ES2874485T3

ES2874485T3 - Procedimiento y aparato para medir el estado del flujo de aire en una pala de turbina eólica

Info

Publication number: ES2874485T3
Application number: ES09161878T
Authority: ES
Inventors: Stefan Herr; Ryan Michael Leclair; Christopher Winslow; Alexander Simpson; Carlos Haertel; Thierry Maeder
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: EP2133562A2; EP2133562A3; EP2133562B1; US8408871B2; DK2133562T3; CN101603500B; US20090311096A1; CN101603500A

Abstract

Una turbina eólica (100) que comprende un rotor que tiene una pluralidad de palas de rotor (101) y un buje, comprendiendo, además, dicha turbina eólica (100): un rastrillo sensor (200, 300) que tiene al menos dos sensores de presión (201, 301) dispuestos en el borde de salida de la al menos una pala de rotor (101) y los sensores de presión están adaptados para medir un parámetro de una capa límite de un flujo de aire asociado con una superficie de la pala de rotor (101), en la que el rastrillo sensor se proporciona para llegar más allá de la capa límite; y un transductor de presión (302) que convierte el parámetro medido en una señal eléctrica que indica el parámetro.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para medir el estado del flujo de aire en una pala de turbina eólica

[0001] La presente invención se refiere a turbinas eólicas, y especialmente se refiere a la medición de un flujo de aire en una pala de rotor de una turbina eólica.

Esto se muestra, por ejemplo, en el documento de patente GB 2067247.

[0002] Dado que las turbinas eólicas son cada vez más importantes como fuente de energía segura para el medio ambiente y relativamente económica, la mayor demanda de rendimiento mejorado de la turbina eólica ha llevado a esfuerzos relacionados con un ajuste óptimo de las palas del rotor de la turbina eólica con respecto al flujo de aire entrante. Típicamente, una turbina eólica incluye un rotor que tiene múltiples palas de rotor y un buje. Las palas del rotor pueden tener un tamaño considerable, de modo que el diámetro de un rotor grande asciende a 30 metros o más. Las palas del rotor convierten la energía eólica, es decir, un flujo de aire entrante en un par de torsión que se utiliza para impulsar uno o más generadores que están acoplados en rotación al rotor a través de un tren de transmisión.

[0003] La capa límite del flujo de aire en la superficie de la pala del rotor y la distribución del flujo de aire alrededor de la superficie de la pala del rotor es un problema importante cuando se trata de la mejora de la eficiencia de la conversión de energía de la turbina eólica en general. Se han realizado muchos intentos para mejorar la eficiencia de la conversión de energía usando modelos del flujo de aire alrededor de las palas del rotor de una turbina eólica. Estos modelos se obtienen de simulaciones y pruebas en túnel de viento en condiciones de funcionamiento bien definidas. Sin embargo, en el campo, las palas del rotor de las turbinas eólicas experimentan influencias del propio rotor, así como de condiciones de campo de flujo tridimensional con turbulencia, deslizamiento lateral, rugosidad y cambios de degradación de la superficie de la pala del rotor que no se abordan en los modelos teóricos. Se ha encontrado que los datos de campo son en muchos casos completamente diferentes de las predicciones con respecto al comportamiento aerodinámico y acústico de las palas de la turbina.

[0004] Entre los parámetros que afectan el rendimiento y las desviaciones posteriores de las predicciones del modelo se encuentran, sobre todo, (i) condiciones de entrada inesperadas con turbulencia y deslizamiento lateral, (ii) la acumulación de residuos como insectos, suciedad, polen, etc. sobre las palas de rotor de la turbina eólica, y (iii) diferencias en el rendimiento de perfiles aerodinámicos y palas de rotor individuales, respectivamente. Estas desviaciones pueden dar lugar a diferencias considerables entre un comportamiento evaluado a partir del modelo y el comportamiento en el campo.

[0005] De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una turbina eólica según la reivindicación 1.

[0006] De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una turbina eólica que comprende un rotor que tiene una pluralidad de palas de rotor y un buje, comprendiendo, además, dicha turbina eólica un dispositivo sensor fijado a al menos una pala de rotor de la turbina eólica, teniendo dicho dispositivo sensor al menos un rastrillo sensor de flujo de aire del lado de presión fijado en un borde de salida de la pala y que proporciona una señal de sensor del lado de presión, y al menos un rastrillo sensor de flujo de aire del lado de aspiración fijado al borde de salida de la pala y que proporciona una señal de sensor del lado de aspiración, y una unidad de control para ajustar parámetros de funcionamiento tales como el ángulo de pitch de la al menos una pala del rotor o la demanda de par del rotor o las rotaciones por minuto del rotor en función de las señales del sensor.

[0007] De acuerdo con otro aspecto más de la presente invención, se proporciona un procedimiento según la reivindicación 9.

[0008] Varios aspectos, ventajas y características de la presente invención son evidentes a partir de las reivindicaciones, la descripción y los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 muestra esquemáticamente una turbina eólica que tiene tres palas de rotor que se pueden ajustar con respecto al ángulo de pitch;

la Fig. 2 ilustra un dispositivo sensor del lado de aspiración que tiene cinco sensores de presión de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

la Fig. 3 ilustra un dispositivo sensor del lado de presión que tiene una pluralidad de sensores de presión de acuerdo con un segundo modo de realización de la presente invención;

la Fig. 4 es una sección transversal a través de una pala de rotor de una turbina eólica en la que un dispositivo sensor del lado de presión y un dispositivo sensor del lado de aspiración se muestran esquemáticamente en el borde de salida de la pala del rotor;

la Fig. 5 muestra un diagrama de bloques de un sistema sensor de borde de salida que tiene un dispositivo sensor del lado de presión y un dispositivo sensor del lado de aspiración, un transductor de presión del lado de presión y un transductor de presión del lado de aspiración y una unidad de control y una unidad de ajuste;

la Fig. 6 es una vista en alzado de un sensor de presión del ángulo de entrada fijado al borde de ataque de una pala de rotor, de acuerdo con un tercer modo de realización de la presente invención;

la Fig. 7 es una sección transversal de una pala de rotor de acuerdo con la sección transversal mostrada en la Fig. 4, en la que, además de los dispositivos sensores del borde de salida, los dispositivos sensores del borde de ataque están fijados a la pala del rotor;

la Fig. 8 es una vista en alzado de las partes exteriores de una pala de rotor en la que tres estaciones están equipadas con dispositivos sensores; y

la Fig. 9 muestra un diagrama de flujo para exponer un procedimiento para ajustar el pitch de una pala de rotor.

[0009] A continuación se hará referencia en detalle a diversos modos de realización de la invención, de los cuales se ilustran uno o más ejemplos en las figuras. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización se pueden usar en otro modo de realización, o en combinación con este, para producir otro modo de realización más. Se pretende que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones.

[0010] Específicamente, se describe una turbina eólica que tiene un rotor con una pluralidad de palas de rotor y un buje, en el que la turbina eólica también incluye un dispositivo sensor fijado a al menos una pala de rotor de la turbina eólica y una unidad de control para ajustar un ángulo de pitch de la al menos una pala de rotor. La medición del flujo de aire directamente en o cerca del perfil aerodinámico (sección transversal de la pala del rotor) de una turbina eólica es necesaria porque convencionalmente las turbinas eólicas se ajustan con respecto al ángulo de pitch basándose en supuestos del modelo.

[0011] En vista de lo anterior, se proporciona un sistema de medición montado en una pala que permite determinar el rendimiento de la pala de la turbina eólica en cualquier momento dado. Según las mediciones realizadas con el sistema de medición montado en la pala, se puede ajustar el programa de control de la turbina eólica. En el peor de los casos, por ejemplo, esto daría un medio para evitar la aparición de una pérdida aerodinámica de la pala. Además, el seguimiento de estos datos a lo largo del tiempo junto con las mediciones de dirección/magnitud del viento proporciona información útil para el proceso de diseño de las palas del rotor. Una medición en línea de un rendimiento aerodinámico se puede usar ventajosamente para controlar mejor las palas de la turbina con una mayor eficiencia de conversión de energía y una posibilidad minimizada de una pérdida aerodinámica de las palas. Otra ventaja de las mediciones montadas en las palas que se usan para determinar el rendimiento aerodinámico de las palas del rotor es que los sistemas de medición se pueden colocar en ubicaciones estratégicas a lo largo de la pala del rotor para proporcionar retroalimentación al sistema de control de la turbina eólica.

[0012] De manera conveniente, se puede obtener un conjunto de mediciones y basarse en las mediciones en línea realizadas por los sistemas de medición a bordo, tales como (i) advertir al controlador de una pérdida aerodinámica inminente de la pala; (ii) determinar la mejor manera de modificar los parámetros de funcionamiento, tales como el pitch de pala de la pala de la turbina; (iii) evaluar el nivel de contaminación acumulado en la superficie aerodinámica; y (iv) evaluar las diferencias en el rendimiento de las superficies aerodinámicas individuales (secciones transversales de las palas del rotor) de la turbina eólica en el campo.

[0013] De manera ventajosa, el estado del flujo de aire que rodea la pala del rotor puede medirse para proporcionar una retroalimentación en el programa de control para asegurar un rendimiento óptimo. Además, es una ventaja que el sistema de medición sea capaz de medir características aerodinámicas tales como el espesor de la capa límite del flujo de aire sobre la pala del rotor en una variedad de condiciones de funcionamiento. Al medir la relación real entre la construcción de la pala del rotor y el flujo de aire, existen suposiciones que podrían conducir a errores en la evaluación del pitch óptimo de la pala y se pueden eliminar las prestaciones aerodinámicas. Además, es posible diferenciar entre el rendimiento de las palas de rotor individuales de modo que se pueda ajustar un programa de control en consecuencia.

[0014] La Fig. 1 es una vista esquemática de una turbina eólica 100. La turbina eólica 100 incluye típicamente una torre tubular 102 (que también puede ser una torre de celosía), una góndola 103 que está ubicada en la parte superior de una torre tubular 102 y que puede girar alrededor de un eje central de la torre tubular 102, y un buje 104. El buje 104 es la parte central de un rotor que tiene tres palas de rotor 101. Aunque la turbina eólica 100 ilustrada en la Fig. 1 incluye tres palas de rotor 101, se puede aplicar un número arbitrario de palas de rotor 101 a la turbina eólica 100. En algunas configuraciones, varios componentes están alojados en la góndola 104 encima de la torre tubular 102 de la turbina eólica 100. En configuraciones específicas, el sistema de control proporciona señales de control a un impulsor de pitch de pala variable para controlar el ángulo de pitch de las palas de la turbina (no se muestra en la Fig. 1). Se observa que el dispositivo sensor que se puede acoplar a las palas del rotor 101 no se muestra en la Fig. 1.

[0015] Las Fig. 2 y 3 ilustran respectivamente dispositivos sensores que están fijados al borde de salida de una pala de rotor. Por tanto, la Fig. 2 muestra un dispositivo de presión del lado de aspiración 200 que incluye cinco sensores de presión 201 a-201 n. Se observa que el número de sensores de presión no se limita a cinco, sino que en su lugar se puede usar cualquier sonda de presión de múltiples orificios adecuada.

[0016] La Fig. 3 es un dispositivo sensor del lado de presión 300 que incluye una pluralidad (en este caso cuatro) sensores de presión 301a-301n. De nuevo, el número de sensores de presión 301 del dispositivo sensor del lado de presión 300 no está restringido al número de 4, sino que puede ser cualquier número de acuerdo con las condiciones específicas de una aplicación.

[0017] En un modo de realización típico, los sensores de presión 201, 301 del dispositivo sensor del lado de aspiración 200 y el dispositivo sensor del lado de presión 300 están formados como tubos estáticos de Pitot. Estos tubos estáticos de Pitot sirven como sondas de datos del aire y están diseñados, por ejemplo, como sondas de presión de múltiples orificios. La disposición de los cinco sensores de presión 201 del dispositivo sensor del lado de aspiración 200 y los cuatro sensores de presión 301 del dispositivo sensor del lado de presión 300 se denominan rastrillos sensores, es decir, un rastrillo sensor del lado de aspiración 200 y un rastrillo sensor de presión 300. La dirección principal del flujo de aire se indica mediante una flecha con el número de referencia 109.

[0018] Cabe señalar que el sistema de medición puede incluir cualquier disposición de dispositivos sensores que se pueda usar para controlar las propiedades aerodinámicas de cada pala de rotor individual. Se puede medir una capa límite del flujo de aire en y cerca de la superficie de la pala de rotor 101 en el lado de aspiración 108 y el lado de presión 107 de la pala de rotor 101. Los parámetros típicos a medir son los perfiles de velocidad de la capa límite y el espesor de la capa límite se obtiene de ellos. Por tanto, es ventajoso proporcionar rastrillos sensores de acuerdo con las Fig. 2 y 2(b), de manera que estos rastrillos lleguen más allá de la capa límite del flujo de aire que rodea la pala del rotor 101 para detectar la distribución del flujo. Los rastrillos sensores 200 y 300 pueden colocarse de manera que se pueda medir el grosor de la capa límite en ubicaciones críticas. Puede proporcionarse una unidad de escáner de presión con el fin de proporcionar una buena respuesta de frecuencia del sistema global, de modo que pueda proporcionarse una entrada en tiempo real en una unidad de control (ver la Fig. 5).

[0019] La Fig. 4 es una vista en sección transversal de una pala de rotor 101 que tiene un dispositivo sensor fijado a un borde de salida 105 de la pala de rotor 101, de acuerdo con un primer modo de realización. El número de referencia 109 indica la dirección principal del flujo de aire (dirección del viento). Así, un flujo de aire en un lado de presión 107 y en un lado de aspiración 108 pueden medirse mediante el dispositivo sensor del lado de presión 300 y el dispositivo sensor del lado de aspiración 200, respectivamente. El número de referencia 106 indica un borde de ataque de la pala de rotor 101. Usando la configuración mostrada en la Fig. 4, es posible evaluar una distribución de velocidad alrededor de la pala del rotor 101. Para resolver la capa límite en el lado de presión 107 y el lado de aspiración 108, respectivamente, se puede usar un dispositivo sensor del lado de presión 300 que tiene una separación estrecha de los sensores de presión individuales 301, en el que en el lado de aspiración 108 del dispositivo sensor del lado de aspiración 200 tiene una separación más amplia de los sensores de presión 301 en comparación con los sensores de presión 202 del dispositivo sensor del lado de aspiración, porque en el lado de aspiración la capa límite se adentra más en el entorno del perfil aerodinámico.

[0020] Como se muestra en la Fig. 5, el dispositivo sensor del lado de aspiración 200 y el dispositivo sensor del lado de presión 300, que incluyen tubos estáticos de Pitot dirigidos hacia la dirección principal 109 del flujo de aire, están formados como tubos doblados en un ángulo de 90° hacia un transductor de presión 202 y 302, respectivamente. Así, un transductor de presión del lado de presión 302 convierte una presión detectada por los sensores de presión 301 en una señal eléctrica que indica la presión, en la que el transductor de presión del lado de aspiración convierte una presión, detectada por los sensores de presión 201 del dispositivo sensor del lado de aspiración en una señal eléctrica que indica la presión. La señal eléctrica se suministra a una unidad de control 401, respectivamente, de modo que la unidad de control 401 puede evaluar una distribución del flujo de aire en el lado de presión 107 y el lado de aspiración 108 de la pala de rotor 101 (Fig. 4) combinando múltiples señales proporcionadas por los elementos individuales de detección de presión. La unidad de control 401 proporciona una salida que se suministra a una unidad de ajuste 402 que ajusta un ángulo de pitch de las palas del rotor 101. Por tanto, usando la configuración mostrada en el diagrama de bloques de la Fig. 5, es posible optimizar el rendimiento de una turbina eólica durante el funcionamiento real en el campo.

[0021] A continuación, se describirá otro modo de realización con referencia a las Fig. 6 a 7. Además, o de forma alternativa al primer modo de realización descrito con referencia a las Fig. 1 a 4, este modo de realización incluye un sensor de presión 500 del ángulo de entrada como se muestra en la Fig. 6. Este sensor de presión está instalado, a diferencia del sensor de presión descrito anteriormente, en un borde de ataque de la pala de rotor 101 de la turbina eólica 100. El sensor de presión 500 del ángulo de entrada consta de un tubo sensor 501 que tiene primeros orificios de detección de presión 502. El número de primeros orificios de detección de presión 502 es cinco en este caso, pero se observa que el número no se limita a cinco. Además, el sensor de presión del ángulo de entrada tiene un segundo orificio de detección de presión 503 en la punta del sensor de presión 500. El sensor de presión 500 del ángulo de entrada puede proporcionarse independientemente de los dispositivos sensores del lado de presión y del lado de aspiración descritos anteriormente.

[0022] El sensor de presión 500 del ángulo de entrada está instalado en el borde de ataque 106 de la pala del rotor 101, como se muestra en la Fig. 7. Con este fin, el sensor de presión 500 del ángulo de entrada se dirige hacia la supuesta dirección principal del flujo de aire. No obstante, es posible, usando el sensor de presión 500 del ángulo de entrada, medir diferentes ángulos de ataque debido a la construcción del sensor de presión 500 del ángulo de entrada con sus primeros orificios de detección de presión 502 y su segundo orificio de detección de presión 503 en la punta del mismo. Se proporciona una estructura de soporte 504 para fijar el sensor de presión 500 del ángulo de entrada en el borde de ataque 106 de la pala de rotor 101 (Fig. 7). La distancia entre el borde de ataque 106 de la pala de rotor 101 y la punta del sensor de presión 500 del ángulo de entrada puede ser, en este ejemplo específico dado aquí, tan grande como 1,3 metros para asegurar que la medición por medio del sensor de presión del ángulo de entrada no se ve afectada por las turbulencias que se producen en el entorno de la pala del rotor 101. Se observa que los tamaños de los diversos sensores de presión mostrados en las Figuras no están necesariamente dibujados a escala con respecto a las palas del rotor 101.

[0023] La Fig. 8 es una vista en alzado de una parte de una pala de rotor 101 en la que el dispositivo sensor del lado de aspiración (rastrillo del lado de aspiración) 200 y los sensores de presión 500 del ángulo de entrada están instalados en tres ubicaciones diferentes a lo largo de la longitud de la pala del rotor 101. Aunque en la Fig. 8 se muestran tres posiciones de sensor, se observa que puede proporcionarse un número diferente de posiciones de sensor a lo largo de la longitud de la pala del rotor 101 dependiendo de los requisitos de medición y de la aplicación.

[0024] De acuerdo con un modo de realización, el sensor de flujo de aire es un tubo estático de Pitot. Además, una configuración típica del sensor de flujo de aire puede ser un tubo estático de Pitot u otro dispositivo adecuado para la medición de presión dinámica. El perfil puede ser una distribución unidimensional del flujo de aire en una línea que está orientada perpendicular a la dirección del flujo de aire y el perfil aerodinámico. Además, es posible que el perfil sea una distribución bidimensional del flujo de aire en un plano que está orientado perpendicular a la dirección del flujo de aire.

[0025] De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de flujo de aire incluye un medio de calentamiento para calentar el sensor de flujo de aire por encima de la temperatura de congelación. Típicamente, la temperatura del sensor de flujo de aire es de 10 °C a 40 °C. Puede ser ventajoso que el sensor de flujo de aire también incluya al menos un sensor de ángulo de entrada fijado en un borde de ataque de la al menos una pala de rotor. El sensor de ángulo de entrada fijado en el borde de ataque de la al menos una pala del rotor puede incluir una sonda de presión de cinco orificios.

[0026] De acuerdo con otro modo de realización más, los al menos dos sensores de presión orientados en una dirección hacia el flujo de aire presentan diferentes ángulos entre el eje del respectivo sensor de presión y la dirección del flujo de aire.

[0027] Se observa que los elementos de detección de presión que se describen anteriormente y que se usan para los dispositivos sensores del lado de aspiración, los dispositivos sensores del lado de presión y el elemento de detección de presión del ángulo de entrada pueden ser reemplazados por otros elementos de detección adecuados tales como, pero no limitado a, dispositivos ultrasónicos, anemómetros de hilo caliente, dispositivos de topografía láser, dispositivos de velocimetría de imágenes de partículas, dispositivos de fibra óptica, etc.

[0028] Los al menos dos sensores de presión cooperan con un solo transductor de presión. Puede disponerse una pluralidad de sensores de presión en una matriz bidimensional para medir distribuciones de flujo de aire bidimensionales. Los rastrillos sensores del flujo de aire pueden incluir tubos estáticos de Pitot. Puede disponerse una pluralidad de rastrillos sensores del flujo de aire en forma de una matriz bidimensional.

[0029] De acuerdo con otro modo de realización más, el procedimiento para el ajuste del pitch puede incluir el paso de detectar la distribución de la presión del aire de entrada por medio de al menos dos sensores de presión orientados en una dirección hacia el flujo de aire en un borde de salida de la pala del rotor. Los parámetros de funcionamiento adicionales, como la demanda de par del rotor o las revoluciones por minuto del rotor, se pueden ajustar en función de las señales del sensor.

[0030] De acuerdo con otro modo de realización más, el paso de detectar la distribución de la presión del aire de entrada incluye el paso de detectar la distribución de la presión del aire de entrada por medio de al menos dos sensores de presión en un lado de presión del borde de salida de la pala del rotor y por medio de al menos dos sensores de presión en un lado de aspiración del borde de salida de la pala del rotor. Además, es ventajoso proporcionar una detección de la distribución de la presión del aire de entrada por medio de un sensor de ángulo de entrada fijado en un borde de ataque de la al menos una pala de rotor para obtener una detección más precisa de un perfil de viento a través de la pala de turbina.

[0031] Una distribución bidimensional de la presión del aire de entrada puede detectarse por medio de una pluralidad de sensores de presión que están dispuestos en una disposición bidimensional.

[0032] El transductor de presión convierte la distribución bidimensional de la presión del aire detectada en una señal eléctrica de salida del sensor.

[0033] La Fig. 9 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento para ajustar el pitch de al menos una pala de rotor de una turbina eólica. En el paso S1, la distribución de la presión del aire de entrada se mide mediante los dispositivos sensores descritos anteriormente, es decir, un dispositivo sensor del lado de presión 300, un dispositivo sensor del lado de aspiración 200, que están instalados en el borde de salida 105 de una pala de rotor 101, y mediante un sensor de presión 500 del ángulo de entrada instalado en el borde de ataque 106 de la respectiva pala de rotor 101.

[0034] En un paso S2, la distribución de la presión del aire de entrada medida en el paso S1 se convierte en una señal eléctrica que representa un perfil del flujo de aire alrededor de la superficie de la pala de la turbina (perfil aerodinámico). Esta conversión se realiza mediante un transductor de presión. Usando la señal eléctrica, el ángulo de pitch de la al menos una pala de rotor se puede ajustar mediante una unidad de control de modo que se obtenga un perfil de flujo de aire predeterminable alrededor de la pala de rotor de la turbina eólica.

[0035] A continuación, en un paso S4, se determina si se ha obtenido o no el perfil de flujo de aire deseado. Si se obtiene o no el perfil de flujo de aire deseado, puede determinarse mediante una combinación de las señales de sensor del dispositivo sensor del lado de aspiración, el dispositivo sensor del lado de presión y/o el sensor de presión del ángulo de entrada. Si se determina en el paso S4 que no se obtiene el perfil de flujo de aire deseado (NO), el ángulo de la pala respectiva (o las palas respectivas) se ajusta en función de la señal eléctrica en el paso S5. El procedimiento continúa midiendo una nueva distribución de presión del aire de entrada en el paso S1 y se repiten los pasos del procedimiento S2 y S3. Cuando se determina en el paso S4 que se ha obtenido el perfil de flujo de aire deseado (SÍ), el procedimiento continúa directamente midiendo una nueva distribución de la presión del aire de entrada en el paso S1 y se repiten los pasos del procedimiento S2 y S3.

[0036] La presente descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el modo preferente, y también para permitir que cualquier experto en la técnica lleve a la práctica y use la invención. Si bien la invención se ha descrito en términos de varios modos de realización específicos, los expertos en la técnica reconocerán que la invención se puede poner en práctica con modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones. Especialmente, las características mutuamente no excluyentes de los modos de realización descritos anteriormente pueden combinarse entre sí. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una turbina eólica (100) que comprende un rotor que tiene una pluralidad de palas de rotor (101) y un buje, comprendiendo, además, dicha turbina eólica (100):

un rastrillo sensor (200, 300) que tiene al menos dos sensores de presión (201, 301) dispuestos en el borde de salida de la al menos una pala de rotor (101) y los sensores de presión están adaptados para medir un parámetro de una capa límite de un flujo de aire asociado con una superficie de la pala de rotor (101), en la que el rastrillo sensor se proporciona para llegar más allá de la capa límite; y

un transductor de presión (302) que convierte el parámetro medido en una señal eléctrica que indica el parámetro.

2. La turbina eólica (100) según la reivindicación 1, en la que cada sensor está orientado en una dirección hacia el flujo de aire para detectar una distribución de la presión de aire.

3. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, en la que una pluralidad de sensores de presión están dispuestos en una disposición bidimensional.

4. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, en la que los sensores de presión (201, 301) son tubos estáticos de Pitot.

5. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, en la que los sensores de presión (201, 301) comprenden medios de calentamiento para calentar los sensores de presión por encima de la temperatura de congelación.

6. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, en la que la pala de rotor (101) también comprende al menos un sensor de ángulo de entrada (500) fijado en un borde de ataque (106) de la al menos una pala de rotor (101).

7. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, comprendiendo dicha turbina eólica (100), además:

un dispositivo sensor (200, 300) fijado a al menos una pala de rotor (101) de la turbina eólica (100), teniendo dicho dispositivo sensor (200, 300) al menos un rastrillo sensor de flujo de aire del lado de presión (301) fijado en un borde de salida de la pala y que proporciona una señal de sensor del lado de presión; y

al menos un rastrillo sensor del flujo de aire del lado de aspiración (201) fijado al borde de salida (105) de la pala del rotor (101) y que proporciona una señal de sensor del lado de aspiración;

y

una unidad de control (401) para ajustar un ángulo de pitch de la al menos una pala de rotor (101) en función de las señales del sensor.

8. La turbina eólica (100) según cualquier reivindicación anterior, en la que la pala de rotor (101) comprende, además, al menos un sensor de ángulo de entrada (500) fijado en un borde de ataque (106) de la al menos una pala de rotor (101).

9. Un procedimiento para ajustar el pitch de al menos una pala de rotor (101) de una turbina eólica (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende:

medir el parámetro de la capa límite del flujo de aire; y

ajustar un ángulo de pitch de la al menos una pala de rotor (101) en función del parámetro medido.