JP2017515033A - 浮体式基礎及び位置調整制御システムを有する風力タービン並びにその位置調整制御方法 - Google Patents
浮体式基礎及び位置調整制御システムを有する風力タービン並びにその位置調整制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
− 頂部及び底部を有する風力タービンタワーと、
− 風力タービンタワーの頂部に配置されたナセルと、
− ナセルに回転自在に取付けられたロータハブと、
− 先端端部と、ロータハブに組付けられた翼根元とを有する1つ又は複数のピッチング可能な風力タービン翼と、
− 風力タービンタワーの底部に組付けられた上部部分を有する浮体式基礎であって、沖合の位置に設置されるように構成された浮体式本体を備える浮体式基礎と、
− 複数の懸垂線(catenary)の係留索を有する係留システムであって、浮体式基礎と海底上に配置された少なくとも1つのアンカーとに接続される係留システムと、を備え、 − 風力タービン構造は、風力タービン翼をピッチング(pitch)させるように構成されたピッチシステムに少なくとも接続された少なくとも1つの制御ユニットを備える、
風力タービン構造に関する。
− 第1風速よりも速い平均風速において風力タービン翼をピッチ角にピッチングさせ、このピッチングが制御ユニットによって制御されるステップと、
− 少なくとも水平面内の予め決められた位置に対して風力タービン構造を移動させるステップと、
を含む。
− 少なくとも1つの測定ユニットが制御ユニットに接続され、且つ、水平面内の少なくとも1つの軸線に沿って風力タービン構造の軸方向移動を測定するように構成されており、制御ユニットは、予め決められた位置に対する風力タービン構造の相対的移動を決定するように構成されており、
− 制御ユニットは、更に、係留システムにおける揺動運動を減衰させるために、相対的移動に基づいてロータに作用する推力を調整することによって、水平面内で風力タービン構造を移動させるように構成されている、
ことを特徴とする風力タービン構造によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力か、
− 少なくとも1つの係留索の角度か、又は、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動、
を決定するように構成されている。
− 水平面における風力タービン構造の軸方向移動を測定するステップと、
− 風力タービン構造の相対的移動を決定するステップと、を含み、
− 風力タービン構造を移動させるステップが、係留システムにおける揺動運動を減衰させるために、相対的移動に基づいて、風力タービン構造のロータに作用する推力を調節することを含む、
ことを特徴とする制御方法によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の角度を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動を測定することと、
を含む。
2 基礎
3 風力タービンタワー
4 ナセル
5 ヨーシステム
6 ロータハブ
7 風力タービン翼
8 先端端部
9 翼根元
10 ピッチシステム
11 翼部分
12 浮体式本体
13 海面
14 係留システム
15 海底
16 係留索
17 アンカー
18 重り要素
19 電気ケーブル
20 第1浮体式要素
21 スラスター
22 第2浮体式要素
23 第1グラフ
24 水平移動
25 垂直移動
26 第2グラフ
27 第3グラフ
28 係留力
− 頂部及び底部を有する風力タービンタワーと、
− 風力タービンタワーの頂部に配置されたナセルと、
− ナセルに回転自在に取付けられたロータハブと、
− 先端端部と、ロータハブに組付けられた翼根元とを有する1つ又は複数のピッチング可能な風力タービン翼と、
− 風力タービンタワーの底部に組付けられた上部部分を有する浮体式基礎であって、沖合の位置に設置されるように構成された浮体式本体を備える浮体式基礎と、
− 複数の懸垂線(catenary)の係留索を有する係留システムであって、浮体式基礎と海底上に配置された少なくとも1つのアンカーとに接続される係留システムと、を備え、風力タービン構造は、風力タービン翼をピッチング(pitch)させるように構成されたピッチシステムに少なくとも接続された少なくとも1つの制御ユニットと、制御ユニットに接続された少なくとも1つの測定ユニットと、を備え、測定ユニットが、水平面における少なくとも1つの軸線に沿った風力タービン構造の軸方向移動を測定するように構成されている、
風力タービン構造に関する。
− 第1風速よりも速い平均風速において風力タービン翼をピッチ角にピッチングさせ、ピッチングが制御ユニットによって制御されるステップと、
− 水平面における風力タービン構造の軸方向移動を測定するステップと、
− 予め定められた位置に対する風力タービン構造の相対的移動を決定するステップと、
− 少なくとも水平面内の予め決められた位置に対して風力タービン構造を移動させるステップと、
を含む。
− 制御ユニットは、予め決められた時間窓の範囲内で1つの軸線に沿った少なくとも2つの方向における予め決められた位置に対する風力タービン構造の相対的移動を検出するように構成されており、
− 2つの反対方向の移動が検出された場合に、制御ユニットは、係留システムにおける不断の摩耗を低減させるために、相対的移動に基づいてロータに作用する推力を調整することによって、水平面内で風力タービン構造を移動させるように構成されている、
ことを特徴とする風力タービン構造によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力か、
− 少なくとも1つの係留索の角度か、又は、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動、
を決定するように構成されている。
制御ユニットが、予め決められた時間窓の範囲内で1つの軸線に沿った少なくとも2つの方向における風力タービン構造の相対的移動を検出し、
− 風力タービン構造を移動させるステップが、2つの反対方向の移動が検出された場合に、係留システムにおける不断の摩耗を低減させるために、相対的移動に基づいて、風力タービン構造のロータに作用する推力を調節することを含む、
ことを特徴とする制御方法によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の角度を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動を測定することと、
を含む。
2 基礎
3 風力タービンタワー
4 ナセル
5 ヨーシステム
6 ロータハブ
7 風力タービン翼
8 先端端部
9 翼根元
10 ピッチシステム
11 翼部分
12 浮体式本体
13 海面
14 係留システム
15 海底
16 係留索
17 アンカー
18 重り要素
19 電気ケーブル
20 第1浮体式要素
21 スラスター
22 第2浮体式要素
23 第1グラフ
24 水平移動
25 垂直移動
26 第2グラフ
27 第3グラフ
28 係留力
− 頂部及び底部を有する風力タービンタワーと、
− 風力タービンタワーの頂部に配置されたナセルと、
− ナセルに回転自在に取付けられたロータハブと、
− 先端端部と、ロータハブに組付けられた翼根元とを有する1つ又は複数のピッチング可能な風力タービン翼と、
− 風力タービンタワーの底部に組付けられた上部部分を有する浮体式基礎であって、沖合の位置に設置されるように構成された浮体式本体を備える浮体式基礎と、
− 複数の懸垂線(catenary)の係留索を有する係留システムであって、浮体式基礎と海底上に配置された少なくとも1つのアンカーとに接続される係留システムと、を備え、風力タービン構造は、風力タービン翼をピッチング(pitch)させるように構成されたピッチシステムに少なくとも接続された少なくとも1つの制御ユニットと、制御ユニットに接続された少なくとも1つの測定ユニットと、を備え、測定ユニットが、水平面における少なくとも1つの軸線に沿った風力タービン構造の軸方向移動を測定するように構成されている、
風力タービン構造に関する。
− 第1風速よりも速い平均風速において風力タービン翼をピッチ角にピッチングさせ、ピッチングが制御ユニットによって制御されるステップと、
− 水平面における風力タービン構造の軸方向移動を測定するステップと、
− 予め定められた位置に対する風力タービン構造の相対的移動を決定するステップと、
− 少なくとも水平面内の予め決められた位置に対して風力タービン構造を移動させるステップと、
を含む。
− 制御ユニットは、予め決められた時間窓の範囲内で1つの軸線に沿った少なくとも2つの方向における予め決められた位置に対する風力タービン構造の相対的移動を検出するように構成されており、
− 2つの反対方向の移動が検出された場合に、制御ユニットは、係留システムにおける不断の摩耗を低減させるために、相対的移動に基づいてロータに作用する推力を調整することによって、水平面内で風力タービン構造を移動させるように構成されている、
ことを特徴とする風力タービン構造によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力か、
− 少なくとも1つの係留索の角度か、又は、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動、
を決定するように構成されている。
制御ユニットが、予め決められた時間窓の範囲内で1つの軸線に沿った少なくとも2つの方向における風力タービン構造の相対的移動を検出し、
− 風力タービン構造を移動させるステップが、2つの反対方向の移動が検出された場合に、係留システムにおける不断の摩耗を低減させるために、相対的移動に基づいて、風力タービン構造のロータに作用する推力を調節することを含む、
ことを特徴とする制御方法によって達成される。
− 係留索の少なくとも1つにおける張力を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の角度を測定することと、
− 少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動を測定することと、
を含む。
2 基礎
3 風力タービンタワー
4 ナセル
5 ヨーシステム
6 ロータハブ
7 風力タービン翼
8 先端端部
9 翼根元
10 ピッチシステム
11 翼部分
12 浮体式本体
13 海面
14 係留システム
15 海底
16 係留索
17 アンカー
18 重り要素
19 電気ケーブル
20 第1浮体式要素
21 スラスター
22 第2浮体式要素
23 第1グラフ
24 水平移動
25 垂直移動
26 第2グラフ
27 第3グラフ
28 係留力
Claims (14)
- 風力タービン構造であって、
− 頂部及び底部を有する風力タービンタワーと、
− 前記風力タービンタワーの頂部に配置されたナセルと、
− 前記ナセル上に回転自在に組付けられたロータハブと、
− 先端端部と、前記ロータハブに組付けられた翼根元とを有する1つ又は複数のピッチング可能な風力タービン翼と、
− 前記風力タービンタワーの底部に組付けられた上部部分を有する浮体式基礎であって、沖合の位置に設置されるように構成された浮体式本体を備える浮体式基礎と、
− 複数の懸垂線の係留索を有する係留システムであって、基礎と海底上に配置された少なくとも1つのアンカーとに接続される係留システムと、を備え、
− 前記風力タービン構造は、前記風力タービン翼をピッチングさせるように構成されたピッチシステムに少なくとも接続された少なくとも1つの制御ユニットを備える、
風力タービン構造において、
− 少なくとも1つの測定ユニットが、前記制御ユニットに接続され、且つ、水平面内の少なくとも1つの軸線に沿った前記風力タービン構造の軸方向移動を測定するように構成されており、前記制御ユニットは、予め決められた位置に対する前記風力タービン構造の相対的移動を決定するように構成されており、
− 前記制御ユニットは、更に、前記係留システムにおける揺動運動を減衰させるために、前記相対的移動に基づいてロータに作用する推力を調整することによって、水平面内で前記風力タービン構造を移動させるように構成されている、
ことを特徴とする風力タービン構造。 - 前記制御ユニットは、第1方向と第2方向とにおける前記相対的移動を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の風力タービン。
- 前記制御ユニットは、前記相対的移動を少なくとも1つの閾値と比較するように構成されており、前記制御ユニットは、前記相対的移動が該閾値を超える場合に、前記ロータに作用する前記推力を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の風力タービン。
- 前記制御ユニットは、前記相対的移動に基づいて最適なピッチ角を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の風力タービン。
- 前記制御ユニットは、更に、前記風力タービンタワーに対して前記ナセル及び前記ロータをヨーイングさせるように構成されたヨーシステムに接続されており、前記制御ユニットは、前記相対的移動に基づいて最適なヨー角を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の風力タービン。
- 前記測定ユニットが前記係留システムに対して配置されており、前記制御ユニットが、更に、少なくとも、
− 前記係留索の少なくとも1つにおける張力か、
− 前記少なくとも1つの係留索の角度か、又は、
− 前記少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動、
を決定するように構成されている、
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の風力タービン。 - 前記測定ユニットは、前記風力タービン構造に対して配置され、且つ、前記風力タービン構造の位置、例えば地球上の位置又は局所的な位置を測定するように構成されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の風力タービン。
- 前記風力タービン翼の少なくとも1つが、第1空気力学的プロファイルを有する内側翼部分と、第2空気力学的プロファイルを有する外側翼部分とを備え、前記ピッチシステムは、2つの翼部分の間に配置され、且つ、第1風速を超える風速で前記内側翼部分に対して前記外側翼部分をピッチングさせるように構成されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の風力タービン。
- 請求項1から8のいずれか1項に規定されるような風力タービン構造を制御する方法であって、
− 第1風速よりも速い平均風速において風力タービン翼を所定のピッチ角にピッチングさせるステップと、
− 少なくとも水平面内の予め決められた位置に対して前記風力タービン構造を移動させるステップと、
を含む方法において、
− 水平面における前記風力タービン構造の軸方向移動を測定するステップと、
− 前記風力タービン構造の前記相対的移動を決定するステップと、
− 前記風力タービン構造を移動させるステップが、前記係留システムにおける揺動運動を減衰させるために、前記相対的移動に基づいて、前記風力タービン構造のロータに作用する前記推力を調節することを含む、
ことを特徴とする方法。 - 前記相対的移動を決定するステップは、第1方向と第2方向とにおける前記相対的移動を決定することを含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記相対的移動は少なくとも1つの閾値と比較され、前記閾値を超える場合には、前記ロータにおける推力が調整されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記風力タービン翼の少なくとも一部分が、前記相対的移動に基づいた最適なピッチ角にピッチングさせられ、及び/又は、前記ナセルが、前記相対的移動に基づいた最適なヨー角にヨーイングさせられることを特徴とする、請求項9から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記軸方向移動を測定するステップは、少なくとも、
前記係留索の少なくとも1つにおける張力を測定することと、
前記少なくとも1つの係留索の角度を測定することと、
前記少なくとも1つの係留索の弾性応答、例えば相対的移動を測定すること、
を含むことを特徴とする、請求項9から12のいずれか1項に記載の方法。 - 前記風力タービン構造は、複数の懸垂線の係留索を備える係留システムによって海底に係留され、1つ又は複数の要素、例えば重り要素が、前記係留システムの少なくとも一部分の移動を低減させるために、前記係留システム上に設置されることを特徴とする、請求項9から13のいずれか1項に記載の方法。
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