ES2936659T3 - Aparato y método para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica - Google Patents

Aparato y método para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica Download PDF

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Abstract

Un receptor electromagnético (40) conectado al al menos un alimentador con fugas (20) y configurado para recibir una segunda señal electromagnética (200) desde al menos un alimentador con fugas (20), siendo reflejada dicha segunda señal electromagnética (200) desde el pala del rotor (4) cuando la primera señal electromagnética reflejada (100) golpea la pala del rotor (4), y una unidad de procesamiento (300) conectada al transmisor electromagnético (30) y al receptor electromagnético (40) y configurada para determinar la o más propiedades de la pala del rotor (4) analizando la primera señal electromagnética (100) y la segunda señal electromagnética (200). Además, se proporciona un método correspondiente. dicha segunda señal electromagnética (200) se refleja desde la pala del rotor (4) cuando la primera señal electromagnética reflejada (100) golpea la pala del rotor (4), y una unidad de procesamiento (300) conectada al transmisor electromagnético (30) y el receptor electromagnético (40) y configurado para determinar una o más propiedades de la pala del rotor (4) analizando la primera señal electromagnética (100) y la segunda señal electromagnética (200). Además, se proporciona un método correspondiente. dicha segunda señal electromagnética (200) se refleja desde la pala del rotor (4) cuando la primera señal electromagnética reflejada (100) golpea la pala del rotor (4), y una unidad de procesamiento (300) conectada al transmisor electromagnético (30) y el receptor electromagnético (40) y configurado para determinar una o más propiedades de la pala del rotor (4) analizando la primera señal electromagnética (100) y la segunda señal electromagnética (200). Además, se proporciona un método correspondiente. y una unidad de procesamiento (300) conectada al transmisor electromagnético (30) y al receptor electromagnético (40) y configurada para determinar una o más propiedades de la pala del rotor (4) analizando la primera señal electromagnética (100) y la segunda señal electromagnética (200). Además, se proporciona un método correspondiente. y una unidad de procesamiento (300) conectada al transmisor electromagnético (30) y al receptor electromagnético (40) y configurada para determinar una o más propiedades de la pala del rotor (4) analizando la primera señal electromagnética (100) y la segunda señal electromagnética (200). Además, se proporciona un método correspondiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica
Campo de la invención
La presente invención se refiere a turbinas eólicas. Más específicamente, la presente invención se refiere a un aparato para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica. La presente invención se refiere además a una turbina eólica que comprende un aparato de este tipo y a un método para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica.
Antecedentes de la técnica
En el campo técnico definido anteriormente, se conocen sistemas que comprenden una pluralidad de unidades de radar configuradas operativamente para emitir y recibir señales de radar. Las unidades de radar se montan típicamente sobre y alrededor de la torre de turbina eólica, estando posicionadas las unidades de radar para medir los reflejos de una señal de radar emitida desde la pala de turbina. Una unidad de procesamiento está configurada para recibir datos de medición desde la unidad de radar y para determinar, mediante análisis de desplazamiento Doppler, el tiempo de vuelo, la fase y la amplitud de las señales de radar recibidas en relación con las señales transmitidas debido al movimiento de la pala hacia o desde la torre de turbina, la velocidad de la pala en la dirección hacia o desde la torre de turbina. Esto permite calcular la trayectoria y, en particular, la velocidad absoluta y la posición de la pala.
El uso de unidades de radar para medir la posición de la pala en función del efecto Doppler se describe, por ejemplo, en el documento EP 2864632 y permite evitar la instalación de otro tipo de sensores en las palas o la góndola de la turbina eólica. Esto reduce los costes de fabricación y el mantenimiento de la turbina eólica, ya que los sensores posicionados en la torre son más fáciles de reemplazar en el campo.
Sin embargo, tal solución aún no es óptima, considerando que, para objetos rotatorios, tal como las palas de rotor o las góndolas, se requiere la instalación de una pluralidad de unidades de radar.
De hecho, se puede usar una única unidad de radar, pero solo para detectar el paso de la pala en una sola ubicación. Se requieren al menos dos unidades de radar (montadas horizontalmente) para seguir la posición de la pala alrededor de la guiñada de la góndola. Una unidad de radar puede detectar la revolución de la pala en una posición específica. Se pueden usar más de dos unidades de radar individuales para mejorar la redundancia, la resolución y la confianza en la detección. Sin embargo, esto aumenta aún más los costes y la necesidad de recursos de software. Cada unidad de radar requiere una unidad de procesamiento dedicada para analizar las señales y derivar la posición y la velocidad de la pala.
Se han realizado intentos de usar cables radiantes dispuestos, por ejemplo, alrededor de la torre de turbina eólica, pero tienen al menos el inconveniente de que el patrón de radiación de un cable radiante no está muy bien definido y la eficiencia de la antena es menor que las antenas tradicionales con mayor ganancia. Por lo tanto, una relación señalruido razonable requiere el uso de señales muy fuertes y, por lo tanto, cantidades significativas de potencia y energía.
Por lo tanto, puede existir la necesidad de una forma mejorada de detectar de manera eficiente las propiedades de una pala de rotor rotatorio de una turbina eólica.
Sumario de la invención
Esta necesidad puede satisfacerse mediante el objeto según las reivindicaciones independientes. Realizaciones ventajosas de la presente invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica, comprendiendo la turbina eólica una torre, una góndola y la pala de rotor. El aparato comprende (a) al menos un cable radiante configurado para disponerse alrededor de una circunferencia de la torre, (b) un transmisor electromagnético conectado al al menos un cable radiante y configurado para transmitir una primera señal electromagnética a lo largo de al menos un cable radiante, (c) un reflector para desviar y/o enfocar la primera señal electromagnética en una dirección predeterminada, formando así una primera señal electromagnética reflejada, (d) un receptor electromagnético conectado al al menos un cable radiante y configurado para recibir una segunda señal electromagnética desde el al menos un cable radiante, reflejándose dicha segunda señal electromagnética desde la pala de rotor cuando la primera señal electromagnética reflejada choca con la pala de rotor, y (e) una unidad de procesamiento conectada al transmisor electromagnético y al receptor electromagnético y configurada para determinar la una o más propiedades de la pala de rotor analizando la primera señal electromagnética y la segunda señal electromagnética.
Este aspecto de la invención se basa en la idea de que la primera señal electromagnética que emite el al menos un cable radiante está desviada y/o enfocada por un reflector, de manera que se forma una primera señal electromagnética reflejada y se propaga en una dirección predeterminada, en particular, hacia una posición espacial por la que pasará la pala de rotor durante la rotación. Dicho de otro modo, la energía de la primera señal electromagnética se concentra en la dirección predeterminada. De ese modo, se puede ahorrar energía y se puede mejorar significativamente el rendimiento general, en particular, en términos de relación señal-ruido. Además, también se mejorará el aislamiento entre la antena transmisora y receptora.
El transmisor electromagnético y el receptor electromagnético pueden estar integrados en un solo componente, es decir, un transceptor que comprende ambas funcionalidades.
Según una realización de la invención, el reflector está configurado para disponerse entre la circunferencia de la torre y el al menos un cable radiante.
Dicho de otro modo, el reflector está interpuesto entre el al menos un cable radiante y la superficie de la torre. Esto significa que el al menos un cable radiante está dispuesto a cierta distancia de la superficie de la torre para proporcionar el espacio necesario para el reflector.
Según otra realización de la invención, el al menos un cable radiante está configurado para emitir la primera señal electromagnética hacia la torre.
Usualmente, un cable radiante emite (o filtra) una señal desde aproximadamente la mitad de su circunferencia. Aquí, el cable radiante está orientado de manera que la parte (o lado) radiante del cable radiante apunte hacia la torre (en lugar de alejarse de la misma).
Según otra realización de la invención, el reflector comprende una única unidad reflectora integral.
Dicho de otro modo, el reflector está formado como una única unidad reflectora que puede disponerse alrededor de la circunferencia de la torre de una manera apropiada, de modo que la primera señal electromagnética del al menos un cable radiante incida en la unidad reflectora y se refleje en la dirección predeterminada.
La superficie reflectante de la unidad reflectora puede tener una geometría variable, en particular, una geometría superficial puede estar presente en las proximidades de secciones radiantes particulares del al menos un cable radiante, mientras que otra geometría superficial puede estar presente a lo largo del resto de la unidad reflectora. Según otra realización de la invención, el reflector comprende una pluralidad de unidades reflectoras configuradas para distribuirse alrededor de la circunferencia de la torre.
En este caso, cada unidad reflectora debería disponerse en la proximidad de una porción radiante o sección radiante correspondiente del al menos un cable radiante.
La unidad reflectora para las antenas transmisora y receptora se puede construir en una sola pieza que contenga ambas formas para las antenas transmisora y receptora.
Según otra realización de la invención, el reflector está configurado además para desviar y/o enfocar la segunda señal electromagnética hacia una porción predeterminada del al menos un cable radiante.
En esta realización, el reflector está configurado además para dirigir la señal reflejada desde la pala de rotor hacia el al menos un cable radiante.
Según otra realización de la invención, el aparato comprende además una unidad de ajuste del reflector para ajustar la dirección predeterminada.
La unidad de ajuste del reflector puede comprender, en particular, elementos eléctricos y/o mecánicos para ajustar la posición y/o la orientación del reflector. De este modo, es posible optimizar la funcionalidad del reflector.
Según otra realización de la invención, el al menos un cable radiante comprende un primer cable radiante y un segundo cable radiante, estando el primer cable radiante conectado al transmisor electromagnético y estando el segundo cable radiante conectado al receptor electromagnético.
Dicho de otro modo, el primer cable radiante sirve como antena transmisora y el segundo cable radiante sirve como antena receptora.
Según otra realización de la invención, el al menos un cable radiante está configurado geométricamente para formar un arco alrededor de la torre o un bucle que rodea la torre.
De este modo, al disponer el al menos un cable radiante a una altura adecuada (por ejemplo, correspondiente a la altura en la que pasa una sección de pala de rotor particular, tal como una punta o una sección media), se recibirán reflexiones desde la pala de rotor para cualquier ángulo de guiñada (que se puede configurar en función de la dirección del viento).
Según otra realización de la invención, el al menos un cable radiante y/o el transmisor electromagnético y/o el receptor electromagnético están instalados sobre la torre o dentro de la torre.
La instalación de al menos algunas de las piezas dentro de la torre puede ser beneficiosa para protegerlas de las influencias ambientales, así como de la influencia directa e indirecta de un rayo.
En el caso de detectar ondas de agua u otros elementos alrededor de la parte inferior de la torre, las antenas y/o el transmisor y el receptor se pueden colocar sobre/dentro de una estructura de soporte como una pieza de transición o una estructura de soporte flotante.
Según otra realización de la invención, la primera señal electromagnética y la segunda señal electromagnética son señales de radar o señales ultrasónicas.
Según otra realización de la invención, el al menos un cable radiante comprende un cable coaxial radiante o una guía de ondas radiante.
En particular, un cable coaxial radiante puede ser adecuado en implementaciones en las que las señales electromagnéticas primera y segunda son señales de radar. Una guía de ondas radiante o una línea de cinta radiante pueden ser adecuadas en particular para realizaciones en las que las señales electromagnéticas primera y segunda tienen frecuencias más altas.
Según una realización adicional de la invención, una o más propiedades de la pala de rotor comprenden una o más de una posición de la pala de rotor, una velocidad de la pala de rotor, una distancia de la pala de rotor desde la torre, un tamaño de la pala de rotor y un estado de suciedad de la pala de rotor o cambios estructurales dentro de la(s) pala(s).
Dicho de otro modo, las propiedades abarcan desde parámetros relacionados con la posición espacial y el movimiento de la pala hasta el análisis de la geometría y de las propiedades de la superficie de la pala de rotor (que cambian en caso de suciedad).
Según otra realización de la invención, el aparato comprende además una unidad de ajuste del cable radiante para ajustar una dirección de emisión de la primera señal electromagnética procedente del al menos un cable radiante.
La unidad de ajuste del cable radiante puede comprender, en particular, elementos eléctricos y/o mecánicos para ajustar la posición y/o la orientación del al menos un cable radiante. De este modo, es posible optimizar la interacción con el reflector.
Según otra realización de la invención, el aparato puede comprender una pluralidad de cables radiantes dispuestas adyacentes, de tal manera que se pueda proporcionar formación de haz.
Al utilizar formación de haz en combinación con el reflector, se puede obtener un aumento adicional en la relación señal-ruido, se puede ahorrar aún más energía, se puede simplificar la estructura del reflector e incluso se puede reducir el número de unidades reflectoras.
Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona una turbina eólica, comprendiendo la turbina eólica (a) una torre, (b) una góndola, (c) al menos una pala de rotor, y (d) un aparato según el primer aspecto o cualquiera de las realizaciones analizadas anteriormente, estando el aparato dispuesto para detectar una o más propiedades de la pala de rotor durante el funcionamiento de la turbina eólica.
La turbina eólica de este aspecto se beneficia de las ventajas del aparato según el primer aspecto como se ha analizado anteriormente.
Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para detectar una o más propiedades de una pala de rotor durante el funcionamiento de una turbina eólica, comprendiendo la turbina eólica una torre y una góndola. El método comprende (a) disponer al menos un cable radiante alrededor de una circunferencia de la torre, (b) transmitir una primera señal electromagnética a lo largo del al menos un cable radiante, (c) desviar y/o enfocar la primera señal electromagnética en una dirección predeterminada, formando así una primera señal electromagnética reflejada, (d) recibir una segunda señal electromagnética desde el al menos un cable radiante, reflejándose dicha segunda señal electromagnética desde la pala de rotor cuando la primera señal electromagnética reflejada choca con la pala de rotor, y (e) determinar la una o más propiedades de la pala de rotor analizando la primera señal electromagnética y la segunda señal electromagnética.
Este aspecto de la invención se basa esencialmente en la misma idea que el primer aspecto analizado anteriormente. Debe señalarse que se han descrito realizaciones de la invención con referencia a diferentes objetos. En particular, algunas realizaciones se han descrito con referencia a reivindicaciones de tipo de método, mientras que otras realizaciones se han descrito con referencia a reivindicaciones de tipo de aparato. Sin embargo, un experto en la materia deducirá de la descripción anterior y siguiente que, a menos que se indique lo contrario, además de cualquier combinación de características pertenecientes a un tipo de objeto, también cualquier combinación de características relacionadas con diferentes objetos, en particular, a combinaciones de características de las reivindicaciones de tipo de método y características de las reivindicaciones de tipo de aparato, es parte de la divulgación del presente documento.
Los aspectos definidos anteriormente y aspectos adicionales de la presente invención son evidentes a partir de los ejemplos de realizaciones que se describirán a continuación y se explican con referencia a los ejemplos de realizaciones. La invención se describirá con más detalle a continuación con referencia a ejemplos de realizaciones. Sin embargo, se indica explícitamente que la invención no se limita a los ejemplos de realización descritos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una sección esquemática de una turbina eólica que incluye realizaciones de la presente invención. La figura 2 muestra una vista esquemática de un aparato según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 3 muestra otra vista esquemática del aparato de la figura 2.
La figura 4 muestra un reflector según una realización a modo de ejemplo de la invención.
La figura 5 muestra un reflector según otra realización a modo de ejemplo de la invención.
La figura 6 muestra un reflector según otra realización a modo de ejemplo de la invención.
Descripción detallada
La ilustración en el dibujo es esquemática. Se observa que, en diferentes figuras, elementos similares o idénticos se proporcionan con los mismos números de referencia o con números de referencia que difieren solo en el primer dígito. La figura 1 muestra una vista en sección transversal parcial de una turbina 1 eólica que incluye un aparato 10 para detectar una o más propiedades de una pala 4 de rotor de acuerdo con la invención.
Más específicamente, la turbina 1 eólica comprende una torre 2, que está montada sobre unos cimientos no representados. Una góndola 3 está dispuesta en la parte superior de la torre 2. Entre la torre 2 y la góndola 3 se proporciona un dispositivo de ajuste del ángulo de guiñada (no mostrado), que es capaz de hacer rotar la góndola alrededor de un eje de guiñada vertical Z. La turbina 1 eólica comprende además un rotor 5 eólico que tiene una o más palas 4 de rotor (en la perspectiva de la figura 1 solo son visibles dos palas 4). El rotor 5 eólico puede rotar alrededor de un eje de rotación Y. En general, cuando no se especifica de otra manera, los términos axial, radial y circunferencial a continuación se hacen con referencia al eje de rotación Y. Las palas 4 de rotor se extienden radialmente con respecto al eje de rotación Y. La turbina 1 eólica comprende un generador 6 eléctrico que tiene un estator 11 y un rotor 12. El rotor 12 es rotatorio con respecto al estator 11 alrededor del eje de rotación Y para generar energía eléctrica. El generador 6 eléctrico y la generación de energía eléctrica a través de la presente invención no es un objeto específico de la presente invención y, por lo tanto, no se describirá con mayor detalle.
El aparato 10 para detectar una o más propiedades de una o más palas 4 de rotor durante el funcionamiento de la turbina eólica comprende:
- al menos un cable 20 radiante dispuesto alrededor de una circunferencia de la torre (2),
- un transmisor 30 electromagnético conectado al al menos un cable 20 radiante,
- un reflector 35 para desviar y/o enfocar señales electromagnéticas filtradas o emitidas por el al menos un cable 20 radiante,
- un receptor 40 electromagnético conectado al al menos un cable 20 radiante,
- al menos una resistencia/impedancia 50 final o terminación conectada al al menos un cable 20 radiante, y - una unidad 300 de procesamiento conectada al transmisor 30 electromagnético y al receptor 40 electromagnético.
El cable 20 radiante es un componente de comunicación alargado, que filtra una onda electromagnética que se transmite a lo largo del componente. El cable 20 radiante puede estar constituido por un cable coaxial radiante o una guía de ondas radiante o una línea de cinta radiante. El cable 20 radiante está conectado a un transmisor 30 electromagnético para transmitir una primera señal 100 electromagnética a lo largo del cable 20 radiante.
Con referencia también a la figura 2, el cable 20 radiante comprende una pluralidad de ranuras (no mostradas) que permiten que la primera señal 100 electromagnética se filtre del cable 20 radiante en toda su longitud hacia el reflector y hacia la pala 4 de rotor (objeto objetivo). Las ranuras pueden, según posibles realizaciones, distribuirse regularmente a lo largo del cable 20 radiante. Según otras posibles realizaciones de la presente invención, el cable 20 radiante es un cable coaxial normal con baja cobertura óptica del conductor exterior (malla o ranuras/aberturas), que también filtra ondas electromagnéticas.
El cable 20 radiante puede estar provisto de un sistema de calentamiento (no mostrado) en caso de que sean posibles condiciones severas de heladas. El calentamiento puede proporcionarse por aire que fluye entre los conductores interior y exterior o por corriente eléctrica que circula por los conductores interior o exterior del cable 20 radiante.
La primera señal 100 electromagnética puede ser, según posibles realizaciones, una señal de radar o una señal ultrasónica. En los casos en los que la primera señal 100 electromagnética es una señal de radar o una señal ultrasónica, el cable 20 radiante se configura preferiblemente como un cable coaxial radiante. Según otras realizaciones, particularmente cuando la primera señal 100 electromagnética es de mayor frecuencia, el cable 20 radiante está configurado preferiblemente como una guía de ondas radiante.
En general, según diferentes realizaciones de la presente invención, la primera señal 100 electromagnética puede ser de cualquier frecuencia, siempre que pueda transmitirse a la pala 4 de rotor y reflejarse mediante el reflector 35 y la pala 4 de rotor.
Cuando la primera señal 100' electromagnética reflejada incide en o cocha con la pala 4 de rotor, una segunda señal 200 electromagnética reflejada se transmite hacia el cable radiante. La pluralidad de ranuras del cable 20 radiante permite que la segunda señal 200 electromagnética se filtre al cable 20 radiante y se propague hacia el receptor 40 electromagnético.
El reflector 35 está dispuesto en las proximidades del cable 20 radiante para desviar y/o enfocar la primera señal 100 electromagnética filtrada desde el cable 20 radiante en una dirección predeterminada hacia una posición por donde pasará la pala 4 de rotor. Dicho de otro modo, el reflector 35 forma una primera señal 100' electromagnética reflejada (y enfocada), que a su vez es reflejada por la pala de rotor y regresa hacia el cable 20 radiante como la segunda señal 200 electromagnética. Enfocando la primera señal 100 electromagnética filtrada, se puede obtener una relación señalruido mejorada con un menor consumo de energía. Para que esto funcione de manera óptima, es importante disponer el cable 20 radiante y el reflector 35 en una relación espacial adecuada entre sí, de manera que el cable 20 radiante no bloquee ni atenúe las primeras señales 100' electromagnéticas reflejadas. También se mejora el aislamiento entre las señales del receptor (Rx) y del transmisor (Tx).
La unidad 300 de procesamiento analiza la primera señal 100 electromagnética y la segunda señal 200 electromagnética para determinar las propiedades de la pala 4 de rotor, tal como la posición, la velocidad, la distancia desde la torre, la dirección, el tamaño y el estado de suciedad de la pala 4 de rotor. Según los principios conocidos (de radar) con respecto a la amplitud, fase, efecto Doppler y ToF (tiempo de vuelo), la unidad 300 de procesamiento puede comparar la primera señal 100 electromagnética y la segunda señal 200 electromagnética causada por un objeto en movimiento (es decir, la pala 4 de rotor) y, en consecuencia, determinar la velocidad y/o la posición y/o la dirección y/o el tamaño de tal objeto. La posición del objeto puede ser un ángulo con respecto a un eje de rotación o la posición tridimensional con respecto a un sistema de ejes cartesianos.
Como se muestra en la figura 2, una realización del aparato 10 puede comprender solo un cable 20 radiante. El cable 20 radiante se extiende entre un primer extremo 21 y un segundo extremo 22. El primer extremo 21 está conectado a un transmisor 30 electromagnético. El segundo extremo 22 está conectado a un receptor 40 electromagnético. El aparato 10 se usa para detectar la posición de una pala 4 de rotor de la turbina 1 eólica. Según la presente invención, las posiciones de todas las palas 4 rotatorias de la turbina 1 eólica son detectables.
El cable 20 radiante no debe conectarse directamente al transmisor 30 electromagnético y al receptor 40 electromagnético, por ejemplo, se puede interponer un cable de alimentación no radiante (es decir, un cable coaxial normal) entre el cable 20 radiante y el transmisor 30 electromagnético y/ o el receptor 40 electromagnético. Un cable coaxial normal puede conectarse directamente al transmisor 30 electromagnético y al receptor 40 electromagnético o puede usarse para la interconexión.
Según otras realizaciones de la presente invención, el objeto objetivo puede ser la góndola 2 para la detección de la posición de la góndola alrededor del eje de guiñada vertical Z. Según otras realizaciones de la presente invención, otros objetos objetivo pueden detectarse en un área que comprende una turbina 1 eólica, por ejemplo, animales o intrusos u olas cambiantes (en aplicaciones en alta mar).
El cable 20 radiante y el reflector 35 de la figura 2 se muestran como elementos rectilíneos. Aunque se pueden usar elementos rectilíneos, debe entenderse que el cable 20 radiante y el reflector 35 pueden estar configurados geométricamente como arcos o bucles que rodean la circunferencia de la torre 2.
Una configuración de este tipo se muestra en la figura 3, donde tanto el reflector 35 como el cable 20 radiante están configurados geométricamente como bucles circulares concéntricos que rodean la torre 2. Aquí, el reflector 35 está dispuesto directamente sobre la superficie exterior de la torre 2 y el cable radiante está dispuesto a cierta distancia tanto de la superficie de la torre como del reflector 35. Generalmente, el reflector 35 y el cable 20 radiante estarán dispuestos a alturas algo diferentes para evitar que el cable 20 radiante bloquee la señal enfocada desde el reflector 35.
Según otras realizaciones de la presente invención, cualquier otra configuración geométrica es posible, siempre que la primera señal 100 electromagnética pueda transmitirse hacia el objeto objetivo y la segunda señal 200 electromagnética pueda ser reflejada por el objeto objetivo hacia el cable 20 radiante.
El cable 20 radiante, el transmisor 30 electromagnético y el receptor 40 electromagnético están instalados sobre la torre 2.
Según otras realizaciones de la presente invención, el cable 20 radiante, el transmisor 30 electromagnético y el receptor 40 electromagnético no pueden instalarse directamente sobre la turbina 1 eólica, sino que pueden estar separados de la turbina 1 eólica.
La figura 4, la figura 5 y la figura 6 muestran varias realizaciones a modo de ejemplo de un reflector 35. En la realización a modo de ejemplo que se muestra en la figura 4, el cable 20 radiante está dispuesto en un punto de enfoque central del reflector 35. En la realización a modo de ejemplo que se muestra en la figura 5, el cable 20 radiante está dispuesto en un punto de enfoque desplazado del reflector 35. En la realización a modo de ejemplo de la figura 6, se usa una disposición bifocal en la que el cable 20 radiante está dispuesto en un primer punto de enfoque del reflector 35, mientras que un segundo punto de enfoque se sitúa donde se prevé el paso de la pala 4 de rotor (u otro objeto que se va a ser detectado).
Según otras realizaciones de la presente invención (no mostradas), el aparato 10 puede comprender una pluralidad de cables 20 radiantes con más de dos cables 20 radiantes. Dicha pluralidad de cables 20 radiantes comprende un primer y un segundo grupo de cables 20 radiantes conectados respectivamente a uno o más transmisores 30 electromagnéticos y a uno o más receptores 40 electromagnéticos. Cada uno de la pluralidad de cables 20 radiantes puede configurarse geométricamente de manera conveniente para seguir de manera óptima las trayectorias de los objetos objetivo o de una pluralidad de objetos objetivo.
Debe indicarse que el término “que comprende” no excluye otros elementos o etapas, y “un” o “una” no excluye una pluralidad. También se pueden combinar elementos descritos en asociación con diferentes realizaciones. También debe tenerse en cuenta que los signos de referencia en las reivindicaciones no deben interpretarse como una limitación del alcance de las reivindicaciones.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Aparato (10) para detectar una o más propiedades de una pala (4) de rotor durante el funcionamiento de una turbina (1) eólica, comprendiendo la turbina (1) eólica una torre (2), una góndola (3) y la pala (4) de rotor, comprendiendo el aparato:
    al menos un cable (20) radiante configurado para disponerse alrededor de una circunferencia de la torre (2), un transmisor (30) electromagnético conectado al al menos un cable (20) radiante y configurado para transmitir una primera señal (100) electromagnética a lo largo del al menos un cable (20) radiante, un reflector (35) para desviar y/o enfocar la primera señal (100) electromagnética en una dirección predeterminada, formando así una primera señal (100') electromagnética reflejada,
    un receptor (40) electromagnético conectado al al menos un cable (20) radiante y configurado para recibir una segunda señal (200) electromagnética desde el al menos un cable (20) radiante, reflejándose dicha segunda señal (200) electromagnética desde la pala (4) de rotor cuando la primera señal (100) electromagnética reflejada choca con la pala (4) de rotor, y
    una unidad (300) de procesamiento conectada al transmisor (30) electromagnético y al receptor (40) electromagnético y configurada para determinar la una o más propiedades de la pala (4) de rotor analizando la primera señal (100) electromagnética y la segunda señal (200) electromagnética.
  2. 2. Aparato según la reivindicación anterior, en el que el reflector está configurado para disponerse entre la circunferencia de la torre (2) y el al menos un cable radiante.
  3. 3. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un cable radiante está configurado para emitir la primera señal electromagnética hacia la torre (2).
  4. 4. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reflector comprende una única unidad reflectora integral o una pluralidad de unidades reflectoras configuradas para distribuirse alrededor de la circunferencia de la torre.
  5. 5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reflector está configurado además para desviar y/o enfocar la segunda señal electromagnética hacia una porción predeterminada del al menos un cable (20) radiante.
  6. 6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una unidad de ajuste del reflector para ajustar la dirección predeterminada.
  7. 7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un cable (20) radiante comprende un primer cable radiante y un segundo cable radiante, estando el primer cable radiante conectado al transmisor (30) electromagnético y estando el segundo cable radiante conectado al receptor (40) electromagnético.
  8. 8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un cable (20) radiante está configurado geométricamente para formar un arco alrededor de la torre (2) o un bucle que rodea la torre (2).
  9. 9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un cable (20) radiante y/o el transmisor (30) electromagnético y/o el receptor (40) electromagnético están instalados sobre la torre (2) o dentro de la torre (2).
  10. 10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera señal (100) electromagnética y la segunda señal (200) electromagnética son señales de radar o señales ultrasónicas.
  11. 11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un cable (20) radiante es un cable coaxial radiante o una guía de ondas radiante.
  12. 12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una o más propiedades de la pala (4) de rotor comprenden una o más de una posición de la pala de rotor, una velocidad de la pala de rotor, una distancia de la pala de rotor desde la torre, un tamaño de la pala de rotor y un estado de suciedad de la pala de rotor o cambios estructurales dentro de la pala de rotor.
  13. 13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una unidad de ajuste del cable radiante para ajustar una dirección de emisión de la primera señal electromagnética procedente del al menos un cable radiante.
    Turbina (1) eólica, que comprende
    una torre (2),
    una góndola (3),
    al menos una pala (4) de rotor, y
    un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando el aparato dispuesto para detectar una o más propiedades de la pala (4) de rotor durante el funcionamiento de la turbina (1) eólica.
    Método para detectar una o más propiedades de una pala (4) de rotor durante el funcionamiento de una turbina (1) eólica, comprendiendo la turbina (1) eólica una torre (2) y una góndola (3), comprendiendo el método:
    disponer al menos un cable (20) radiante alrededor de una circunferencia de la torre (2),
    transmitir una primera señal (100) electromagnética a lo largo del al menos un cable (20) radiante, desviar y/o enfocar la primera señal (100) electromagnética en una dirección predeterminada, formando así una primera señal electromagnética reflejada,
    recibir una segunda señal (200) electromagnética desde el al menos un cable (20) radiante, reflejándose dicha segunda señal (200) electromagnética desde la pala (4) de rotor cuando la primera señal (100) electromagnética reflejada choca con la pala (4) de rotor, y
    determinar la una o más propiedades de la pala (4) de rotor analizando la primera señal (100) electromagnética y la segunda señal (200) electromagnética.
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