ES2847234T3 - Disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador - Google Patents

Abstract

Disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador con - una interfaz de generador configurada para la comunicación con un sistema de control del aerogenerador, y - una interfaz de aparato configurada para la comunicación con el aparato de inspección, en que - un procesador genera informaciones de control para el aparato de inspección en función de parámetros del aerogenerador recibidos a través de la interfaz de generador y envía las informaciones de control a través de la interfaz de aparato, caracterizada por que - el procesador envía informaciones de control para una plataforma voladora adicional con una fuente de luz en función de parámetros del generador recibidos a través de la interfaz de generador.

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador

El objeto de la invención se refiere a una disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador, a un aparato de inspección para un aerogenerador así como a un procedimiento para manejar una disposición de control de aparato de inspección.

Durante la operación de aerogeneradores, en particular en el ámbito marino, pueden aparecer daños, en particular en las palas del rotor de los aerogeneradores. Para poder descubrir en una etapa temprana estos daños, hasta ahora se utiliza una vigilancia por medio de drones voladores además de una vigilancia manual. Durante la vigilancia manual se desconecta el aerogenerador, los técnicos lo escalan o se lleva a cabo una grabación de las palas del rotor con la ayuda de telescopios y videocámaras. Precisamente en el caso de las instalaciones marinas esto es problemático, ya que para el ascenso de personal es necesario un estado tranquilo del mar y las posibilidades de posicionamiento y con ello los ejes de visión de telescopios o videocámaras están limitados.

Las plataformas de inspección voladoras, como por ejemplo los drones voladores, ofrecen ventajas con respecto a la inspección manual, en particular debido a sus mayores grados de libertad y sus mayores velocidades a la hora de moverse en el espacio. No obstante, normalmente las plataformas de inspección voladoras tienen que ser controladas manualmente. Las inspecciones tienen lugar normalmente en condiciones de tiempo tranquilo, esto es, para velocidades de viento más bien bajas. Para viento más fuerte, la calidad de grabación normalmente disminuye, además de que se reduce el tiempo de vuelo o se interrumpe la inspección.

El vuelo de acercamiento al aerogenerador se realiza la mayoría de las veces de manera manual, no siendo aprovechables frecuentemente las grabaciones debido a las condiciones ambientales. En particular, cuando el contraste entre el cielo y la superficie de la pala del rotor es demasiado fuerte o demasiado débil o cuando la posición del sol es mala (por ejemplo en caso de contraluz) o respectivamente también cuando hay nubes o niebla, las grabaciones no se pueden realizar con la suficiente calidad. Por esta razón la calidad de grabación es muy dependiente de los conocimientos y habilidades individuales del operador que controla la plataforma de inspección.

Normalmente se desconecta el aerogenerador durante la duración de la inspección. Una inspección a un aerogenerador en funcionamiento coloca al operador de la plataforma de inspección voladora frente a grandes desafíos. El operador tiene que mantener la plataforma de inspección de manera continua a una distancia correcta del aerogenerador y a la vez controlar en el tiempo el momento del disparo de, por ejemplo, una cámara lo más óptimamente posible. También, respectivamente un operador puede manejar sólo una plataforma de inspección voladora, de tal forma que el coste de personal para la inspección de los aerogeneradores es considerable. El documento WO 2017/010206 A1 da a conocer un procedimiento para fijar una pala de un rotor de un aerogenerador, que tiene que ser orientada horizontalmente.

El documento EP 3109716 A1 describe un procedimiento para el diagnóstico de los elementos del parque eólico, que está caracterizado por que la inspección del parque eólico se lleva a cabo de manera autónoma.

Por esta razón, la invención tiene como base la tarea de optimizar la inspección de aerogeneradores con respecto a la calidad de las grabaciones así como también con respecto a los momentos de operación posibles.

Esta tarea se resuelve a través de una disposición de control de aparato de inspección según la reivindicación 1 así como a través de un procedimiento según la reivindicación 10.

Aquí se propone que puedan llevarse a cabo tanto una comunicación con un sistema de control del generador como también una comunicación con un aparato de inspección, en particular, desde un puesto central. Este puesto central, la disposición de control de aparato de inspección, puede entenderse también como una estación de mando o un centro de mando. La disposición de control de aparato de inspección no tiene por qué estar necesariamente centralizada de forma completa. También puede estar distribuida de forma descentralizada entre unidades fijas y/o móviles, como por ejemplo aerogeneradores, barcos, subestaciones transformadoras, el propio aparato de inspección, etc.

A través de la interfaz del generador se pueden recibir parámetros del aerogenerador. Estos parámetros del generador pueden ser, por ejemplo, el ángulo de azimut, el ángulo del buje, el ángulo de paso, la geometría de las palas del rotor, la geometría del aerogenerador, datos CAD (del inglés “Computer Aided Design”, diseño asistido por ordenador) del aerogenerador, la velocidad de rotación del buje y/o el posicionamiento del aerogenerador en un parque eólico o similares. Con la ayuda de estos parámetros del generador se puede controlar aquí el aparato de inspección, mediante el recurso de que dependiendo de los parámetros del generador se producen informaciones de control (datos de control) para el aparato de inspección y son emitidas por la interfaz del aparato. La disposición de control de aparato de inspección puede controlar también el funcionamiento del aerogenerador y/o coordinar el funcionamiento del aparato de inspección y del aerogenerador.

Informaciones de control para el aparato de inspección pueden ser, en particular, trayectorias de vuelo, coordenadas de destino, tiempos de vuelo, informaciones de orientación, informaciones de funcionamiento para sensores, informaciones de distancia o similares. Informaciones de control para el aerogenerador pueden ser, en particular, su ángulo de azimut, ángulo de buje o ángulo de paso.

A continuación se describen más parámetros del generador, así como informaciones de control y/o parámetros de funcionamiento, que pueden ser empleados igualmente todos conjuntamente para la disposición en cuestión.

Con ayuda del procedimiento en cuestión es posible facilitar la mejor clasificación posible para determinados daños en un aerogenerador, en particular en una pala del rotor. Para ello, en el curso de una inspección pueden examinarse áreas posiblemente dañadas, detectadas prácticamente en tiempo real. Al mismo tiempo puede configurarse en particular el posicionamiento del aparato de inspección con respecto al aerogenerador de manera automática a través de las informaciones de control y pueden establecerse selectivamente situaciones de iluminación que facilitan la mejor clasificación posible de un posible daño.

Aquí las informaciones de control son en particular de tal manera que el aparato de inspección sea manejado de manera preferente por el lado de barlovento de la turbina eólica o respectivamente de la respectiva pala del rotor. Para ello se calcula el posicionamiento y el control del aparato de inspección con respecto a la turbina eólica a lo largo de una trayectoria de vuelo, en que la trayectoria de vuelo está incluida en las informaciones de control. A través del conocimiento del lugar del generador y de la dirección del viento así como a través de un cálculo correspondiente de la trayectoria de vuelo puede asegurarse que el aparato de inspección se encuentre en el lado de barlovento de la turbina eólica. De esta forma puede asegurarse que el aparato de inspección esté expuesto solamente a turbulencias comparativamente bajas. A través de un control adecuado del aparato de inspección se puede inspeccionar una pala del rotor, en particular a lo largo de los dos cantos de la pala, esto es, el canto delantero de la pala y el canto trasero de la pala.

A través del control automático o semiautomático con ayuda de las informaciones de control se pueden optimizar el tiempo de vuelo y/o la trayectoria de vuelo (ruta de vuelo) y/o minimizar la utilización de personal.

Con ayuda de las informaciones de control es posible inspeccionar con el aparato de inspección en el transcurso de un turno de inspección al menos una pala del rotor, preferentemente todas las palas del rotor de al menos un aerogenerador. Para ello, con ayuda de las informaciones de control se calcula una ruta de vuelo y/o un tiempo de vuelo, que es necesario para inspeccionar una o respectivamente más de una pala del rotor de un o respectivamente de varios aerogeneradores.

A través de una variación automática de parámetros del generador (mediante las informaciones de control para el aerogenerador) es posible orientar el aerogenerador de manera óptima para un turno de inspección. Un aerogenerador orientado de manera óptima hace posible minimizar el tiempo de vuelo para la inspección de una o más palas del rotor y con ello aumenta el número de inspecciones por turno de inspección, en particular por vuelo. En particular, los parámetros del aerogenerador pueden estar configurados de tal manera que el aerogenerador esté orientado de tal manera con respecto al sol y/o a la dirección del viento que un sensor dispuesto en el aparato de inspección (en particular una cámara) encuentre condiciones de grabación optimizadas. Mientras tanto, el aerogenerador puede estar parado, en funcionamiento de giro sin generación o en funcionamiento normal. En particular, las palas del rotor del aerogenerador pueden ser colocadas en posición de bandera.

Las informaciones de control posibilitan no sólo adaptar la ruta de vuelo a las condiciones de contorno vigentes actualmente, en particular a los parámetros del generador vigentes actualmente, sino que también facilitan planear las paradas de carga/repostaje y similares. Para ello puede calcularse una ruta de vuelo de tal forma que el tiempo de vuelo se use de manera óptima y el aparato de inspección sea movido al final del tiempo de vuelo a una estación de carga/repostaje, para cargarse ahí para el siguiente turno de inspección.

Aquí se propone que una interfaz del generador es adecuada para la comunicación con un sistema de control del aerogenerador. A través de la interfaz del generador pueden introducirse parámetros del aerogenerador en la disposición de control de aparato de inspección en cuestión. También es posible que, a través de la interfaz del generador, se proporcionen parámetros del generador (como informaciones de control) para el aerogenerador. Parámetros del generador pueden ser por ejemplo parámetros de la turbina eólica, como por ejemplo el ángulo de azimut, el ángulo de paso, el ángulo de rotación del rotor y/o la velocidad angular del buje del rotor.

Los parámetros del generador pueden ser leídos manualmente o a través de una interfaz de datos. En particular, es posible una conexión a un sistema SCADA (del inglés “Supervisory Control And Data Acquisition”, control y adquisición de datos con supervisión). La interfaz del generador, así como la interfaz del aparato, pueden ser una interfaz por cable o una interfaz inalámbrica, en particular una interfaz de datos por radio (telemetría), una interfaz de red de área local inalámbrica (WLAN, del inglés “Wireless Limited Area Network”) o una interfaz de Bluetooth.

En el caso de pérdida de una conexión de datos o de falta de parámetros del generador es posible que se produzca una determinación del ángulo de azimut, del ángulo de paso y/o del ángulo de rotación del rotor por parte del aparato de inspección. Esto puede producirse, por ejemplo, a través de marcas ópticas o de otro tipo, en particular a través de elementos reflectantes. También es posible que la pala del rotor esté codificada ópticamente o de otro modo, y que a través de ello se produzca una orientación automática del aparato de inspección hacia una pala del rotor, por ejemplo por medio de una técnica de imagen, por ejemplo por medio de estereoscopia u otra técnica de ayuda al posicionamiento (sonar, radar, láser, escáner de láser, flujo óptico, etc.). Las marcas pueden estar dispuestas en respectivamente una pala de rotor, el buje, la góndola y/o la torre. Estas marcas o elementos reflectantes pueden ser analizados a través de una técnica de imagen. Los parámetros del generador obtenidos de esta forma pueden ser introducidos en la interfaz del generador.

Con la ayuda de las informaciones de control es posible ajustar la ruta de vuelo o respectivamente la ruta de inspección del aparato de inspección. Se ha demostrado que es ventajosa una ruta de inspección paralela a una recta que corta el plano de rotación del rotor, en particular por el punto central del buje. El aparato de inspección obtiene con las informaciones de control una información de cómo se puede mover paralelamente al plano de rotación del rotor.

En particular, las informaciones de control pueden incluir informaciones de que el aparato de inspección se mueve a lo largo de un radio del rotor o de un diámetro del rotor paralelamente al plano de rotación del rotor. En particular, el movimiento puede discurrir a lo largo del diámetro completo, esto es, de una punta de pala a otra. De esta forma, cuando está girando el rotor y para una incidencia de luz correspondiente puede limitarse la ruta de vuelo por cada generador a una longitud del rotor. Para grabar el lado delantero y el lado trasero de la pala del rotor la cámara tendría que ser orientada sin embargo en cada posición de grabación a lo largo del radio alternativamente de forma oblicua hacia arriba y luego de forma oblicua hacia abajo. Alternativamente, el aparato de inspección puede tener dos sensores de grabación cuyos ejes ópticos estén situados en ángulo entre sí. En este caso se graban cada vez el lado de succión o el lado de presión de una pala y complementariamente el lado de presión o el lado de succión de una pala adyacente.

Cuando gira el rotor el aparato de inspección puede permanecer con ello en una posición durante uno o más giros completos del rotor y así inspeccionar cada uno de los cantos de pala del rotor. A través de un cambio de posición puede inspeccionarse una nueva área de los cantos de pala. En un primer semidiámetro, esto es, por ejemplo, en un primer segmento circular, el aparato de inspección puede inspeccionar por el lado de presión uno o ambos cantos de pala así como la superficie de pala de una o más palas del rotor. Si ahora el aparato de inspección se mueve al otro lado, esto es, al otro semidiámetro o respectivamente al otro segmento circular, el aparato de inspección puede inspeccionar entonces la respectivamente otra superficie de pala del rotor (lado de succión) así como los cantos de pala desde el respectivamente otro lado. En particular, la ruta de vuelo discurre de forma desplazada con respecto a la línea del diámetro del rotor. Dependiendo de la orientación, localmente más favorable para la grabación, de la superficie de pala del rotor las grabaciones pueden llevarse a cabo en diferentes posiciones a lo largo del radio del rotor para ángulos respectivamente diferentes de buje, en que la unidad de grabación y los parámetros de grabación (por ejemplo el zoom) pueden ser correspondientemente ajustados.

El movimiento del aparato de inspección puede discurrir a lo largo de un plano paralelo al plano de rotación del rotor. En un primer semidiámetro se inspecciona desde este plano un primer lado de pala y en el otro semiplano es posible desde el mismo plano una inspección del lado de pala respectivamente opuesto. Con ayuda de esta trayectoria de vuelo es posible inspeccionar con el menor recorrido posible ambos lados de pala partiendo de un plano de observación en el lado de barlovento.

Las informaciones de control pueden contener también informaciones con respecto a los momentos de inspección. En particular puede fijarse en qué momentos inspecciona un aparato de inspección el aerogenerador. Los momentos pueden depender, por ejemplo, de una predicción del tiempo o de la predicción del precio de la electricidad. De esta forma, con ayuda de las informaciones de control puede llevarse a cabo una planificación operativa de tal manera que la inspección se realice en momentos en los que el precio de la electricidad esté por debajo de un umbral inferior. Ya que la inspección preferentemente no se realiza cuando el aerogenerador funciona a plena potencia, por ejemplo en caso de movimiento lento sin conexión a red del aerogenerador, para velocidades del viento por encima de la velocidad de arranque se produce una pérdida, ya que la potencia proporcionada es menor de lo que podría ser. A través de una vinculación de la realización de inspecciones a la evolución del precio de la electricidad puede disminuirse la pérdida.

Los aerogeneradores disponen normalmente de aparatos de comunicación propios, como por ejemplo conexiones de fibra óptica, redes WLAN, disposiciones de telefonía móvil y/o disposiciones de comunicación radioeléctrica. Con estos aparatos es posible una comunicación bidireccional o unidireccional con el aparato de inspección. En el caso de una ruta de vuelo a lo largo de diferentes aerogeneradores puede llevarse a cabo un traspaso entre las distintas infraestructuras de comunicación. Así es posible que el aparato de inspección se comunique a lo largo de una ruta de vuelo a través de diferentes disposiciones de comunicación de diferentes aerogeneradores. En este caso, el traspaso puede efectuarse dependiendo de la posición y/o de forma coordinada en el tiempo. Con ello se pueden superar las limitaciones de alcance de las respectivas disposiciones de comunicación dispuestas en un aerogenerador, ya que la comunicación puede ser asumida, respectivamente, por otra disposición de comunicación de otro aerogenerador. Particularmente, la ruta de comunicación posibilita también el intercambio de informaciones de control, parámetros del generador, parámetros de funcionamiento, datos de sensor así como de otras informaciones. En este caso pueden aparecer faltas de cobertura entre distintos aerogeneradores (por ejemplo en el caso de una red WLAN). Éstas pueden superarse a través de un vuelo autónomo hasta la entrada en la zona de alcance de la red WLAN del siguiente aerogenerador. También se puede realizar una transferencia de datos redundante a partir de la utilización de diferentes aparatos/técnicas de comunicación.

Conforme a un ejemplo de realización se propone que la interfaz del generador esté configurada para recibir parámetros del aerogenerador. También se propone que el procesador elabore las informaciones de control dependiendo de, al menos, los parámetros del generador.

Conviene poder determinar previamente la situación de iluminación durante una inspección, por ejemplo una situación de luz rasante o similar. En particular, esto es posible cuando existe un conocimiento previo sobre los parámetros del generador, en particular el ángulo de azimut, el ángulo de paso y/o el ángulo del rotor o cuando los parámetros del generador pueden ser configurados correspondientemente. También puede ser conveniente un conocimiento de la geometría de las palas del rotor, de la góndola o del aerogenerador entero. Con ayuda de la información sobre una orientación actual de la superficie de pala del rotor en un punto de la pala del rotor puede determinarse, por ejemplo en combinación con una posición del sol o respectivamente con la posición relativa del sol y su orientación e intensidad luminosa, un correspondiente posicionamiento del aparato de inspección. También, dependiendo de los parámetros del generador, puede llevarse a cabo una orientación así como otros parámetros de grabación (por ejemplo la distancia focal, el tiempo de exposición, el diafragma, etc.) de un sensor, por ejemplo una cámara, del aparato de inspección.

También es posible que en un generador esté dispuesta una fuente de luz artificial sobre cuya posición, orientación e intensidad luminosa pueda actuarse. Una fuente de luz artificial de este tipo también puede ser controlada con la ayuda de parámetros del generador. Estos parámetros del generador también pueden utilizarse para generar informaciones de control. Con la ayuda de las informaciones de control se posiciona el aparato de inspección de tal manera con respecto al aerogenerador que sea posible la mejor inspección posible basada en los sensores. La fuente de luz puede ser empleada también desde una plataforma adicional (fija, en movimiento, voladora o flotante). En este caso los parámetros del generador pueden utilizarse junto con la orientación de la fuente de luz para el posicionamiento o el movimiento de la plataforma adicional. De la misma forma puede llevarse a cabo un movimiento/orientación coordinado de la fuente de luz y del aparato de inspección así como de sus sensores. A través de una orientación, adaptada a las necesidades, de la fuente de luz artificial pueden ser utilizadas con ello también ventanas temporales con condiciones meteorológicas adecuadas en la oscuridad o en el crepúsculo, a través de lo cual se amplía la selección de momentos de inspección en los que se limita la pérdida de ingresos.

Si se conocen los parámetros del generador, puede determinarse por ejemplo también la posición respectiva de una pala del rotor en un determinado momento. Si se conoce la posición de la pala del rotor en un momento determinado también es posible asignar registros de sensores dispuestos en el aparato de inspección a palas individuales del rotor. De esta forma pueden asignarse por ejemplo grabaciones individuales a una respectiva pala del rotor.

Cuando las grabaciones de un sensor están provistas con un sello temporal, este sello temporal se puede comparar con parámetros del generador. En este caso, puede averiguarse por ejemplo la posición de la pala del rotor, que está asociada respectivamente también a un sello temporal, y así se puede asociar una grabación a una pala del rotor. Con ello se puede llevar a cabo una asociación de una grabación individual a respectivamente una pala del rotor también retrospectivamente.

Los parámetros del generador pueden ser diferentes si el generador está en funcionamiento o si no lo está. En particular, la geometría de las palas del rotor puede ser diferente en un estado de carga que en un estado libre de cargas. Además del conocimiento de la geometría en el estado libre de cargas como parámetro del generador también puede ponerse a disposición la geometría en el estado de carga como parámetro del generador. El pretensado de pala y/o el tránsito de pala en función del ángulo de rotación del rotor y del ángulo de paso pueden ponerse a disposición entonces como parámetros del generador tanto en el estado libre de carga como en el estado de carga (parcial). En particular la deformación de una pala del rotor desde el buje hasta la punta de pala del rotor cuando el rotor gira puede ponerse a disposición como parámetro del generador.

En particular, estos datos pueden utilizarse en tiempo real para una determinación de distancia. En particular pueden determinarse parámetros del generador a partir de un sistema CMS (del inglés “Condition Monitoring System”, sistema de monitorización de estado) del aerogenerador, en particular de un sistema CMS para la pala del rotor. Dado que una pala del rotor en estado de carga se deforma, la distancia del aparato de inspección a la pala del rotor y/o la configuración del sensor de grabación deben adaptarse dado el caso a la situación de carga. Esto se lleva a cabo, preferentemente, con la ayuda de los parámetros del generador, a partir de los cuáles se generan las informaciones de control.

Conforme a un ejemplo de realización se propone que la interfaz del aparato esté configurada para recibir los parámetros de funcionamiento del aparato de inspección y que el procesador genere las informaciones de control dependiendo de al menos los parámetros de funcionamiento. Con ello es posible adaptar las informaciones de control dependiendo de los parámetros de funcionamiento actuales. Un parámetro de funcionamiento puede ser también por ejemplo un estado de la reserva de energía del aparato de inspección y dependiendo de esto puede llevarse a cabo por ejemplo una planificación operativa para el aparato de inspección. La transferencia de los parámetros de funcionamiento puede realizarse desde un puesto de control o desde un sistema de vigilancia del parque eólico. Un centro de mando también posibilita transmitir parámetros de funcionamiento al aparato de inspección y, dado el caso, recibir parámetros de funcionamiento y/o datos de sensor.

En particular en el caso de condiciones ambientales cambiantes puede ser necesario adaptar automáticamente a éstas las informaciones de control. En particular, condiciones ambientales modificadas pueden llevar a estados de funcionamiento no previsibles del aparato de inspección. Estos estados de funcionamiento pueden ser evaluados. Dado el caso deben transmitirse nuevas informaciones de control al aparato de inspección.

Conforme a un ejemplo de realización se propone, que la disposición de control de aparato de inspección esté configurada para recibir datos ambientales y que el procesador genere las informaciones de control dependiendo de al menos los datos ambientales.

Primeramente, la planificación operativa puede ser independiente del tiempo meteorológico, por ejemplo. A través de la evaluación de datos ambientales, en particular de datos meteorológicos, es posible hacer la planificación operativa dependiente del tiempo meteorológico, en particular definir los momentos de servicio en función del tiempo meteorológico.

Los datos ambientales pueden ser en particular la posición del sol, la orientación del sol, la intensidad de la radiación, informaciones sobre la nubosidad, la dirección del viento, la fuerza del viento, informaciones sobre la turbulencia, la intensidad de las ráfagas, la temperatura, la precipitación y/o la visibilidad o similares. Los datos ambientales pueden tener influencia sobre la planificación del tiempo de vuelo así como sobre la planificación de la ruta de vuelo. Con la ayuda de los datos ambientales se pueden calcular informaciones de control.

Por ejemplo, es posible determinar las informaciones de control por medio de variables del tiempo meteorológico habituales, como por ejemplo la fuerza del viento, la dirección del viento, la velocidad del viento, la intensidad de las ráfagas y/o la nubosidad así como informaciones sobre el momento del día, a partir del que se puede calcular la posición del sol. En particular, se pueden llevar a cabo una planificación de utilización y/o una integración en la planificación de la producción y del trabajo del aerogenerador o del parque eólico al completo. Por ejemplo se pueden llevar a cabo planificaciones de utilización para momentos en los que hay prevista inactividad, en los que de todas maneras los aerogeneradores no están en funcionamiento. Por otro lado, también puede llevarse a cabo una planificación operativa en el sentido de que solo se realice una inspección cuando la velocidad del viento esté por debajo de un umbral inferior.

A través de la planificación de utilización dependiente de los datos ambientales es posible inspeccionar los aerogeneradores, en particular las palas del rotor, en ventanas temporales más amplias. En particular puede recortarse la duración de la inspección, ya que la planificación operativa también depende particularmente de la situación de iluminación y de esta forma se puede garantizar que la calidad de grabación sea suficientemente buena. Esto lleva a minimizar el tiempo de parada del generador.

Los datos ambientales pueden ponerse a disposición por ejemplo manualmente o por una interfaz de datos, en particular desde un sistema SCADA, en particular por cable o inalámbricamente.

Con la ayuda de los datos ambientales se puede determinar en particular la dirección del viento. En consecuencia es posible ajustar la planificación de la trayectoria de vuelo de tal forma que el aparato de inspección trabaje a barlovento del generador activo. A través del funcionamiento a barlovento del generador activo pueden evitarse o reducirse las turbulencias junto al aparato de inspección. La operación del aparato de inspección a barlovento del generador activo puede significar que opere por el lado de presión.

A través del conocimiento de la dirección del viento y por lo tanto del posicionamiento del aparato de inspección con respecto al rotor también se puede ajustar una dirección de visión de un sensor. En particular es posible propulsar el aparato de inspección contra la dirección del viento, de tal forma que su posición con respecto al aerogenerador sea fija. A continuación una posición de sensor, en particular una posición de cámara, puede orientarse oblicuamente hacia atrás y/o hacia abajo o hacia arriba. También es posible una grabación con más de un sensor, por ejemplo con dos sensores, por ejemplo con dos cámaras. Los sensores también pueden estar distribuidos en dos aparatos de inspección.

Conforme a un ejemplo de realización no sólo se modifican en función de los datos ambientales las informaciones de control, sino también los parámetros del generador. Por lo tanto es posible por ejemplo ajustar el ángulo de azimut y/o el ángulo de paso del aerogenerador en función de los datos ambientales, en particular de la dirección del viento, la fuerza del viento, la intensidad de la turbulencia y/o la posición del sol. Este ajuste puede llevarse a cabo preferentemente dentro de un intervalo definido y/o permitido.

A través de la orientación del aerogenerador en función de los datos ambientales puede llevarse a cabo una correspondiente orientación hacia una fuente de iluminación, por ejemplo el sol. Con ello es posible ajustar los parámetros del generador en función de los datos ambientales. Además pueden determinarse las informaciones de control en función de los parámetros del generador ajustados y de los datos ambientales. De esta forma puede ajustarse por ejemplo una trayectoria del aparato de inspección de tal manera que se mueva con respecto al aerogenerador de tal forma que la iluminación de la pala del rotor, en particular de un canto de la pala y/o de una superficie de la pala, esté optimizada. Además de ello, si se conoce la intensidad de la iluminación se puede ajustar por ejemplo una duración de exposición de por ejemplo una cámara. Además, si por ejemplo se conoce una distancia a un aerogenerador se puede ajustar también un zoom o un ángulo de grabación de la cámara o un enfoque automático en las informaciones de control.

También se propone que los datos ambientales no sean captados solamente en un aerogenerador, sino que también sean captados en disposiciones de medición dispuestas lejos del aerogenerador, por ejemplo en torres de medida de viento o en LIDAR con base en boyas o góndolas cercanas al aerogenerador a inspeccionar. Una transmisión de esos datos ambientales puede llevarse a cabo por ejemplo a través de redes WLAN, frecuencia ultra-alta (UHF), frecuencia muy alta (VHF), telefonía móvil, comunicaciones radioeléctricas o similares. Una retransmisión de los datos entre diferentes aerogeneradores puede llevarse a cabo también de forma que los datos meteorológicos se transmitan de aerogenerador en aerogenerador hasta llegar al aerogenerador de destino para poder ser evaluados allí. Dichas informaciones también pueden transmitirse entre los aerogeneradores y un centro de mando a través de cables de fibra de vidrio.

En particular pueden utilizarse datos ambientales de aerogeneradores dispuestos a barlovento del aerogenerador que hay que inspeccionar. En particular pueden utilizarse informaciones de ráfagas para cambiar informaciones de control actuales, para por ejemplo poder reaccionar a ráfagas que se acerquen.

Conforme a un ejemplo de realización se propone que el procesador esté configurado para proporcionar parámetros de generador para el aerogenerador a través de la interfaz del generador. En particular los parámetros de generador pueden ser dependientes de los datos ambientales y/o de los parámetros de funcionamiento.

En este caso tiene sentido en particular un posicionamiento del aerogenerador, en particular del ángulo de azimut y/o del ángulo de paso con respecto a una dirección de viento y a una posición del sol. Se puede ajustar una trayectoria de vuelo basada en los parámetros del generador ajustados de tal forma que ésta discurra con parámetros definidos y ajustados a lo largo del aerogenerador. En este caso el sol puede estar situado por ejemplo por el lado apartado de la dirección de grabación del sensor. Entonces puede generarse una situación de iluminación optimizada para la inspección con la fuente de luz situada dentro de una semiesfera que se abomba detrás del plano del sensor. Igualmente el posicionamiento del aparato de inspección puede controlarse de tal forma que se evite la proyección de una sombra sobre el aerogenerador o respectivamente sobre las palas del rotor.

El ángulo de visión de la cámara puede ser tal que señale en una dirección apartada de la posición del sol. A través del ajuste del ángulo de azimut del aerogenerador éste puede ser rotado a una posición tal que el aparato de inspección esté básicamente dispuesto entre la fuente de luz y al menos una pala del rotor. Preferentemente el aparato de inspección está dispuesto entre la fuente de luz y el aerogenerador. Hablando estrictamente, un posicionamiento exactamente entre la fuente de luz y la pala del rotor no es deseado debido a la proyección de sombras. Más bien, la fuente de luz se debería encontrar dentro de una semiesfera con diámetro infinito, cuyo eje de simetría sea la conexión directa entre el sensor de grabación y la superficie de pala a grabar. Así es posible ajustar en primer lugar el ángulo de azimut y, dado el caso, también el ángulo de paso en función de los datos ambientales, por ejemplo de la posición del sol y/o de la dirección del viento, de tal forma que el aparato de inspección, cuando está posicionado como se describe anteriormente, también esté situado por el lado de barlovento de las distintas palas del rotor. Esto conduce a unas condiciones de grabación óptimas al mismo tiempo que hay menor turbulencia.

Conforme a un ejemplo de realización el aparato de inspección es un dron volador, en particular un monocóptero o un multicóptero. El aparato de inspección también puede ser un aparato volador VToL (del inglés “Vertical Take off and Landing”) de despegue vertical, con capacidad de suspensión y con superficies sustentadoras para la generación de sustentación. Por último, es posible que el aparato de inspección sea un seguidor fijo en el aerogenerador o un seguidor fijado en un brazo orientable. En este caso puede estar previsto, por ejemplo, un brazo dispuesto de forma orientable en la góndola o en la torre, en cuyo extremo está dispuesto un seguidor cardánico. En este cardán puede estar dispuesto un sensor, en particular una cámara. Gracias a la orientabilidad en torno a por lo menos dos ejes el seguidor es adecuado para aprovechar las situaciones de iluminación más óptimas que sea posible sobre el aerogenerador en los momentos de su respectiva aparición.

A través del análisis de la dirección del viento así como de las velocidades de incidencia del viento es posible posicionar el aparato volador de tal manera en el viento que el viento incidente sobre las superficies sustentadoras posibilite un vuelo en suspensión estacionario. Esto reduce el consumo de energía, ya que el viento incidente facilita al menos parcialmente la sustentación.

También se ha observado que un aparato volador VToL puede estar equipado de manera diferente en función de la velocidad del viento o de otras condiciones meteorológicas. Por consiguiente también se propone que, correspondientemente a la tarea de inspección y a las condiciones ambientales, puedan ser utilizadas superficies de sustentación con diferentes dimensiones y/o diferentes perfiles. También se ha observado que el aprovechamiento de la sustentación mediante el viento solamente tiene sentido en el caso de velocidades de viento que sobrepasen un umbral inferior de velocidad. Si los datos ambientales indican que no existe un viento suficientemente fuerte o que no están previstos tramos de tránsito suficientemente largos con el correspondiente flujo incidente relativo sobre las superficies de sustentación, el aparato de vuelo puede ser utilizado también sin superficies de sustentación. También es posible, que en la planificación operativa se escoja entre un mono/multicóptero y un aparato volador VToL en función de las condiciones ambientales. En ese caso, la elección puede llevarse a cabo automáticamente con el apoyo de un algoritmo.

También en caso de traslado del aparato volador desde un primer aerogenerador hasta un segundo aerogenerador tiene sentido el aprovechamiento de las superficies de sustentación. La planificación de la trayectoria de vuelo puede ser en particular tal que el viento que fluye entre los aerogeneradores durante el traslado apoye las características de vuelo y, en particular, conceda una sustentación suficiente. Así puede posibilitarse un alivio de los depósitos de energía de propulsión y de los rotores. Además se pueden posibilitar tiempos de vuelo más largos.

Conforme a un ejemplo adicional de realización se propone que los parámetros del generador incluyan geoinformaciones del aerogenerador y/o que los parámetros de funcionamiento incluyan geoinformaciones del aparato de inspección y que el procesador genere las informaciones de control en función de al menos las geoinformaciones.

Mediante la utilización de geoinformaciones tanto del aerogenerador como del aparato de inspección, que pueden ser puestas a disposición del procesador como parámetros del generador y/o como parámetros de funcionamiento, el procesador puede adaptar la información de control respectivamente a la posición actual del aparato de inspección. Al contrario que en el caso de la utilización únicamente de sensores de distancia, no es necesario que tenga lugar una obtención y una corrección permanentes de la distancia del aparato de inspección al aerogenerador. Simultáneamente hay que indicar que una combinación de sensores de distancia y geoinformaciones puede ser razonable. Si se conocen las geoinformaciones, es posible por ejemplo determinar la posición y la orientación en el espacio de áreas particulares de la superficie de la pala del rotor o también de cada punto de la superficie del rotor a partir de la georreferenciación de la posición del generador así como de la geometría de la pala del rotor, por ejemplo procedente de datos CAD 3D. Si además de ello el ángulo de azimut, el ángulo de paso y/o el ángulo del rotor también son conocidos, entonces puede determinarse con una precisión suficientemente alta un punto sobre la superficie de la pala del rotor o respectivamente su posición en el espacio. Cuando además la posición del aparato de inspección en el espacio es conocida, puede calcularse a partir de ahí una distancia entre el punto/área a estudiar sobre la superficie de la pala del rotor y el aparato de inspección. Esta información de distancia puede utilizarse para el cálculo de la trayectoria de vuelo así como para la orientación y la parametrización de la grabación.

Además de la utilización de geoinformaciones naturalmente es también posible que alternativamente o de manera acumulativa estén dispuestos sensores de distancia en el aparato de inspección. Con ayuda de los sensores de distancia se puede ajustar la distancia del aparato de inspección al aerogenerador o respectivamente a una pala del rotor. A través de una combinación de sensores de distancia y geoinformaciones es posible una prevención redundante de colisiones. Además de ello puede llevarse a cabo un geoperimetraje dinámico, en el que, por ejemplo, la distancia del aparato de inspección a una pala del rotor no pueda descender nunca por debajo de un mínimo.

Este geoperimetraje dinámico puede depender, en particular, de los datos del generador, en particular del ángulo de azimut y/o del ángulo de paso. Si se modifican los datos del generador, puede ser asimismo necesario cambiar la posición del aparato volador con respecto al aerogenerador. Con ello es posible obtener informaciones de control en lo referente a la posición del aparato de inspección a través de la utilización de los datos del generador, en particular del ángulo de paso y del ángulo de azimut, y transmitírselas al aparato de inspección.

Para determinar la posición en el espacio puede utilizarse una señal GPS, o, para una determinación más precisa, por ejemplo en el marco de una medición cinemática en tiempo real (RTK, del inglés “Real Time Kinematic”), puede utilizarse también una señal GPS diferencial. Además también pueden utilizarse señales del sistema de navegación por satélite ruso GLONASS, señales del sistema de navegación por satélite chino BeiDou, o señales del sistema de navegación por satélite europeo (Galileo) para la obtención de geoinformaciones.

A través del conocimiento de la posición del aparato de inspección y de la posición de una pala del rotor, particularmente en todo momento, es posible sincronizar un momento de disparo de un sensor con el paso de una pala del rotor por el campo de visión del sensor. Cuando se conocen la velocidad de rotación del buje y/o el ángulo del buje, entonces se puede determinar en todo momento la posición de una pala del rotor. Cuando además de ello se conoce la posición del aparato de inspección, así como la orientación del sensor, en particular su campo de visión, puede determinarse una ventana de grabación del sensor. La pala del rotor a inspeccionar tiene que encontrarse en esta ventana de grabación en el momento de disparo. Puede calcularse el momento en que éste es el caso de tal forma que el disparo pueda estar sincronizado con el paso de la pala del rotor por la ventana de grabación.

Además de ello, a través del uso de informaciones adicionales, como por ejemplo los datos ambientales, puede calcularse particularmente la situación de iluminación. A partir de esto puede determinarse la distancia necesaria del aparato de inspección a la pala del rotor a inspeccionar y la distancia puede incorporarse a la planificación de la trayectoria de vuelo. Se pueden determinar criterios de calidad definidos de antemano, como por ejemplo una resolución máxima definida de antemano. Para conseguir estos criterios de calidad pueden ajustarse o puede actuarse sobre por ejemplo un factor de zoom y/o un tiempo de iluminación. El cálculo de la posición del aparato de inspección en función de estos criterios de calidad puede llevarse a cabo tanto en la disposición de control de aparato de inspección así como en línea dentro del propio aparato de inspección.

También es posible que un sensor óptico en el aparato de inspección detecte una referencia sobre una pala del rotor de manera alternativa o acumulativa a los sensores de distancia y/o a las geoinformaciones. En particular puede determinarse una referencia para por ejemplo el momento de disparo del sensor a través de una proyección láser sobre la pala del rotor y de un correspondiente elemento reflectante.

Junto a la determinación de la posición por medio de los métodos mencionados anteriormente también es posible una determinación de la posición basada por ejemplo en informaciones de una red inalámbrica, por ejemplo de una red WLAN o de una red del sistema global de comunicaciones móviles (GSM, del inglés “Global System for Mobile communications”). En este caso también se puede deducir una información de posicionamiento, aunque sea más imprecisa.

Conforme a un ejemplo de realización se propone que el procesador esté configurado para recibir datos en tiempo real a través de la interfaz del generador o de la interfaz del aparato. A través de ello es posible ajustar informaciones de control, en particular para el sensor, en función de datos del generador así como de datos de funcionamiento actuales. Por ejemplo es posible realizar una sincronización del momento de grabación del sensor con el paso de la pala del rotor a través de la ventana de grabación del sensor sobre la base de datos del generador transmitidos en tiempo real al aparato de inspección.

También es posible transmitir por comunicaciones inalámbricas, por ejemplo redes WLAN, informaciones de funcionamiento e informaciones del sensor en tiempo real desde el aparato de inspección a un aerogenerador. En particular, los datos pueden ser transmitidos en tiempo real. Con ayuda de los datos recibidos puede llevarse a cabo un análisis prácticamente en tiempo real. Los datos también pueden ser reenviados a una central. También es posible realizar la comunicación inalámbricamente o por cable, en particular a través del uso de un cable de fibra óptica.

Como ya se ha explicado anteriormente, es posible calcular con ayuda de la disposición de control de aparato de inspección en cuestión tanto rutas de vuelo como tiempos de vuelo, que también pueden ser entendidos como planificación operativa. El cálculo puede realizarse automáticamente, en particular basado en datos del generador, datos de funcionamiento y/o datos ambientales.

A partir de un cálculo de trayectorias de vuelo es posible ajustar de antemano también los datos del generador, en particular en función de la trayectoria de vuelo y del tiempo de vuelo, por ejemplo es posible ajustar el ángulo de azimut, el ángulo del rotor y/o el ángulo de paso de un aerogenerador. Además de ello, este ajuste también es dependiente por ejemplo de datos ambientales, en particular una posición del sol, una dirección del viento o una intensidad del viento. A partir de la ruta de vuelo calculada anteriormente tomando en consideración datos ambientales, datos del generador y/o datos de funcionamiento actuales y/o futuros es posible reducir la ruta de vuelo y/o mantener lo más pequeño posible el tiempo de vuelo por aerogenerador.

Durante la planificación de la trayectoria de vuelo puede tomarse en consideración la situación de iluminación. Para ello es posible estimar de antemano un ángulo de incidencia de la luz desde la fuente de iluminación, por ejemplo de la luz solar, sobre la superficie de la pala del rotor. En función de esto pueden ajustarse un periodo de vuelo (por ejemplo el momento del día) así como el ángulo de azimut y/o el ángulo de paso. Además de ello la trayectoria de vuelo es ajustable, de tal forma que en particular el aparato de inspección se coloque de tal forma con respecto a la fuente de luz y al aerogenerador durante una grabación que se genere una situación de iluminación óptima. En particular en el caso de ángulos de incidencia de la luz planos, desde atrás o desde el lado, particularmente en el caso de luz rasante, es posible capturar fotográficamente y dado el caso también fotométricamente incluso pequeñas inhomogeneidades en la superficie, por ejemplo microfisuras.

También pueden determinarse de antemano la orientación del aparato de inspección o la dirección de visión de un sensor en dirección a una pala del rotor. De esta forma puede incorporarse a la planificación de la trayectoria de vuelo un ángulo de grabación de imágenes con respecto al eje longitudinal de la pala o respectivamente con respecto a la cuerda del perfil de la pala, de tal forma que se mantenga un intervalo definido para el ángulo de grabación de imágenes. Además de ello también puede determinarse una orientación del generador con ayuda de los parámetros del generador y puede proporcionarse como dato del generador.

Durante la planificación de la ruta de vuelo es posible hallar automáticamente en qué zona del espacio con respecto a una pala del rotor se puede posicionar el aparato de inspección. En particular se pueden determinar la altura del aparato de inspección, la posición del aparato de inspección y/o la distancia horizontal paralela y/o perpendicularmente al eje de rotación para la grabación respectivamente óptima de zonas particulares de una pala del rotor.

También es posible calcular un posicionamiento por el lado de sotavento de la pala del rotor, para cuyo posicionamiento no se vean afectadas de manera inadmisible la estabilidad de vuelo o la calidad de la imagen. Esto es posible por ejemplo si se calculan turbulencias, que en particular pueden depender de la dirección del viento con respecto al ángulo de azimut del aerogenerador. En este caso pueden ser relevantes los sombreados generados por la torre o los cimientos. A través del ajuste del ángulo de paso de las palas del rotor se puede llevar a cabo también una grabación desde el lado de sotavento de las distintas palas del rotor, en función de la velocidad del viento, la intensidad de las ráfagas y la intensidad de las turbulencias. En particular, pueden ajustarse la velocidad de rotación del rotor y/o el ángulo de paso de tal forma que aparezcan las menores turbulencias posibles y que con ello se maximice en el espacio y en el tiempo una ventana de utilización para el aparato de inspección.

Durante la planificación de la ruta de vuelo también es posible tener en cuenta informaciones ambientales, en particular turbulencias provocadas por los aerogeneradores alejados del aerogenerador a inspeccionar actualmente. Para reducir las turbulencias es posible hacer funcionar a potencia reducida aerogeneradores particulares partiendo del lugar de utilización del aparato de inspección en dirección al lado de barlovento. De esta forma se pueden esperar menores turbulencias por el lado de sotavento de estos aerogeneradores que funcionan a potencia reducida. Este control de la reducción de potencia puede realizarse entonces automáticamente sobre la base de valores empíricos medidos o modelados. De esta forma es posible por ejemplo cambiar los ajustes de aerogeneradores situados por el lado de barlovento, sobre la base de datos en tiempo real del aparato de inspección, como por ejemplo grandes sacudidas o cambios de posición provocados por turbulencias, o sobre la base de mediciones mediante aparatos de medición de turbulencia, lidar, etc.

En la planificación de la ruta de vuelo también puede tenerse en cuenta una cobertura de red a través de una red inalámbrica. Las coberturas espaciales y/o temporales de las rutas de transmisión de señal, ya sea por WLAN, red de telefonía móvil, UHF, VHF o similares en la zona del aerogenerador pueden tenerse en cuenta para la planificación de la ruta de vuelo. Para ello pueden tenerse en cuenta los alcances y los efectos de sombreado de estructuras fijas y móviles.

También se puede tener en cuenta para la planificación del tiempo de vuelo un estado futuro de un aerogenerador debido a restricciones meteorológicas, de mantenimiento o de funcionamiento. En particular puede llevarse a cabo una inspección de manera especialmente sencilla durante un mantenimiento que se fuera a efectuar de todos modos, lo que puede ser relevante para el cálculo del plan de tiempo de vuelo.

Un ejemplo adicional no reivindicado es un aparato de inspección. Este aparato de inspección será provisto por la disposición de control de aparato de inspección automáticamente con informaciones de control, que en particular podrán incluir tiempos de vuelo y planes de la trayectoria de vuelo.

Conforme a un ejemplo de realización, en el aparato de inspección puede estar previsto al menos un sensor, preferentemente un sensor de imagen. La orientación del sensor puede realizarse en función de las informaciones de control, de tal forma que el sensor se pueda orientar, en particular, en dirección al aerogenerador.

Un sensor puede ser en particular un fotosensor, pero también es posible utilizar otros sensores, por ejemplo sensores infrarrojos, sensores láser, sensores de lidar o radar, sensores terahércicos, sensores de rayos X, sensores de ultrasonidos (para los que puede ser necesario un contacto entre el sensor y la pala del rotor) así como otros sensores pasivos y/o activos para inspeccionar sin contacto, en particular para captar sin contacto la radiación reflejada (por ejemplo, también para la técnica de shearografía (del inglés “laser speckle shearing interferometrie”, interferometría láser de cizalla de manchas).

Los datos del sensor pueden ser procesados y codificados en el aparato de inspección prácticamente en tiempo real.

También es posible que los datos captados por los sensores sean analizados fotográficamente, fotométricamente o fotogramétricamente. A través del uso de informaciones de referencia o de puntos de referencia o de elementos reflectantes en la pala del rotor puede llevarse a cabo un análisis fotogramétrico de la geometría de la pala.

La utilización de fuentes artificiales de iluminación es posible, en particular en caso de uso en condiciones de oscuridad o de baja radiación solar. La orientación de la fuente de luz en combinación con el ángulo de paso y el respectivo ángulo de buje en el momento de grabación puede ser calculada de tal manera que se consigan condiciones de iluminación óptimas. También es posible que una fuente de iluminación adicional pueda emitir una radiación con longitudes de onda más allá del espectro visible. La fuente de iluminación adicional puede tener su base en el suelo o ser igualmente voladora. También es posible que la fuente de iluminación adicional esté dispuesta en el propio aparato de inspección, o que sea empleada como una plataforma independiente, en particular como un dron volador. También es posible que la trayectoria de vuelo y/o el tiempo de vuelo entre la disposición de iluminación adicional y el aparato de inspección estén sincronizados.

Como ya se ha explicado anteriormente, en las informaciones de control pueden estar presentes también informaciones de control para el sensor. En particular un momento de disparo, un tiempo de iluminación, un diafragma, una orientación del sensor o una distancia focal de un sensor de imagen pueden depender de las informaciones de control.

El posicionamiento del aparato de inspección con respecto al aerogenerador también tiene lugar gracias a las informaciones de control. Además de ello puede producirse un posicionamiento del aparato de inspección por sí mismo con ayuda de marcas ópticas en el aerogenerador. También es posible una combinación de estos dos posicionamientos.

En particular, la distancia del aparato de inspección o respectivamente de su sensor a una pala del rotor a inspeccionar puede ser relevante para el ajuste del sensor. Una información de distancia puede ser relevante en particular para un ajuste de enfoque de un sensor. Con la ayuda de la información sobre una distancia relativa entre el aparato de inspección y el aerogenerador es posible por ejemplo facilitar el enfoque automático de una cámara. Para ello es posible limitar al mínimo posible el ámbito de búsqueda de un enfoque automático de una cámara, mediante el recurso de que la información de distancia sea compartida de antemano con el sistema de enfoque automático y de que éste solamente tenga que determinar el enfoque ya en un campo de búsqueda muy estrecho.

Un aspecto adicional es un proceso para manejar un aparato de inspección según la reivindicación 10.

Al planificar la ruta de vuelo puede considerarse la inspección de varios aerogeneradores uno detrás de otro. A través de la optimización de la ruta de vuelo, particularmente en función de los datos ambientales, es posible trasladar el aparato de inspección desde un primer aerogenerador inspeccionado a un segundo aerogenerador inspeccionado. En este caso se realiza la planificación de la ruta de vuelo de tal forma que se reduzca al mínimo posible un cambio de la altura del aparato de inspección, ya que esto conduce a un menor consumo de energía y con él a una duración de vuelo más larga.

También es posible proveer al aparato de inspección con cuerpos flotantes. En particular, los espacios huecos presentes de todas formas dentro del aparato de inspección pueden ser impermeables, de tal manera que estos huecos formen cuerpos flotantes. Gracias a los cuerpos flotantes puede evitarse que en caso de avería durante la inspección de aerogeneradores marinos el aparato de inspección se hunda. En particular, las superficies de sustentación del aparato de vuelo también pueden ser cuerpos flotantes, siempre que estén presentes. Otras estructuras también pueden estar conformadas como cámaras impermeables, de tal forma que sirvan como flotadores.

Un aparato de inspección dispone de medios para comunicarse inalámbricamente, en particular para recibir informaciones de control y para enviar datos de funcionamiento y datos del sensor. Los datos de funcionamiento pueden incluir datos del sensor. También es posible que un aparato de inspección sirva como portador y/o como estación de retransmisión para la transmisión de datos de otro aparato de inspección. También puede realizarse una transmisión inmediata de los datos entre el aparato de inspección y una estructura fija o móvil de comunicación. Una estructura móvil de comunicación puede ser por ejemplo un vehículo, un barco o un aparato volador tripulado o no tripulado.

En la planificación de la ruta de vuelo puede tenerse en cuenta qué estaciones de retransmisión y qué conexiones inalámbricas de comunicación están disponibles, de tal forma que se planee una ruta de vuelo en la medida de lo posible a lo largo de corredores de vuelo que posibiliten una conexión de comunicación.

Para posibilitar en la medida de lo posible sólo tiempos de inactividad pequeños se propone que los aparatos de inspección se puedan cargar en la medida de lo posible en muchas estructuras de posición fija. En la planificación de la ruta de vuelo es posible tener en cuenta el posicionamiento de estaciones de carga y así aparcar los aparatos de inspección entre medias de un turno de inspección en una estación de carga. Dichas estaciones de carga pueden estar establecidas tanto en tierra firme como en el mar en estructuras fijas o móviles.

A través de la toma en consideración de datos ambientales actuales y/o pronosticados en tiempo real es posible adaptar las informaciones de control a datos ambientales cambiantes. En particular, en el caso de que las condiciones ambientales cambien muy rápido puede ser necesario hacer que el aparato de inspección aterrice. Para esto se propone que se pongan a disposición estructuras de aterrizaje en tierra o en el mar. También, la planificación de la ruta de vuelo puede ser tal que no se sobrepase un valor máximo de distancia a una estructura de aterrizaje.

También pueden ser ajustados intervalos para la distancia focal, el tiempo de exposición, etc., en función de las condiciones del entorno (en particular de la intensidad lumínica y de los “tambaleos” del aparato de inspección, esto es, cambios diferenciales de posición y orientación en todas las tres direcciones espaciales/en torno a todos los ejes).

Con ayuda de intervalos fijados de parámetros puede realizarse un chequeo de calidad o de plausibilidad inmediatamente después de la grabación en función de los datos de grabación reales, y en el caso de condiciones inaceptables (como por ejemplo aceleraciones demasiado altas para el tiempo de exposición ajustado) se puede descartar una grabación.

Para el ajuste del tiempo de exposición puede utilizarse, por ejemplo, la máxima velocidad esperada y/o la máxima velocidad angular esperada de un punto a grabar con respecto al punto central del sensor de grabación. Ésta puede resultar, por ejemplo, de la velocidad de rotación de una pala del rotor y de las aceleraciones superpuestas medias o máximas registradas del aparato de inspección que hayan sido causadas por turbulencias.

El aparato de inspección puede estar equipado con uno o más sensores. Los sensores también se pueden intercambiar, de tal forma que se lleve a cabo una inspección en primer lugar con un primer sensor y a continuación con un segundo sensor.

Estos y otros aspectos son explicados a continuación más detalladamente con ayuda de un dibujo que muestra ejemplos de realización. En el dibujo muestran:

la figura 1 esquemáticamente un sistema con una disposición de control de aparato de inspección y con un aparato de inspección;

la figura 2 una vista esquemática de un aerogenerador con un aparato de inspección;

la figura 3 una vista esquemática de una ruta de vuelo de un aparato de inspección a lo largo de un aerogenerador;

la figura 4 una vista esquemática de un posicionamiento de un aparato de inspección junto a una pala del rotor;

la figura 5 una vista esquemática de una planificación de ruta de vuelo en un parque eólico.

La figura 1 muestra una disposición de control de aparato de inspección 2 con una interfaz de generador 2a así como con una interfaz de aparato 2b y un procesador 2c. Se entiende que la representación en la figura 1 está muy simplificada y que la disposición de control de aparato de inspección puede incluir elementos adicionales, como por ejemplo una memoria y otros componentes necesarios para el cálculo de rutas de vuelo y tiempos de vuelo. La disposición de control de aparato de inspección 2 puede ser manejada con ayuda de un producto de software, el cual realiza los procedimientos en cuestión al menos parcialmente. La disposición de control de aparato de inspección puede estar realizada también completa o parcialmente a bordo del aparato de inspección.

La figura 1 muestra además de ello un aerogenerador 4 así como un aparato de inspección 6.

En lugar del aerogenerador 4 puede utilizarse también un sistema SCADA de un aerogenerador 4 o de un parque eólico.

El aparato de inspección 6 puede estar constituido en particular como un dron volador, por ejemplo como un multicóptero o como un dispositivo VToL de despegue vertical con superficies de sustentación fijas o móviles.

La figura 1 muestra que la interfaz de generador 2a está configurada para la comunicación inalámbrica con el aerogenerador 4. Naturalmente también es posible que la comunicación se lleve a cabo por cable o también que pueda tratarse de una combinación de una comunicación inalámbrica y una comunicación por cable.

Además, la figura 1 muestra que la interfaz de aparato 2b establece una comunicación inalámbrica con el aparato de inspección 6. Esta comunicación también puede ser al menos parcialmente por cable. La comunicación entre la interfaz de aparato 2b y el aparato de inspección 6 puede llevarse a cabo también a través de estaciones de retransmisión.

A través de la interfaz de generador 2a se intercambian en particular bidireccionalmente datos del generador entre la disposición de control de aparato de inspección 2 y el aerogenerador 4. Así es posible transmitir tanto datos en tiempo real como datos pronosticados relativos al aerogenerador 4 a la disposición de control de aparato de inspección 2. También es posible transmitir parámetros del generador desde la disposición de control de aparato de inspección 2 a través de la interfaz de generador 2a al aerogenerador 4 para actuar sobre el funcionamiento del aerogenerador 4. Esto posibilita actuar sobre el aerogenerador en cuanto a su funcionamiento, en particular sobre parámetros del generador como el ángulo de paso, el ángulo de azimut y/o similares.

A través de la interfaz de aparato 2b se transmiten informaciones de control desde la disposición de control de aparato de inspección 2 al aparato de inspección 6. Las informaciones de control pueden ser, en particular, rutas de vuelo, tiempos de vuelo, informaciones de control de sensor, informaciones de distancia, geoinformaciones (por ejemplo también informaciones de la posición de otras estructuras fijas o móviles, que condicionan distancias mínimas o que pueden servir como puntos de aterrizaje) o similares. Desde el aparato de inspección 6 pueden suministrarse datos de funcionamiento a través de la interfaz de aparato 2b a la disposición de control de aparato de inspección 2. Estos datos de funcionamiento son particularmente datos en tiempo real, esto es, pueden transmitirse en tiempo real parámetros de funcionamiento del aparato de inspección 6 a la disposición de control de aparato de inspección 2.

Con la ayuda del procesador 2c se procesan los datos y se generan correspondientes parámetros del generador y/o informaciones de control, que se transmiten al aerogenerador 4 o respectivamente al aparato de inspección 6.

Junto a los parámetros del generador, las informaciones de control y los parámetros de funcionamiento también pueden ser suministrados datos ambientales a la disposición de control de aparato de inspección 2 a través de una interfaz que no se muestra.

La disposición de control de aparato de inspección 2 forma así una interfaz en tiempo real entre el aerogenerador 4 y el aparato de inspección 6. Así es posible elaborar tanto una planificación para la operación del aparato de inspección 6 en función de pronósticos, en particular acerca de datos meteorológicos, como controlar también en tiempo real tanto el aerogenerador 4 como también el aparato de inspección 6 en función el uno del otro y/o también en función de datos ambientales, informaciones de mantenimiento y de planificación operativa para distintos emplazamientos de turbina eólica del parque eólico, datos del mercado eléctrico o similares.

Primeramente se planifica con ayuda del procesador 2c una ruta de vuelo del aparato de inspección 6. Para ello se tienen en cuenta preferentemente tanto la posición del sol como también la dirección del viento.

A partir de un ajuste adecuado del ángulo de azimut es posible posicionar el aparato de inspección 6 entre el sol y el aerogenerador a barlovento del aerogenerador 4. La respectiva posición de una pala del rotor puede ser transmitida en tiempo real al aparato de inspección 6, de tal forma que el aparato de inspección puede ser guiado por una trayectoria de vuelo adecuada, o respectivamente en el caso de que el rotor esté girando puede dispararse una cámara u otro sensor en el aparato de inspección 6 en el momento exacto en el que la correspondiente pala del rotor se mueve por el campo de visión del sensor.

Un posible posicionamiento del aparato de inspección 2 con respecto al aerogenerador 4 está representado en la figura 2. La figura 2 muestra el aerogenerador 4, su ángulo de azimut 8 así como su ángulo de paso 10 de las palas de rotor 12, los cuales se derivan del estado de funcionamiento actual, o sobre los cuales puede actuarse activamente para una calidad de grabación óptima.

La disposición de control de aparato de inspección 2 recibe datos ambientales, por ejemplo informaciones sobre una dirección de viento 14 así como sobre un ángulo de incidencia 18 del sol. El ángulo de azimut 8 se ajusta en función de la dirección de viento 14 así como del ángulo de incidencia 18. A continuación se posiciona el aparato de inspección 6 por el lado de barlovento de las palas de rotor 12.

El ángulo de paso 10 de las palas de rotor 12 puede variar por ejemplo a posición de bandera, de tal forma que el aerogenerador pasa a movimiento lento sin conexión a red. Esto produce las menores turbulencias posibles en la zona de las palas de rotor 2. Con la ayuda del aparato de inspección 6 se puede entonces inspeccionar respectivamente una pala de rotor 12.

La figura 3 muestra un modelo de ruta de vuelo a lo largo de un aerogenerador 4. En este caso el segmento circular de rotor 20 puede ser dividido en dos segmentos circulares 20a, b. Las palas de rotor 12 giran alrededor del buje 22 y recorren así ambos segmentos circulares 20a, b. El ángulo de azimut 8 está ajustado de tal forma que el viento está preferentemente orientado hacia adentro del plano del dibujo. A través de una ruta de vuelo 24 es posible inspeccionar con el menor movimiento posible del aparato de inspección 6 tanto todas las palas de rotor 12 como también el canto delantero de pala y el canto trasero de pala respectivamente por el lado de presión y/o el lado de succión para las palas de rotor respectivas.

Mediante un ajuste adecuado del ángulo de paso 10 así como mediante una orientación adecuada de la unidad del sensor es posible que en el segmento circular 20a se pueda inspeccionar por ejemplo un lado de succión de la pala y después en el segmento circular 20b el lado de presión de la pala.

Primeramente el aparato de inspección 6 se mueve por la ruta de vuelo 24 hacia el segmento circular 20a. Las palas del rotor rotan y recorren todas el segmento circular 20a. A través de un control adecuado teniendo en cuenta la velocidad angular del aerogenerador o respectivamente del buje 22 y por lo tanto la posición respectiva de una pala de rotor 12, el aparato de inspección 6 puede llevar a cabo respectivamente en determinados momentos una grabación u otra inspección con sensores de respectivamente una de las palas de rotor 12, en particular de un lado de presión de la pala. A través del conocimiento de las posiciones de las palas del rotor así como de la posición y orientación del aparato de inspección o respectivamente de la unidad del sensor es posible asociar los respectivos valores captados respectivamente a una pala de rotor y a una posición sobre su eje longitudinal. Después de que las tres palas de rotor 12 hayan sido inspeccionadas en el segmento circular 20a, el aparato de inspección 6 se mueve a lo largo de la ruta de vuelo 24 hacia el segmento circular 20b. En este caso preferentemente no se produce ningún cambio de altura, lo que contribuye a un alargamiento del tiempo de vuelo.

A continuación se inspecciona cada pala de rotor 12 particular en el segmento circular 20b al igual que se hizo en el segmento circular 20a, en que a través de un ajuste adecuado del ángulo de paso 10 se puede inspeccionar entonces por ejemplo un lado de presión de la pala.

A través de geoinformaciones adecuadas así como de datos de la geometría de las palas de rotor 12 es posible tener en cuenta en la planificación de la ruta de vuelo una distancia 26 entre el aparato de inspección 6 y una pala de rotor 12.

La figura 4 muestra que el aparato de inspección 6 está a una distancia 26 de la pala de rotor 12. Esta distancia 26 está preferentemente calculada de antemano. En operación se conocen los geodatos del aparato de inspección 6. Cuando además de ello se conocen los geodatos del aerogenerador 4 y por lo tanto los de la pala de rotor 12, puede determinarse una distancia relativa 26 entre el aparato de inspección 6 y la pala de rotor 12. La ruta de vuelo 24 se ajusta entonces de tal forma que se mantenga esta distancia 26.

En el aparato de inspección 6 pueden estar dispuestos un sensor 6a, por ejemplo una cámara, y un sensor de distancia 6b.

Es posible que estén dispuestas marcas 12a, por ejemplo elementos reflectantes, sobre la pala de rotor 12. Con la ayuda del sensor de distancia 6b pueden leerse estas marcas 12a y con ello puede determinarse alternativa o acumulativamente la distancia 26 del aparato de inspección 6 a la pala de rotor 12.

Asimismo se reconoce que el sensor 6a, por ejemplo una cámara, tiene una línea de visión 28 y un ángulo de visión 30. Ambos pueden ser ajustados independientemente de la orientación del aparato de inspección y dado el caso pueden ser cambiados continuamente a lo largo de la trayectoria de vuelo. Esto facilita una orientación ideal del sensor con vistas a una trayectoria de vuelo con un consumo energético minimizado para condiciones de contorno preestablecidas para la calidad de las grabaciones.

La ruta de vuelo 24 está planificada de tal forma que tanto la dirección de viento 14 como el ángulo de incidencia 18 sean tales que el aparato de inspección 6 se encuentre por el lado de barlovento de la pala de rotor 12 y que la fuente de luz se encuentre en el lado, apartado del objetivo de grabación, del plano del sensor de grabación.

La figura 5 muestra una posible planificación de la ruta de vuelo con una ruta de vuelo 24 a lo largo de una pluralidad de aerogeneradores 4 en un parque eólico. El aparato de inspección 6 despega en función de una dirección de viento 14 desde una rampa de despegue 32 (por ejemplo localizada sobre la subestación transformadora del parque eólico) y vuela inicialmente en dirección a un aerogenerador 4 determinado. En este caso el aparato de inspección 6 se posiciona de tal forma delante del aerogenerador 4 que se optimice una situación de iluminación, como se describe anteriormente. A continuación, teniendo en cuenta la dirección de viento 14 se planifica la ruta de vuelo 24 de tal forma que se pueda realizar un acercamiento al siguiente aerogenerador 4 con el menor consumo de energía posible. En la figura 5 se muestra que éste es el aerogenerador 4 situado abajo a la izquierda. Debido al aerogenerador 4 situado arriba a la izquierda se producen torbellinos o turbulencias 34 que pueden influir en la inspección del segundo aerogenerador 4 por parte del aparato de inspección 6. A partir de un análisis en línea de los datos de funcionamiento, las informaciones de control, los datos ambientales y los datos del generador es posible actuar sobre los datos del generador de tal manera que se minimicen las turbulencias 34.

En la figura 5 también están representados lugares de aterrizaje alternativos 32a y 32b estacionarios y móviles. Estos pueden ser tenidos en cuenta en la planificación de la ruta de vuelo y, dado el caso, ser utilizados en caso de fallos o para repostar (recargar).

Lista de símbolos de referencia

2 Disposición de control de aparato de inspección

2a Interfaz de generador

2b Interfaz de aparato

2c Procesador

4 Aerogenerador

6 Aparato de inspección

6a Cámara

6b Sensor de distancia

8 Ángulo de azimut

10 Ángulo de paso

12 Pala de rotor

14 Dirección del viento

18 Ángulo de incidencia

20 Perímetro

20a,b Segmento circular

22 Buje

24 Trayectoria de vuelo

26 Distancia

28 Dirección de visión

30 Ángulo de visión

32 Punto de despegue

34 Turbulencias

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador con - una interfaz de generador configurada para la comunicación con un sistema de control del aerogenerador, y - una interfaz de aparato configurada para la comunicación con el aparato de inspección,

en que

- un procesador genera informaciones de control para el aparato de inspección en función de parámetros del aerogenerador recibidos a través de la interfaz de generador y envía las informaciones de control a través de la interfaz de aparato,

caracterizada por que

- el procesador envía informaciones de control para una plataforma voladora adicional con una fuente de luz en función de parámetros del generador recibidos a través de la interfaz de generador.

2. Disposición de control de aparato de inspección según la reivindicación 1,

caracterizada por que

- la interfaz de generador está configurada para recibir parámetros del aerogenerador o de un parque eólico y - el procesador genera informaciones de control en función de al menos los parámetros del generador.

3. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- la interfaz de aparato está configurada para recibir parámetros de funcionamiento del aparato de inspección y - el procesador genera informaciones de control en función de al menos los parámetros de funcionamiento.

4. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- la disposición de control de aparato de inspección está configurada para recibir datos ambientales y

- el procesador genera informaciones de control en función de al menos los datos ambientales.

5. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- el procesador está configurado para enviar parámetros del generador para el aerogenerador a través de la interfaz de generador, en que los parámetros del generador son dependientes en particular de los datos ambientales y/o de los parámetros de funcionamiento.

6. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- el aparato de inspección es un dron volador, en particular un multicóptero o un aparato volador VTOL con capacidad de suspensión y con superficies sustentadoras, o un seguidor fijo o fijado de forma orientable al aerogenerador.

7. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- los parámetros del generador incluyen geoinformaciones del aerogenerador y/o los parámetros de funcionamiento incluyen geoinformaciones del aparato de inspección y el procesador genera informaciones de control en función de al menos las geoinformaciones.

8. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- el procesador está configurado para recibir datos en tiempo real a través de la interfaz de generador y/o la interfaz de aparato.

9. Disposición de control de aparato de inspección según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada por que

- los datos de control incluyen planes de rutas de vuelo y/o tiempos de vuelo.

10. Procedimiento para manejar una disposición de control de aparato de inspección para un aparato de inspección de un aerogenerador que comprende

- el intercambio de parámetros del aerogenerador con un sistema de control del aerogenerador, y

- el intercambio de informaciones de control con el aparato de inspección, en que

- se generan y se envían informaciones de control para el aparato de inspección en función de los parámetros del generador y/o de los parámetros ambientales, y/o

- se generan y se envían informaciones de control para el aerogenerador en función de los parámetros del aparato de inspección y/o de los parámetros ambientales,

caracterizado por que

- se envían informaciones de control para una plataforma voladora adicional con una fuente de luz en función de los parámetros del generador.