JP2014513768A - ヨーイングによって動力出力を制御する2枚羽根付き揺動ヒンジ風力タービンにおいて動力出力を制御するために必要とされるヨートルクを最小にするためのシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組込まれる、2011年5月6日に出願された米国仮出願第61/483,397号に対して優先権を主張する。
−シャフト運転速度センサ(すなわち、ピックアップ)、
−ロータ軸絶対方向センサ(すなわち、ドライブトレインベッドプレートと塔との間のエンコーダ)、
−風の相対的向きセンサ(すなわち、タービンルーフによって支持される風向き翼)
であり、風速センサは、ヨーイングによって動力を制御するために必要でなく、カットイン未満の風速およびカットアウトを超える風速についてタービンをシャットダウンさせ、カットインより高くかつカットアウトより低い風速に関して稼働を可能にすることが必要であるだけである。
特許、特許出願、特許公報、定期刊行物、本、論文、ウェブコンテンツなどの他の文書に対する参照および引用が、本開示全体を通して行われた。全てのこうした文書は、全ての目的のために参照によりその全体を本明細書に組込まれる。
本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。したがって、先の実施形態は、全ての点で、本明細書で述べる発明に関して制限としてではなく例証であると考えられる。そのため、本発明の範囲は、先の説明によってではなく、添付特許請求の範囲によって指示され、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変更は、したがって、本明細書に包含されることが意図される。
Claims (17)
- 揺動ヒンジを有するアップウィンド型2枚羽根付き風力タービンの動力出力を制限するために必要とされるヨートルクを最小にするための方法において、前記タービンは、(到来する風から見て)時計方向に運転するように設計されたロータを有し、塔の頂上のナセル内に収容される、方法であって、
風向きと別の方向に(ナセルの上から見て)反時計方向にロータ軸をヨーイングすることであって、それにより、ロータトルクを前記ロータトルクの定格値に保ちながら、定格風速より高い風速について動力出力を制限する、ヨーイングすることを含む方法。 - 揺動ヒンジを有するアップウィンド型2枚羽根付き風力タービンをシャットダウンするために必要とされるヨートルクを最小にするための方法において、前記タービンは、(到来する風から見て)時計方向に運転するように設計されたロータを有し、塔の頂上のナセル内に収容される、方法であって、
風向きと90°別の方向に(ナセルの上から見て)反時計方向にロータ軸をヨーイングすることであって、それにより、前記タービンをシャットダウンさせる、ヨーイングすることを含む方法。 - 揺動ヒンジを有するアップウィンド型2枚羽根付き風力タービンの動力出力を制限するために必要とされるヨートルクを最小にするための方法において、前記タービンは、(到来する風から見て)反時計方向に運転するように設計されたロータを有し、塔の頂上のナセル内に収容される、方法であって、
風向きと別の方向に(ナセルの上から見て)時計方向にロータ軸をヨーイングすることであって、それにより、ロータトルクが前記ロータトルクを定格値に保ちながら、定格風速より高い風速について動力出力を制限する、ヨーイングすることを含む方法。 - 揺動ヒンジを有するアップウィンド型2枚羽根付き風力タービンをシャットダウンするために必要とされるヨートルクを最小にするための方法において、前記タービンは、(到来する風から見て)反時計方向に運転するように設計されたロータを有し、塔の頂上のナセル内に収容される、方法であって、
風向きと90°別の方向に(ナセルの上から見て)時計方向にロータ軸をヨーイングすることであって、それにより、前記タービンをシャットダウンさせる、ヨーイングすることを含む方法。 - 中央コントローラおよび従属ヨーイング作動システムによってヨーイングを制御することをさらに含む請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、ロータ速度センサおよび風の相対的向きセンサから信号を受信する請求項5に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、実際の定格運転速度を所望の運転速度と比較する請求項5に記載の方法。
- 前記所望の運転速度は、前記定格ロータ運転速度になどしい請求項7に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、速度誤差を積分し、任意選択で、前記速度誤差を非線形利得アルゴリズムによって補正することによって所望のヨー角を計算する請求項5に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、前記所望のヨー角を、検知される相対的風向きと比較し、ロータ軸変更のための方向を計算する請求項9に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、請求項1から4に記載のロータの回転に対する風向きに関して、動力制限またはシャットダウンの好ましい方向に常に留まるよう、上から見た、ナセルに指令指示する請求項5に記載の方法。
- 定格風速より高い風速の場合、ロータトルクが一定に保たれている間に、ロータ運転速度が定格運転速度より増加する場合、前記中央コントローラは、前記タービンの動力出力を制限するために、動力制限の好ましい方向にナセルをさらに移動させるよう、ヨーシステムに指令する請求項11に記載の方法。
- 定格風速より高い風速の場合、ロータトルクが一定に保たれている間に、ロータ運転速度が定格運転速度より減少する場合、前記中央コントローラは、前記タービンの動力出力を維持するために、動力制限の好ましい方向と反対の方向にナセルをさらに移動させるよう、前記ヨーシステムに指令する請求項11に記載の方法。
- 前記中央コントローラは、高周波の風の乱れをさらにろ過して取除く請求項5に記載の方法。
- ロータ軸をヨーイングすることは、羽根の揺動振幅を低減する請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記揺動振幅は、羽根が水平位置にあるときより垂直位置にあるときにより多く低減される請求項15に記載の方法。
- 前記垂直位置における羽根に関する前記揺動振幅の低減は、ハブオーバハングを最小にする、または、羽根先端と塔との間の隙間を最大にする請求項16に記載の方法。
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