fecha y hora actual.

Una subcondicion pertenece a la calidad y cantidad de la sombra, es decir si la radiacion solar actual es tal que tendra lugar realmente una sombra. Por ejemplo, cuando el clima es nublado o con niebla, la radiacion solar sera

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difusa (es decir la luz procedera de diferentes direcciones), de modo que el rotor no producira una sombra pronunciada. Dicha "semisombra" no es, o no muy claramente, visible, de modo que en general no se requiere la parada de la turbina eolica en dichas circunstancias. La calidad y cantidad de la sombra pueden cuantificarse mediante una comparacion de las intensidades de luz directa e indirecta: si son muy diferentes, habra una sombra pronunciada, pero si son similares, no habra sombra, o solo semisombra. En las realizaciones, una segunda condicion de parada se basa por lo tanto en una medicion de las intensidades de luz directa y luz indirecta, y si el resultado de una comparacion de ellas esta mas alla de un umbral de luz directa a indirecta. Si se satisfacen ambas subcondiciones, el sistema de control de sombra hace que la turbina eolica se pare. Las dos subcondiciones mencionadas no son exclusivas; por ejemplo, en algunas realizaciones una tercera subcondicion adicional es el resultado de que la intensidad de luz directa este por encima de un umbral de luz directa. Asimismo, en algunas realizaciones, hay un retardo relacionado con las condiciones, es decir la parada no se inicia instantaneamente si se satisfacen las otras condiciones, sino solo despues de un cierto retardo.

Hay diferentes realizaciones de como se realiza la comparacion de las intensidades de luz directa e indirecta: en algunas realizaciones, la "comparacion" consiste en (o comprende) determinar la diferencia entre la intensidad de luz directa y la intensidad de luz indirecta, lo que da como resultado normalmente un valor positivo. Alternativamente, la "comparacion" consiste en (o comprende) determinar la diferencia invertida (es decir la diferencia entre las intensidades de luz indirecta y la directa), lo que da como resultado normalmente un valor negativo. En otras realizaciones, la "comparacion" consiste en (o comprende) determinar la relacion entre la intensidad de luz directa y la intensidad de luz indirecta, dando como resultado normalmente un valor positivo mayor que o igual a 1 o, a la inversa, la relacion entre la intensidad de luz indirecta y la directa, dando como resultado normalmente un valor positivo menor que o igual a 1.

La magnitud y la naturaleza del umbral de luz directa a indirecta (es decir el significado de "mas alla del umbral") se adapta a la forma en la que se comparan las intensidades de luz directa e indirecta: en el primer caso mencionado (diferencia entre intensidad de luz directa e indirecta), la turbina se parara si el resultado es mayor que el umbral (siempre que, naturalmente, se satisfaga(n) la(s) otra(s) subcondicion(es). En el segundo caso mencionado (diferencia entre intensidad de luz indirecta y directa) la turbina se para si el valor del resultado (negativo) cae por debajo del umbral. En el tercer caso mencionado (relacion entre intensidad de luz directa e indirecta), se para la turbina si la relacion esta por encima de un cierto umbral (positivo). Finalmente, en el cuarto caso (relacion entre intensidad de luz indirecta y directa) la turbina se para si el resultado cae por debajo de un umbral (positivo). En un dfa claro la intensidad de luz directa puede ir hasta aproximadamente lOo.OOO lx (dependiendo, naturalmente, de ciertos parametros, tales como la latitud de la posicion de la turbina, la estacion del ano, etc.), y en un dfa nuboso tfpicamente podna ir solamente hasta aproximadamente 20.000 lx. Una intensidad de luz de sombra tfpica puede ser de 10.000 lx. los valores de ejemplo del umbral de luz directa a indirecta pueden ser, para el primer caso: 5000 lx, para el segundo caso: -5.000 lx, para el tercer caso: 1,33, y para el cuarto caso: 0,75 (naturalmente, estos valores de umbral son solo ilustrativos, realmente la eleccion de un valor de umbral espedfico dependera tambien de la latitud de la posicion de la turbina, de regulaciones administrativas y legales, de acuerdos entre los propietarios de la turbina eolica y los residentes que pueden estar sometidos a la sombra intermitente, etc.).

En algunas de las realizaciones, los sensores de luz, aunque midan entidades diferentes (la intensidad de luz directa o indirecta), tienen realmente la misma configuracion y tipo de sensor, y cada uno de ellos puede medir la intensidad de luz directa cuando mira al sol (y por lo tanto esta irradiado por el sol) o la intensidad de luz indirecta cuando no esta mirando al sol (y por lo tanto no esta irradiado por el sol). Dado que el sol se mueve, los dos sensores pueden intercambiar sus papeles: a una cierta hora del dfa, por ejemplo, un primer sensor estara mirando al sol y asumira el papel de sensor de luz directa, mientras un segundo sensor no estara mirando entonces al sol asumira el papel de sensor de luz indirecta; en una hora posterior del dfa, cuando se ha movido sol, el segundo sensor puede estar mirando al sol y asumiendo entonces el papel de sensor de luz directa, mientras el primer sensor —que ya no esta mirando al sol— asumira entonces el papel de sensor de luz indirecta.

Normalmente, los objetos sensibles a la sombra no se posicionan a de una distancia minima de la turbina eolica. En consecuencia, la sombra intermitente del rotor solo incidira tfpicamente sobre objetos sensibles a la sombra cuando el angulo de elevacion del sol es pequeno. Se ha identificado que la sombra perturbadora solo incidira tfpicamente en objetos sensibles a la sombra en las mananas o tardes (debido que solo en estos momentos el angulo de elevacion del sol es pequeno). Basandose en eso, se ha identificado adicionalmente que no es necesario tener una cobertura de sensor completa extendida sobre 360° (ni 180°), sino que es suficiente una cobertura de sensor consistente en dos sectores, un sector este y un sector oeste. En la manana, el sensor Este estara mirando al sol y asumira el papel de sensor de luz directa, mientras que el segundo sensor no estara mirando entonces al sol asumira el papel de sensor de luz indirecta; en la tarde, estos papeles se invierten. En otras horas del dfa, esta "reducida" disposicion de sensores no sena capaz de determinar la cantidad y calidad de la sombra pero, dado que no estaran afectados objetos sensibles a la sombra, realmente no se requiere dicha determinacion en estas horas. Por consiguiente, en las realizaciones, se proporciona un conjunto de sensores de luz para medir las intensidades de luz directa e indirecta para comparacion de las intensidades, que tiene solo dos sensores, un sensor orientado hacia el este y un sensor orientado hacia el oeste. Solo en circunstancias especiales esta disposicion reducida de sensores no sera suficiente para determinar siempre la calidad y cantidad de sombra, cuando es necesario, por ejemplo en el caso de una turbina eolica a una latitud alta en el norte, durante el invierno, el angulo de elevacion del

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sol mas grande puede ser tan pequeno que puede producirse tambien una sombra perturbadora cuando el sol esta en el sur. Para dichos casos espedficos, puede proporcionarse un tercer sensor (por ejemplo puede proporcionarse un sensor hacia el sur, cuando la turbina eolica esta en el hemisferio norte). Esto no es, sin embargo, el sujeto de la presente solicitud y no esta cubierto por alcance de las presentes reivindicaciones.

En algunas realizaciones, la asignacion de papeles a los sensores de luz es explfcita, por ejemplo correspondiente a la hora del dfa actual. En las mananas, la senal proporcionada por el sensor orientado hacia el este se considerara como representativa de la intensidad de luz directa, y la del sensor orientado hacia el oeste como representativa de la intensidad de luz indirecta; en las tardes, se invertira esta asignacion. En otras realizaciones, sin embargo, hay una clase de asignacion dinamica implfcita, simplemente basandose en los resultados de la medicion: la senal de intensidad mayor se considera que es representativa de la intensidad de luz directa, y la senal mas pequena se considera que es representativa de la intensidad de luz indirecta, independientemente de la hora del dfa, o de otros parametros. Como se explicara a continuacion, esto puede manejarse en una forma matematicamente simple mediante el calculo del valor absoluto de la diferencia de las dos senales.

Los sensores de luz tienen un angulo de apertura (es decir son sensibles a fuentes de luz que se originan desde un cierto intervalo angular). En algunas realizaciones, los sensores de luz estan orientados de modo que las direcciones hacia el este y el oeste estan dentro del angulo de apertura de los sensores de luz orientados hacia el este y hacia el oeste, respectivamente.

En algunas realizaciones, los ejes de los sensores de luz estan alineados directamente al este y oeste. En realizaciones alternativas, los ejes estan alienados hacia el este y el oeste, sin embargo, con un componente hacia la direccion sur (esto se aplica, por ejemplo, a turbinas eolicas instaladas en el hemisferio norte —si la turbina se instala en el hemisferio sur, en las realizaciones alternativas mencionadas los ejes se alinean hacia el este y el oeste—, sin embargo, con un componente hacia la direccion norte). Aunque no sea obligatorio, los ejes de los sensores de luz se orientan preferentemente de modo simetrico con respecto a la direccion sur/norte.

Dado que se ha reconocido que es frecuentemente suficiente realizar un control de sombra de esta clase solamente en las mananas y las tardes, no se requiere realmente una cobertura de 180° (este-sur-oeste en el hemisferio norte, o este-norte-oeste en el hemisferio sur). Por el contrario, en algunas realizaciones, los sensores de luz tienen un angulo de apertura mas pequeno de 90°, y los sensores de luz se orientan de modo que su angulo de apertura combinado no cubra completamente el intervalo angular entre ellos que incluye la direccion sur (en el hemisferio norte; este intervalo se denomina tambien el "intervalo que incluye el sur"), o la direccion norte (en el hemisferio sur; este intervalo se denomina tambien en "intervalo que incluye el norte").

En una forma simple de un sistema de control de sombra para turbinas eolicas (que no estana de acuerdo con la presente invencion) podna montarse un sensor de luz en cada objeto sensible a la sombra, y si uno de los sensores detectara sombra intermitente podna provocar que la turbina eolica se parara. Sin embargo, esto requerina que se montaran sensores en todos los objetos sensibles a la sombra, y conectarse a lo largo de distancias considerables a un controlador de la turbina eolica central.

Por el contrario, el sistema de control de sombra "centralizado" de acuerdo con la invencion obvia la necesidad de tener un sensor para cada objeto y lmeas de senal relativamente largas para transmitir todas las senales de sensores. El conjunto de sensores "centralizado" (consistente en sensores orientados hacia el este y hacia el oeste) pueden montarse en cualquier localizacion que sea representativa de las condiciones de luz en la posicion de la turbina eolica (es decir no demasiado lejos de la turbina eolica) y que no haya otros objetos que proyecten sombras sobre el (por ejemplo, el conjunto de sensores no debena montarse hacia el oeste o el este de un objeto que pudiera proyectar sombra sobre el conjunto de sensores en las mananas o tardes). Por ejemplo, en algunas de las realizaciones, el conjunto de sensores se monta sobre un poste de unos pocos metros de altura y unos pocos metros hacia el sur (en el hemisferio norte) o hacia el norte (en el hemisferio sur) de la torre de la turbina eolica.

En otras realizaciones, el conjunto de sensores se monta directamente sobre la torre de la turbina eolica, por ejemplo a una altura de unos pocos metros, en donde el rotor no puede proyectar sombra sobre la torre. Los sensores orientados hacia el este y orientados hacia el oeste se montan sobre el lado este y el lado oeste de la torre, respectivamente.

Hoy en dfa, se agrupan frecuentemente un cierto numero de turbinas eolicas juntas para formar un parque eolico, por ejemplo que tenga un punto comun de acoplamiento a la red electrica; algunas de las funciones de control de las turbinas eolicas tambien se centralizan normalmente y se asumen por la instalacion de control del parque eolico. En algunas realizaciones, el sistema de control de sombra —aunque eventualmente provoque que se detenga o reanude la operacion de turbinas eolicas individuales— esta parcial o completamente centralizado para todo el parque eolico, o para un subconjunto de turbinas en el parque eolico. Por ejemplo, puede proporcionarse solamente un sensor de luz centralizado para el conjunto del parque eolico. En principio, puede concebirse que todas las turbinas del parque eolico pudieran parar al umsono, si una de las turbinas proyecta sombra sobre un objeto sensible a la sombra. Sin embargo, incluso si el control de la sombra se basa en un unico conjunto de sensores de luz instalado en el parque eolico, se prefiere desde un punto de vista economico que las turbinas individuales de un

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parque eolico, se paren y vuelvan a arrancar individualmente, solo si la turbina individual en cuestion proyecta sombra sobre un objeto sensible a la sombra en su proximidad.

El procesamiento de las senales de sensores de luz puede implementarse de forma analogica y/o digital; una implementacion digital puede, por ejemplo, basarse en un procesador de senal digital. En algunas realizaciones, el sistema de control de sombra es parte integral del control principal de la turbina eolica responsable de las funciones de control principales de la turbina. En otras realizaciones, el sistema de control de sombra es un modulo separado que solo se vincula al controlador de la turbina eolica mediante la comunicacion de unas pocas senales, tales como las senales de parada y reanudacion de la operacion relacionadas con la sombra.

Los pasos adoptados para detener realmente la turbina eolica tras la recepcion de dicha senal de parada se controlan por el control principal de la turbina eolica de la manera usual, es decir, mediante el cambio de la orientacion de las palas a la posicion neutra, frenando el rotor hasta el reposo, y girando la gondola con el rotor no en la direccion del viento; durante ese proceso, la conexion electrica a la red electrica normalmente tambien se interrumpe. Tras la recepcion de una senal de reanudacion de la operacion, el control principal de la turbina eolica, en principio, realiza los mismos pasos en el orden inverso (la reconexion a la red electrica es, sin embargo, mas compleja debido a que ha de realizarse la sincronizacion, etc.).

Tal y como se ha mencionado, la decision de parada se basa en un resultado de una comparacion entre la intensidad de luz directa y la indirecta que este mas alla de un umbral de luz directa a indirecta. Dependiendo del ajuste de umbral particular elegido por el operador, el umbral de luz directa a indirecta implica tambien un umbral de luz directa (esto es debido a que si el umbral de luz directa a indirecta se fija con un valor relativamente grande, solo puede excederse si la magnitud de la intensidad de luz directa es suficiente). Sin embargo, si el operador fija el umbral de luz directa a indirecta a un valor relativamente pequeno, este umbral podna excederse tambien cuando la intensidad de luz absoluta es pequena, aunque la sombra entonces proyectada pudiera ser aceptable. Por ello, en algunas realizaciones, se anade una condicion adicional a las subcondiciones mencionadas hasta el momento, concretamente que el resultado de una medicion de la intensidad de luz directa este por encima de un umbral de luz directa. La intensidad de luz directa puede deducirse tambien del conjunto de dos sensores; por ejemplo, es el maximo de las dos senales de intensidad de luz proporcionadas por los dos sensores (alternativamente, es posible tambien proporcionar un tercer sensor adicional para medir la intensidad de luz directa por separado; sin embargo, dicho tercer sensor podna no considerarse parte del conjunto de sensores que proporciona las senales para la comparacion de las intensidades de luz directa e indirecta).

Como se ha mencionado al principio, es conocido en la tecnica anterior que pueden introducirse retardos de parada y reanudacion de la operacion para hacer al control de sombra menos "nervioso" y evitar cambios de operacion demasiado frecuentes. Por consiguiente, en algunas de las realizaciones se usan dichos retardos (lo que puede considerarse como una subcondicion adicional, como se ha explicado anteriormente).

En otras realizaciones, sin embargo, los umbrales para la parada y reanudacion de la operacion de la turbina eolica no son identicos; por el contrario, hay una histeresis en estos umbrales de modo que el valor de la intensidad de luz directa a indirecta que justamente provoca la parada no es suficiente para hacer que se reanude la operacion; por el contrario, la intensidad de luz directa a indirecta ha de ser mayor o mas pequena (dependiendo de la forma particular en la que se define matematicamente la intensidad de luz directa a indirecta) para hacer que la operacion se reanude. Por ejemplo, si la intensidad de luz directa a indirecta se define como la diferencia entre las intensidades de luz directa e indirecta medidas, y el umbral de luz directa a indirecta correspondiente para la parada es de 5000 lx, el umbral correspondiente para la reanudacion de la operacion es mas pequeno para proporcionar la funcion de histeresis, por ejemplo 2500 lx. Esto significa, por ejemplo, en un dfa nuboso con gran cantidad de luz difusa, si el umbral se excede una vez por la intensidad de luz directa a indirecta y la turbina se para en consecuencia, y si la luz se convierte en un poco mas difusa, y la intensidad de luz directa a indirecta en consecuencia desciende un poco, digamos a 4000 lx, la operacion no se reanudana. Por el contrario, el incremento de la difusion ha de ser mas significativo, por ejemplo, tal como que la intensidad de luz directa a indirecta caiga por debajo del umbral de 2500 lx.

El efecto de esta solucion de histeresis es que el control de sombra es tambien menos nervioso, pero las caractensticas son diferentes respecto a la solucion conocida de retardo: mientras que los retardos son siempre los mismos, independientemente de como de significativamente hayan cambiado las condiciones de luz, la solucion de histeresis tiene esto en cuenta. Si, por ejemplo, un cambio en las condiciones de intensidad de luz es insignificante, la operacion actual de la turbina eolica no se cambia en absoluto, lo que podna corresponder a un retardo muy largo (incluso infinito). Si, sin embargo, un cambio en las condiciones de intensidad de luz es significativo (por ejemplo, debido a que una nube oscurece el sol, o similares) el tiempo de retardo efectivo es muy corto (puede ser virtualmente cero). En consecuencia, aunque ambas soluciones son similares, la solucion de histeresis se considera ventajosa sobre la solucion de retardo dado que tiene en cuenta la significancia del cambio en intensidad.

Por tanto, la solucion de histeresis es una invencion por su propio derecho, independientemente de si las decisiones se basan en mediciones de intensidad relativa o absoluta, o de como se configura(n) y orienta(n) el (los) sensor(es) de luz. Por consiguiente, la solucion de histeresis tambien se reivindica como una reivindicacion independiente y no

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incluye ciertas definiciones de la reivindicacion 1 y en particular las definiciones que pertenecen a la naturaleza de las mediciones de intensidad realizadas y al numero y orientacion de los sensores de luz.

En algunas de las realizaciones, se combinan la solucion de histeresis y la solucion de retardo, es decir los umbrales para parada y reanudacion de la operacion son diferentes, y por encima de ello se aplica un retardo a una parada y/o reanudacion de la operacion. Esto significa que un cambio en las condiciones de intensidad de luz no debe ser solamente significativo, sino tambien persistir durante un tiempo (por ejemplo, si la turbina se ha parado, una pequena nube que pase rapidamente por el sol podna no hacer que la operacion se reanudara).

Otros aspectos pertenecen a la dependencia de la temperatura de las mediciones de intensidad de luz. Algunos componentes fotosensibles conocidos, tales como fotodiodos y fototransistores presentan dependencia de la temperatura no significativa. Otros componentes fotosensibles, tales como resistencias dependientes de la luz (LDR), sin embargo, presentan una dependencia de la temperatura significativa. Por ejemplo, los electrones en una LDR no solo son liberados por la luz, sino tambien por el calor. Por tanto, la resistencia de una LDR normalmente disminuye con el incremento de la temperatura (en otras palabras, una LDR tiene normalmente un coeficiente de temperatura negativo). En algunas realizaciones en las que los sensores de temperatura se basan, por ejemplo, en unas LDR, esta dependencia de la temperatura es compensada en temperatura. Con este fin, el sistema de control de sombra comprende el menos un dispositivo de medicion de la temperatura, que mide la temperatura que predomina en el (los) sensor(es) de luz. En otras realizaciones el dispositivo de medicion de la temperatura no es una parte del sistema de control de sombra, sino que es por el contrario externo al sistema de control de sombra; el sistema de control de sombra se dispone entonces para recibir una senal de medicion de la temperatura desde el dispositivo de medicion de la temperatura externo. Dicha senal externa puede representar aproximadamente la temperatura en el (los) sensor(es) de luz. La(s) senal(es) de sensor de luz se compensa(n) en temperatura, basandose en la temperatura medida. En algunas realizaciones, esta compensacion de temperatura se implementa mediante un circuito analogico al nivel del componente-sensor, de modo que la senal sea entregada por el sensor con este circuito de compensacion de la temperatura sea esencialmente independiente de la temperatura. En otras realizaciones la compensacion de temperatura se implementa de forma digital, por ejemplo en la forma de tablas de busqueda en las que se almacenan valores de compensacion de la temperatura. Una temperatura medida y la intensidad de luz medida son variables de mdice para leer los valores de intensidad de luz compensados en temperatura respectivos, o factores de correccion a ser multiplicados por la senal de intensidad medida, desde la tabla de busqueda.

De nuevo, el aspecto de compensacion de temperatura es ventajoso por sf mismo dado que incrementa la fiabilidad de las decisiones de parada y reanudacion de la operacion. Por tanto, este aspecto tambien se reivindica en una reivindicacion independiente que no incluye ciertas particularidades de la reivindicacion 1; por ejemplo, no incluye definiciones que pertenecen al numero y orientacion de sensores de luz, o de si y como se realiza la comparacion entre mediciones de intensidad de luz diferentes.

Otro aspecto pertenece al deshielo de los sensores de luz. Por ejemplo, en invierno, el hielo y la nieve podnan cubrir el area activa del sensor, o una ventana a traves de la que la luz puede entrar en el sensor. Esto podna distorsionar la medicion de intensidad de luz. Para evitar dicha distorsion, en algunas realizaciones los sensores de luz estan equipados con un dispositivo de calefaccion dispuesto para mantener al sensor libre de hielo y nieve, cuando se calienta. Por ejemplo, el dispositivo de calefaccion se dimensiona de modo que mantenga la superficie o ventana del sensor a un mmimo de +5 °C cuando se calienta.

De nuevo, esta medida mejora la fiabilidad de las mediciones de intensidad de luz y, en consecuencia, las decisiones de parada y reanudacion de la operacion. Por tanto, Este aspecto tambien se reivindica en una reivindicacion independiente adicional que no contiene ciertas particularidades de la reivindicacion 1, analogamente a lo que se dijo anteriormente en conexion con la compensacion de temperatura de los sensores de luz.

Volviendo ahora a la Fig. 1, que es una ilustracion de la situacion global de la proyeccion de sombra 5 por un rotor 2 de una turbina eolica 1 en el hemisferio norte durante un dfa (la siguiente descripcion detallada se aplica de modo analogo a una turbina eolica instalada en el hemisferio sur si los papeles de "sur" y "norte" se intercambian). El sol 3 se mueve a lo largo de la trayectoria 4 sobre el horizonte durante el dfa. La proyeccion del rotor 2, vista desde el sol 1 en su posicion actual, sobre el terreno define la posicion de la sombra 5 proyectada por el rotor 2. Cuando el sol 3 se mueve sobre el horizonte, la sombra 5 proyectada por el rotor 2 tambien se movera; la trayectoria de la sombra 5 en movimiento sobre el terreno debido al movimiento del sol es lo que se llama la trayectoria 6 de la sombra. Cuando la posicion del sol es baja en las mananas y tardes (cuando la luz solar procede desde la direccion este y oeste, respectivamente) y esta alta a mediodfa (cuando procede desde la direccion sur), la trayectoria 6 de la sombra 5 sobre el terreno forma una seccion de una elipse. La distancia D desde la turbina 1 a la trayectoria 6 de sombra es mucho mayor en las direcciones este y oeste que la distancia correspondiente d en la direccion norte. Se muestran tres objetos sensibles a la sombra 7 a una distancia de aproximadamente D desde la turbina 1. El objeto 7O (hacia el este de la turbina 1) y 7E (hacia el oeste de la turbina 1) estan sobre la trayectoria 6 de la sombra y por lo tanto sometidos a sombra intermitente en las tardes (cuando el sol esta en 3O) o las mananas (cuando esta en 3E), respectivamente, Mientras el objeto 7S (hacia el norte de la turbina 1) no es incidido por ninguna sombra debido al que a mediodfa la sombra del rotor esta mucho mas cercana a la turbina eolica 1.

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Se monta un conjunto de sensores de luz 8 sobre un poste 10, colocado, por ejemplo, al sur de la turbina eolica 1. En otras realizaciones, el conjunto de sensores de luz 8 se monta directamente sobre la torre 10a de la turbina eolica 1 unos pocos metros por encima del terreno, en donde las palas del rotor 2 no pueden cubrir los sensores de luz 9E, 9O.

Aunque solo se muestra una turbina eolica 1 en la Fig. 1, frecuentemente se agrupan una pluralidad de turbinas eolicas 1 para formar un parque eolico. Habna de dibujarse para cada turbina del parque eolico una figura analoga a la Fig. 1 (con la turbina correspondientemente desplazada). Sin embargo, ciertos elementos, por ejemplo el conjunto de sensores de luz 8, pueden usarse en comun para todo el parque eolico, o para un subgrupo de turbinas eolicas en un parque eolico.

La Fig. 2 muestra el conjunto de sensores de luz 8 montados sobre el poste 10 con mas detalle. El conjunto 8 consiste en dos sensores de luz 9, un sensor de luz 9E orientado hacia el este y un sensor de luz 9O orientado hacia el oeste. Los sensores de luz 9 tienen un componente fotosensible 11 (por ejemplo una LDR, un fotodiodo o un fototransistor) en una carcasa de sensor 12 que tiene una ventana transparente 13 opuesta a la superficie fotosensible del componente fotosensible 11. En otras realizaciones el mastil 10 es realmente la parte mas baja de la torre 10a de la turbina eolica. En algunas realizaciones, los sensores 9E, 9O estan ligeramente inclinados en una direccion hacia arriba. La sensibilidad espectral de los sensores 9E, 9O es similar a la del ojo humano.

La Fig. 3 es una vista superior del conjunto de sensores de luz 8. Cada uno de los sensores de luz 9 tiene un angulo de apertura 14 que, por ejemplo, se define por el tamano de la ventana 13 (debido a que el borde periferico de la ventana 13 forma una apertura para los rayos de luz incidente en la carcasa del sensor 12) el tamano de la superficie fotosensible del componente 11, asf como por la distancia entre la ventana 13 y la superficie fotosensible. Por ejemplo, el angulo de apertura 14 puede ser de 30°. Los ejes del sensor 15 estan en la parte media de los angulos de apertura 14. En la realizacion de la Fig. 3, los sensores 9E, 9O se orientan en la direccion este y oeste, indicadas por E y O, respectivamente. En la realizacion alternativa de la Fig. 4, los sensores 9E, 9O se giran hacia el sur de modo que los ejes de sensor 15 tienen un componente hacia el sur.

En ambas realizaciones de las Figs. 3 y 4 las direcciones este y oeste estan dentro de los angulos de apertura 14; en la Fig. 3, las direcciones este y oeste reposan en el centro de los angulos de apertura, mientras que en la Fig. 4 estan en la periferia de los angulos de apertura.

Puede definirse un "angulo que incluye el sur" 16 virtual: comienza en los lfmites exteriores del angulo de apertura 14 del sensor 9E orientado hacia el este y se extiende a traves del sur hasta el lfmite exterior del angulo de apertura 14 del sensor de luz 9O orientado hacia el oeste. Puede verse que, en ambas Figs. 3 y 4, los angulos de apertura 14 combinados no cubren todo el "intervalo que incluye el sur" 16. Por el contrario, permanece un intervalo 17 que no esta cubierto, que es de aproximadamente 60° en el ejemplo de la Fig. 3 y de aproximadamente 30° en el ejemplo de la Fig. 4 (suponiendo un angulo de apertura de ejemplo 14 de 30°). En otras palabras, las disposiciones de sensor de las Figs. 3 y 4 no senan capaces de medir intensidades de luz directa a mediodfa.

La Fig. 5 es un diagrama funcional de un sistema de control de sombra 18 que ilustra el procesamiento de senal hasta la generacion de una senal de parada 32off provocada por la sombra. Se compone del conjunto de sensores de luz 8 para la produccion de senales que representan intensidades de luz medida (IE, IO) y un controlador de la sombra 19 para procesamiento de estas senales. El controlador de la sombra 19, por ejemplo, es un procesador de senal digital. Sin embargo, la modelizacion mostrada en la Fig. 5 es solo de ejemplo, dado que realmente no tiene significancia funcional particular. Por ejemplo, en lugar de ser un controlador separado puede ser una parte integrada de un controlador de la turbina eolica que controla las funciones principales de la turbina eolica, tal como la regulacion del paso de las palas, el seguimiento del viento de la gondola de la turbina eolica, frenado, etc. Por otro lado, en algunas realizaciones, algunas de las funciones mostradas en la Fig. 5 como funciones del controlador de la sombra se realizan directamente en el conjunto de sensores de luz 8; dichas funciones podnan, por ejemplo, ser la digitalizacion de las senales de sensor y/o determinacion de ciertas entidades directamente basandose en las senales de sensor medidas, tales como la diferencia entre las intensidades medidas por los sensores orientados hacia el este y hacia el oeste 9E, 9O, y/o el maximo de estas dos intensidades, etc.

El controlador de la sombra 19 tiene diversas ramificaciones. La primera ramificacion es responsable de la determinacion de si la sombra 5 (Fig. 1) puede proyectarse teoricamente sobre un objeto 7 sensible a la sombra (Fig. 1) en la hora actual del dfa. Con este fin, el controlador de la sombra 19 tiene un reloj 21 (o se dispone para recibir una senal de reloj externo correspondiente) que produce la salida de la hora actual del dfa. El reloj tiene tambien una funcion calendario, es decir tambien produce la salida de la fecha actual del ano (dfa y mes). Se almacena una tabla 22 con contenido predeterminado en el controlador de la sombra 19 que indica, para cada corto intervalo de tiempo durante un ano (por ejemplo intervalos de tiempo de un minuto) si el rotor 2 de la turbina eolica (Fig. 1) puede proyectar teoricamente sombra 5 sobre cualquiera de los objetos 7 sensibles a la sombra (Fig. 1) en la proximidad de la turbina 1. Las alturas y extensiones de los objetos 7 son tambien tenidas en cuenta. La forma en la que se calcula la posibilidad de aparicion de dicha sombra, por ejemplo, se describe en el documento DE 199 28 048 A1. En otras realizaciones, la tabla 22 no se predetermina; por el contrario, la cuestion de si la sombra 5 puede proyectarse sobre un objeto 7 sensible a la sombra se calcula sobre la marcha, basandose en la fecha y hora actual e

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informacion almacenada acerca de la localizacion de los objetos sensibles a la sombra, y, si es necesario, sus alturas y extensiones (detalles de dicha alternativa de implementacion sobre la marcha pueden tomarse tambien del documento DE 199 28 048 A1). La salida de reloj 21 direcciona la tabla 22, que a su vez produce la salida de un valor logico (ilustrado como sf/no en la Fig. 5) que es una primera subcondicion 3, SC1. La subcondicion SC1 se introduce en un combinador logico que determina una condicion de parada 24off.

La segunda rama del controlador de la sombra 19 pertenece al procesamiento de la intensidad de luz relativa recibida como una entrada, las senales IE e IO que representan la intensidad de luz hacia el este y la intensidad de luz hacia el oeste medidas desde los sensores de luz orientados hacia el este y hacia el oeste 9E, 9O. En esta fase, se deja abierto cual de los dos sensores de luz 9E, 9O mide actualmente la intensidad de luz directa y cual la intensidad de luz indirecta. Esta ambiguedad se maneja en las dos etapas posteriores: en 25, se calcula la diferencia AI entre las dos senales de sensor IE e IO. El resultado puede ser negativo o positivo, dependiendo de cual de los dos sensores esta jugando actualmente el papel de sensor de luz directa. En 26, se calcula el valor absoluto de AI; el resultado |AI| es independiente de la asignacion de papeles de los sensores. En 27off, se realiza la prueba de si |AI| es mayor que un umbral de parada para la intensidad de luz directa a indirecta, T1off (en otras realizaciones, se realiza una prueba de si el valor absoluto de AI es mayor que o igual a T1off). La senal logica resultante es la segunda subcondicion, SC2off, que se introduce tambien dentro de la condicion de parada 24off.

Las mismas senales de entrada que se suministran a la segunda rama se introducen tambien en la tercera rama que pertenece el procesamiento de la intensidad de luz absoluta (sin comparacion de la intensidad de luz directa con la intensidad de luz indirecta). Como con la segunda rama, se deja abierto al comienzo cual de las dos senales de sensor IE, IO es la senal de intensidad de luz directa. Con este fin, en 29, se determina al maximo de IE e IO. En 30off, se realiza una prueba de si el maximo es mayor (en otras realizaciones: mayor que o igual a) un segundo umbral de parada T2off. El resultado es una tercera su condicion, SC3off, que es la entrada en la condicion de parada 24off.

La condicion de parada 24off forma una Y logica de las tres subcondiciones SC1, SC2off y SC3off. El resultado es una senal de parada logica 32off. Esto significa que la senal de parada resultante 32off es VERDADERO, solo si las tres subcondiciones SC1, SC2, SC3 son VERDADERO. La senal 32off se envfa al controlador de la turbina para hacerle parar la turbina eolica 1.

La Fig. 6 es un diagrama funcional parcial que ilustra la generacion de una senal de reanudacion de la operacion relacionada con la sombra. No repiten todos los elementos de la Fig. 5, sino que muestra solamente lo que es diferente respecto a la Fig. 5.

En la segunda rama, se realiza una prueba en 27on de si la senal procedente de 26 (Fig. 5) es menor que (en algunas realizaciones: menor que o igual a) un primer umbral de reanudacion de la operacion T1on. En la tercera rama, se realiza una prueba en 30on de si la senal procedente de 29 (Fig. 5) es menor que (en algunas realizaciones: menor que o igual a) un segundo umbral de reanudacion de la operacion T2on. Las subcondiciones resultantes SC2on, SC3on (y SC1, como en la Fig. 5) se introducen en una condicion de reanudacion de la operacion 24on. En 24on, se determina la negacion de cada una de las SC1, SC2on, SC3on, y NO (SC1), NO (SC2on), NO (SC3on), se combinan en O. Esto significa que la senal de reanudacion de la operacion resultante 32on es VERDADERO, si una cualquiera de las condiciones SC1, SC2on, SC3on no es VERDADERO. La senal de reanudacion de la operacion 32on se transmite al controlador de la turbina que, a su vez, hace que la turbina eolica reanude la operacion (naturalmente, la operacion solo se reanudara si no hay otras condiciones que controlen la turbina eolica para que no opere, tales como condiciones de viento inapropiadas, un fallo de la red electrica, etc.; en tal caso, la turbina eolica no comenzara a operar solamente basandose en la senal de reanudacion de la operacion 32on).

La Fig. 7 es un diagrama que ilustra la funcionalidad de histeresis en el procesamiento de intensidad relativo de la segunda rama. En otras realizaciones, se usa una histeresis similar en el marco del procesamiento de intensidad absoluta en la tercera rama de las Figs. 5 y 6, ademas de la histeresis en la segunda rama; otras realizaciones con histeresis solo se basan en el procesamiento de intensidad absoluta (es decir no tienen la segunda rama). La Fig. 7 muestra un desarrollo de ejemplo del valor absoluto |AI| de la diferencia de intensidad de luz medida (calculada en 26 en la Fig. 5) respecto al tiempo. Tambien se indican los dos umbrales T1off (Fig. 5) y T1on (Fig. 6). Se supone que la turbina eolica esta en operacion en t0, y que las subcondiciones de las otras ramas, SC1 y SC3, son VERDADERO, es decir que el arranque y parada de la turbina estan aqrn gobernados solamente por la subcondicion SC2off/SC2on de la segunda rama.

El umbral de reanudacion de la operacion T1on esta por debajo del umbral de parada T1off; esto produce una histeresis 33 entre las intensidades de parada y de reanudacion de la operacion. Por ejemplo, en la Fig. 7, |AI| comienza a incrementarse desde valores pequenos por debajo de ambos umbrales y supera el umbral de reanudacion de la operacion T1on. Esto no tiene efecto sobre el estado operacional actual. Solamente cuando |AI| excede el umbral de parada T1off (en t1), el sistema de control de sombra 18 hace que la turbina eolica se pare. Entonces, despues de t1, |AI| disminuye de nuevo, y cae por debajo del umbral de parada T1off de nuevo. Sin embargo, debido a la histeresis 33 esto no hace que el sistema de control de sombra 18 produzca la senal de

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reanudacion de la operacion 32on. Por ello, la turbina eolica 1 permanece inoperativa. Solamente cuando |AI| tambien cae bajo el umbral de reanudacion de la operacion T1on (en t2) se arranca de nuevo la turbina eolica. En el ejemplo de la Fig. 7, |AI| sobrepasa y no llega a los umbrales varias veces —lo que dana como resultado una funcion nerviosa si siempre se activara una accion correspondiente de parada o de reanudacion de la operacion—. Sin embargo, como consecuencia de la histeresis 33, la "nerviosidad" se calma y la turbina eolica se para y arranca solamente una vez.

La Fig. 8 ilustra la dependencia de la temperatura de la senal de intensidad de luz producida por un componente fotosensible de ejemplo, en este caso una LDR. En la Fig. 8, se supone que la senal de intensidad de luz se relaciona inversamente con la resistencia de la LDR. En una LDR, los electrones no son liberados solamente por la luz, sino que tambien se liberan por el calor. Por ello, la resistencia de la LDR disminuye con el incremento de la temperatura. Como consecuencia, la senal de intensidad de luz no es constante, sino que se incrementa con la temperatura. Mas aun, este efecto puede ser mas pronunciado con bajas intensidades de luz que con altas intensidades luz, de modo que una familia de curvas describe la dependencia de la temperatura de la senal de intensidad de luz, como se muestra en la Fig. 8. Sin embargo, lo que se desea realmente es una senal de sensor compensada en temperatura que no muestre dicha dependencia de la temperatura, sino que se muestre constantemente en la Fig. 8 por una lmea discontinua.

En algunas realizaciones, la compensacion de temperatura correspondiente se aplica a la senal de intensidad de luz IE, IO a partir del (de los) sensor(es) de luz 9, un ejemplo de los cuales se muestra en la Fig. 9. Con este fin, se proporciona un sensor de temperatura 34. Por ejemplo, el sensor de temperatura 34 puede estar en contacto termico con el sensor de luz 9 correspondiente. En otras realizaciones, se supone que el sensor de luz 34 tiene aproximadamente la temperatura del aire ambiente; en consecuencia, la senal de temperatura puede proporcionarse tambien por un sensor de temperatura del aire que no necesita estar en contacto termico con el sensor de luz 9. Un compensador de temperatura 35 —que puede ser parte integral del controlador de la sombra 19 o puede unirse al sensor de luz 9 o puede ser un modulo separado— recibe la senal de temperatura desde 34 y la senal de intensidad de luz desde el sensor de luz 9 como entradas. En una implementacion digital de ejemplo mostrada en la Fig. 9, el compensador de temperatura 35 almacena una tabla 36 predeterminada bidimensional que mapea estos valores de entrada a un factor de compensacion que, cuando se multiplica por una senal de intensidad de luz no compensada en 37 proporciona una senal de intensidad de luz corregida en temperatura, como se ilustra por la lmea discontinua en la Fig. 8. Esta senal puede usarse entonces, por ejemplo, como una senal de entrada a las cajas 25 y 29 en la Fig. 5.

La Fig. 10 es una vista en seccion transversal esquematica de una realizacion de un sensor 9 equipado con calefaccion para mantener la ventana de apertura 13 libre de hielo y nieve. Un panel de vidrio 37 cubre la ventana de apertura 13 en una forma transparente a la luz. El panel de vidrio 37 esta en contacto termico con un calentador 38 de resistencia electrica. Por ejemplo, el calentador 38 se dispone en la circunferencia del panel de vidrio 37. En otras realizaciones, se fijan lmeas de tiras electricas en el lado interior del panel de vidrio 37; el ancho y paso de las lmeas de tiras es suficientemente pequeno de modo que la transparencia del panel 37 no se reduzca significativamente. Se proporciona una fuente de alimentacion que es capaz de suministrar corriente con una tension adecuada al calentador 38 de modo que la temperatura del panel de vidrio 37 pueda mantenerse por encima, por ejemplo, de 5 °C. Esto asegura que el hielo y la nieve sobre el panel de vidrio, que obstruinan la entrada de luz a ser medida y de ese modo impedinan el funcionamiento apropiado del sensor 9, se funden continuamente, de modo que la ventana de apertura 13 se mantiene libre. En algunas realizaciones, el control del calentador 38 tiene en cuenta la temperatura ambiente. Por ejemplo, el calentador 37 no se alimenta si la temperatura ambiente esta por encima de 5 °C.

Por ello, las realizaciones descritas proporcionan un sistema de control de sombra fiable.

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de control de sombra (18) de una turbina eolica (1), teniendo la turbina eolica (1) un rotor (2) que, cuando rota y cuando el sol (3) esta en una cierta posicion (3E, 3O), puede proyectar una sombra intermitente (5E, 5O) sobre un objeto (7E, 7O) en la proximidad de la turbina (1),

disponiendose el sistema de control de sombra (18) para hacer que la turbina eolica (1) se pare, basandose en una condicion de parada relacionada con la sombra (24off), de modo que no se proyecte una sombra intermitente (5E, 5O) sobre el objeto (7E, 7O),

en el que la condicion de parada (24off) comprende una determinacion de si la sombra (5E, 5O) puede proyectarse teoricamente sobre el objeto (7E, 7O) en la hora del dfa actual,

en el que la condicion de parada (24off) comprende un resultado (26) de una comparacion entre una intensidad de luz directa (IE, IO) y una intensidad de luz indirecta (IO, IE) esta mas alla de un umbral de luz directa a indirecta (31off), y

en el que el sistema de control de sombra (18) comprende un conjunto (8) de sensores de luz (9E, 9O) para proporcionar intensidades de luz directa e indirecta medidas (IE, lO) para la comparacion, siendo capaces los sensores de luz (9E, 9O) de medir la intensidad de luz directa (IE o IO) cuando son irradiados por el sol (3) y la intensidad de luz indirecta (IO o IE) cuando no son irradiados por el sol (3), caracterizado por que

el conjunto (8) de sensores de luz (9E, 9O) para proporcionar intensidades de luz directa e indirecta medidas (IE, IO) para la comparacion tiene solo dos sensores de luz, un sensor de luz orientado hacia el este (9E) y un sensor de luz orientado hacia el oeste (9O).
2. El sistema de control de sombra (18) de la reivindicacion 1, en el que los sensores de luz (9E, 9O) tienen un angulo de apertura (14), y en el que los sensores de luz (9E, 9O) se orientan de modo que las direcciones hacia el este y el oeste (E, O) estan dentro del angulo de apertura (14) de los sensores de luz orientados hacia el este y hacia el oeste (9E, 9O), respectivamente.
3. El sistema de control de sombra (18) de la reivindicacion 2, en el que los sensores de luz (9E, 9O) tienen un eje (15) y un angulo de apertura (14), y el eje (15) se alinea hacia el este y hacia el oeste, con un componente en la direccion hacia el sur o hacia el norte, y en el que los sensores de luz (9E, 9O) se orientan de modo que las direcciones este y oeste (E, O) estan dentro del angulo de apertura (14) de los sensores de luz orientados hacia el este y hacia el oeste (9E, 9O), respectivamente.
4. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los sensores de luz (9E, 9O) tienen un eje (15), y en el que los ejes (15) de los sensores de luz (9E, 9O) se orientan simetricamente con respecto a la direccion hacia el sur (S).
5. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los sensores de luz (9E, 9O) tienen un angulo de apertura (14) mas pequeno de 90° y definen un intervalo angular (16) entre ellos que incluye la direccion hacia el sur (S), llamado un "intervalo que incluye el sur", o que incluye la direccion norte, llamado un "intervalo que incluye el norte", y en el que los sensores de luz (9E, 9O) se orientan de modo que sus aperturas (14) combinadas no cubren completamente el intervalo que incluye el sur (16), o el intervalo que incluye el norte, respectivamente.
6. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 4, en el que los sensores de luz (9E, 9O) tienen un eje (15), y el eje (15) se alinea al este (E) y al oeste (O).
7. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los sensores de luz orientados hacia el este y hacia el oeste (9E, 9O) se montan sobre un poste (10).
8. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la condicion de parada (24off) comprende adicionalmente que un resultado de una medicion de intensidad de luz directa este por encima de un umbral de luz directa (30off).
9. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, disponiendose tambien el sistema de control de sombra (18) para hacer que la operacion de la turbina eolica (1) se reanude, basandose en una condicion de reanudacion de la operacion relacionada con la sombra (24on),

en el que la condicion de reanudacion de la operacion (24on) comprende el resultado de la comparacion entre la intensidad de luz directa y la intensidad de luz indirecta (IE, IO) volviendo a un segundo umbral de luz directa a indirecta (T1on),

en el que hay una histeresis (33) en los umbrales (T1off, T1on) de modo que la intensidad de luz directa a indirecta (26) que produce la parada no es suficiente para hacer que se reanude la operacion.
10. El sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la respuesta de los sensores de luz depende de la temperatura,

el sistema de control de sombra (18) comprende al menos un dispositivo de medicion de la temperatura (34), o se

dispone para recibir un resultado de medicion de la temperature,

las senales de los sensores de luz (E, O) se compensan en temperature, basandose en la temperature medida.
11. El sistema de control de sombra de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que

5 los sensores de luz estan equipados con un dispositivo de calefaccion para mantener los sensores libres de hielo.
12. Una turbina eolica (1) o parque eolico equipado con un sistema de control de sombra (18) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.