NO324138B1 - Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel - Google Patents
Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel Download PDFInfo
- Publication number
- NO324138B1 NO324138B1 NO20062052A NO20062052A NO324138B1 NO 324138 B1 NO324138 B1 NO 324138B1 NO 20062052 A NO20062052 A NO 20062052A NO 20062052 A NO20062052 A NO 20062052A NO 324138 B1 NO324138 B1 NO 324138B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ice
- snow
- structural part
- control unit
- frequency
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 18
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 18
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/20—Means for detecting icing or initiating de-icing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/40—Ice detection; De-icing means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/80—Diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/70—Type of control algorithm
- F05B2270/708—Type of control algorithm with comparison tables
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
For å fjerne snø eller is fra en utsatt konstruksjonsdel (1) ved hjelp av elektrisk strøm i en utrustning (3) for varmeangivelse, styres effekt-tilførsel med en styringsenhet (1 3) som opererer på basis av fysiske parameterverdier som måles med sensorer (4, 14, 15, 17, 18, 19) ved konstruksjonsdelen (1), samt på basis av historiske data om snø- og isforhold De aktuelle inndata er effektiv overflatetemperatur på konstruksjonsdelen (1) samt snø/ismengde på konstruksjonsdelen (1), lufttemperatur, vindhastighet, nedbør, bevegelseshastighet for konstruksjonsdelen (1) og vibrasjoner i den Disse inndata sammenholdes i styringsenheten (13) med lagrede historiske data. Styringsenheten (13) beregner så med lagrede algoritmer om effekttilførsel er nødvendig, og i så fall også nødvendige verdier på strømstyrke og frekvens, idet frekvensen påvirker en tidskonstant for endring i konstruksjonsdelens overflatetemperatur Styringsenheten gir så start- eller stoppsignal samt utstyringssignal til en utrustning (11) for kraftforsyning, og styringsenheten oppdaterer så sine historiske data med nye data. Fortrinnsvis anvendes oppfinnelsen på vindturbin-vingeblader
Description
INNLEDNING
Forliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for styring av tilførsel av elektrisk effekt for motvirkning av isdannelse eller fjerning av snø/is fra en konstruksjonsdel. I praksis vil det dreie seg hovedsakelig om å fjerne eller hindre belegg av snø eller is på en vindturbin-vinge, men oppfinnelsen vil også ha anvendelsesområde for flyvinger, helikopterrotorer og i særdeleshet bevegelige, men også stasjonære konstruksjonsdeler anordnet i det fri slik som oljeinstallasjoner i arktiske strøk.
TEKNOLOGIENS STILLING
Det er i dag globalt sett et sterkt ønske om å anvende energikilder som ikke representerer en fare for miljøet. I slik sammenheng er en potensiell utnyttelse av energien som er knyttet til vind, en meget interessant løsning. Vindkraft er derfor i sterk fremgang som kilde for produksjon av miljøvennlig energi rundt om i verden.
Store deler av vindkraftressursene ligger i områder der det er et klima som representerer en ulempe for drift av vindturbiner, på grunn av at det danner seg is eller snø på vitale deler av turbinene. Dette medfører stans av turbinene, hvilket gir økte kostnader og reduserte inntekter ved anlegget, noe som igjen medfører at tilstrekkelig lønnsomhet til å investere i vindkraftproduksjon ikke er tilstede. Dermed kan et betydelig energipotensiale bli værende uutnyttet.
Det finnes i dag noen metoder for å håndtere problemet med dannelse av snø og is på vindturbiner. Disse metodene er imidlertid både kostnadskrevende og teknisk kompliserte, og representerer økte kostnader både ved bygging og under drift av anlegget.
Fra US patent nr. 6,612,810 er kjent en vindturbin hvor det er anordnet en tynn metallfolie i turbinvingene. Elektrisk strøm kan sendes gjennom metallfolien som således fungerer som varmeelement og er i stand til å smelte is eller snø som måtte legge seg på vingen. Metallfolien kan være laminert inne i vingens overflate, eller den kan festes på utsiden av overflaten, for eksempel med lim. US-patentet omtaler også styring av oppvarmingen ved bruk av et relé, som er forbundet med en is-sensor på vingens overflate. Sensoren styrer således av/på-funksjon for strøm til metallfolien fra en strømforsyning. Dette er en svært enkel styringsform som det viser seg er utilstrekkelig, fordi den innebærer høyt energiforbruk. Videre vil vann fra is som smelter flyte til områder uten oppvarming og fryse til is igjen.
Også fra europeisk patent nr. EP-0-983.437-B1 er oppvarming av vindturbinvinger kjent. Her benyttes stoffer med elektrisk ledende fibere, anbrakt utenpå eller innenfor vingens overflate, som varmeelementer for å fjerne snø eller is. Strømmen til varmeelementene kan styres av en temperatur/effekt-kontroller som måler og overvåker et antall parametere, blant annet værforhold nær turbinen og vingens overflatetemperatur. Videre kan kontrolleren styre fordeling av strøm til forskjellige av varmeelementene i henhold til fastlagte prosedyrer for avising av deler av vingene, for å unngå ubalanse for eksempel når isflak faller av vingene. Det benyttes en styringsmodell som blant annet inneholder tilbakekopling for modifisering av funksjonen basert på omgivelsesmessige driftsbetingelser. Men dette angår altså funksjonen med fordeling av strøm til forskjellige steder på vingene.
Fra US patent nr. 5,344,696 er kjent et oppvarmingssystem for flyvinger, med lag av elektrisk ledende materiale laminert inn i vingen. Her benyttes strøm til varmeelementene med frekvens i området 50-400 Hz. Videre benyttes et styringssystem basert på temperatursensorer i vingen og dens overflate, koplet til en mikroprosessor-kontroller. Spenningen kan reguleres avhengig av målte temperaturer. Dette er fortsatt et enkelt reguleringssystem som ikke kan ta hensyn til erfaringsdata.
Endelig er det fra søkerens egen tidligere norske patentsøknad nr. 20042395 kjent et oppvarmingssystem for vindturbinvinger, med anvendelse av høyfrekvent elektrisk strøm til metallfolier på overflaten av vingene. Her benyttes en adaptiv, automatisk styringsenhet som samler inn data fra sensorer for klimatiske forhold, det vil si lufttemperatur, vindhastighet og nedbør. Videre innsamles data for overflatetemperatur på vinge i områder på vingen som er utsatt for snø og is, samt fra sensorer for rotasjonshastighet og vibrasjoner. Styringsenheten fastlegger strømstyrke og frekvens på basis av data fra sensorene samt historiske data omkring snø- og isforhold på den aktuelle turbinen, for utstyring av en frekvensomformer for optimal mating av kraft til metallfoliene på vingene.
Sistnevnte publikasjon anses som den nærmestliggende kjente teknikk. Søkeren er imidlertid blitt klar over at denne teknikken kan forbedres, idet det gjenstår et uløst problem i styringsmetodikken, nemlig det at det fortsatt brukes for mye energi i forbindelse med avising.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
Styrings-fremgangsmåten som herværende oppfinnelse omhandler, representerer løsningen på det ovenstående problem, idet fremgangsmåten sikrer en høyere grad av energieffektivitet. Ikke desto mindre er fortsatt fremgangsmåten teknisk sett enkel å anvende, og den er en prismessig gunstig løsning. Fremgangsmåten er også enkel og rimelig å benytte under drift av en vindturbin.
I henhold til oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en fremgangsmåte for styring av tilførsel av elektrisk effekt med høyfrekvent vekselstrøm fra en utrustning for kraftforsyning til en utrustning for varmeavgivelse for motvirkning av isdannelse eller fjerning av is eller snø på en konstruksjonsdel, hvor styringen foretas med en styringsenhet på basis av inndata som representerer fysiske parameterverdier målt med sensorer anordnet på eller nær ved konstruksjonsdelene, samt på basis av lagrede, historiske data vedrørende snø- og isforhold på konstruksjonsdelen, hvilket gir en adaptiv styringsform. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at - aktuelle inndata for verdi av effektiv overflatetemperatur på konstruksjonsdelen og for verdier av parametrene mengde av snø/is på konstruksjonsdelen, lufttemperatur, vindhastighet, nedbør, bevegelseshastighet for konstruksjonsdelen samt vibrasjoner i konstruksjonsdelen sammenholdes i styringsenheten med lagrede data for historiske verdier av de samme parametere, registrert som funksjon av tid, og - ved bruk av lagrede algoritmer beregner styringsenheten, basert på de nevnte aktuelle inndata og historiske data, om tilførsel av effekt er nødvendig, og i så fall også nødvendige verdier på strømstyrke og frekvens for å fjerne snø/is fra konstruksjonsdelen, idet frekvensen påvirker en tidskonstant for endring i konstruksjonsdelens overflatetemperatur,
- i henhold til resultatet av beregningen gir så styringsenheten start- eller stoppsignal samt utstyringssignal med verdier for strømstyrke og frekvens til utrustningen for kraftforsyning, og - styringsenheten oppdaterer sine historiske data med nye data for parameterverdier fremkommet i en aktuell situasjon med snø/is på konstruksjonsdelen, i henhold til forhåndsbestemt prosedyre. I et komplementært aspekt av oppfinnelsen er det dessuten tilveiebrakt en anordning for styring av tilførsel av elektrisk effekt med høyfrekvent vekselstrøm fra en utrustning for kraftforsyning til en utrustning for varmeavgivelse for motvirkning av isdannelse eller fjerning av is eller snø på en konstruksjonsdel, omfattende en styringsenhet som opererer på basis av inndata som representerer fysiske parameterverdier målt med sensorer anordnet på eller nær ved konstruksjonsdelen, samt på basis av lagrede, historiske data vedrørende snø- og isforhold på konstruksjonsdelen, hvorved styringsenheten er av adaptiv type. Anordningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved - at styringsenheten er innrettet for å sammenholde aktuelle inndata for verdi på effektiv overflatetemperatur på konstruksjonsdelen og for verdier av parametrene mengde av snø/is på konstruksjonsdelen, lufttemperatur, vindhastighet, nedbør, bevegelseshastighet for konstruksjonsdelen samt vibrasjoner i konstruksjonsdelen, med lagrede data for historiske verdier av de samme parametere, registrert som funksjon av tid, - at styringsenheten videre er innrettet for å beregne, ved bruk av lagrede algoritmer, og basert på de nevnte aktuelle inndata og historiske data, om tilførsel av effekt til utrustningen for varmeavgivelse er nødvendig, og i så fall også nødvendige verdier på strømstyrke og frekvens for å fjerne snø/is fra konstruksjonsdelen, idet frekvensen påvirker en tidskonstant for endring i konstruksjonsdelens overflatetemperatur, - at styringsenheten videre er innrettet for, i henhold til resultatet av ovennevnte beregning, å avgi start- eller stoppsignal samt utstyringssignal med verdier for strømstyrke og frekvens til utrustningen for kraftforsyning, og - at styringsenheten er innrettet for å oppdatere sine historiske data med nye data for parameterverdier fremkommet i en aktuell situasjon med snø/is på konstruksjonsdelen, i henhold til forhåndsbestemt prosedyre.
Fremgangsmåten og anordningen som her beskrives, gir en teknisk og økonomisk sett gunstig anvisning for å hindre at det legger seg snø eller dannes is på vitale deler av vindturbiner som installeres i områder med klimatiske forhold som er slik at det er fare for ising.
Med denne metoden vil en sikre optimal utnyttelse av det potensiale som til enhver tid er tilstede for produksjon av kraft, og derigjennom videre bidra til at flere geografiske områder kan tas i bruk til lønnsom produksjon av miljøvennlig vindkraft også i et globalt perspektiv.
Med metoden ifølge oppfinnelsen vil vindturbiner kunne operere også når det er kritiske kombinasjoner av temperatur, vind og nedbør som gjør at det legger seg snø eller dannes is på de roterende deler av turbinen, eller på deler hvor ising kan representere uakseptable statiske belastninger.
Metoden har et betydelig kommersielt potensiale, da utbygging av vindkraft er i sterk fremgang. Videre ligger store deler av de geografiske områdene som har et betydelig potensiale av vindkraft, i områder hvor de klimatiske forhold er slik at det kan legge seg snø eller dannes is på vitale deler av turbinen.
Metoden vil langt på vei håndtere alle problemer med snø eller is på vindturbiner på en effektiv og økonomisk fordelaktig måte. Den vil videre også fremme økt verdiskaping innen sektoren, blant annet ved at den gir en økt avkastning på de investeringer som gjøres i områder med fare for snø eller ising.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Det skal i det følgende gis en nærmere beskrivelse av oppfinnelsen, med detaljert gjennomgang av fordelaktige utførelsesformer av den, og det skal i denne sammenheng vises til de vedføyde tegningene, hvor
fig. 1 viser et snitt gjennom et område av en konstruksjonsdel, spesielt en vindturbinvinge, med pålagt metallfolie for oppvarming,
fig. 2 viser et skjema over styringsanordningen som benyttes for å regulere tilførsel av elektrisk effekt til metallfoliene, og
fig. 3 er et blokkdiagram som viser styringsfremgangsmåten ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.
DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSESFORMER AV OPPFINNELSEN
Det skal først bemerkes at det er tatt utgangspunkt i vindturbiner som vil ha behov for isfjerning, men oppfinnelsen vil også finne anvendelse på andre områder som for eksempel flyvinger, helikopterrotorer og andre konstruksjoner i det fri, spesielt bevegelige konstruksjoner, og det refereres derfor generelt til "konstruksjon" og "konstruksjonsdel" når oppfinnelsen omtales på sin mest generelle form. I det følgende vil det allikevel bli vist til vindturbiner som praktiske utførelsesformer.
Som nevnt foran, og idet det vises til fig. 1, omhandler fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse bruk av høyfrekvent elektrisk strøm til oppvarming av overflaten 2 av de deler 1 som er utsatt for snø eller is i et omfang som ikke er akseptabelt for drift av turbinen. Overflaten 2 av delen 1 hvor en ikke kan tillate at det legger seg snø eller danner seg is, utstyres med elektrisk ledende materiale 3, fortrinnsvis i form av en metallfolie, sammenhengende eller i striper av varierende bredde, som festes til overflaten 2 i fonn av en tape. Tapen vil samtidig gi nødvendig beskyttelse av overflaten 2 mot mekanisk og kjemisk påkjenning. Folien kan festes til overflaten 2 med et festemiddel som gjør det mulig å fjerne folien når det oppstår behov for vedlikehold. Gjennom det ledende materialet 3 (folien) føres høyfrekvent strøm styrt av de klimatiske data på stedet, og som fremskaffes av det systemet som fremgangsmåten omhandler. Utrustningen sørger for at strøm føres gjennom materialet 3 på overflaten 2 når det er fare for at snø eller is kan opptre på de vitale deler som en vil beskytte. Dermed oppstår det en temperaturstigning i overflaten 2, som hindrer at snø legger seg eller at is dannes. Ved oppstart av vindturbiner etter stillstand vil en likeledes sørge for fjerning av snø eller is på vitale deler før turbinen kjøres i gang.
Det vises så til fig. 2. Anordningen ifølge oppfinnelsen består i hovedsak av en utrustning 11, 13 for adaptivt å generere høyfrekvent strøm med variabel styrke og frekvens. Kraft til utrustningen kan hentes fra turbinens generator, eller fra kraftnettet 10 som turbinen mater produsert kraft inn på. Videre inneholder utrustningen en enhet 13 for styring, overvåkning og kontroll av de tekniske deler av systemet som helhet, med nødvendige sensorer 4,14,15,17, 18,19 for kontinuerlig å detektere mekaniske og klimatiske forhold på stedet der turbinen er plassert.
Oppstart og operativ drift av systemet skjer automatisk, basert på data for de klimatiske forhold på stedet, samt styrt av driftsbetingelsene på anlegget, ut fra om turbinen er i drift eller om oppstart forberedes.
Den adaptive, automatiske styringsenheten 13 samler inn data fra sensorer for klimatiske forhold med lufttemperatur 19, vindhastighet 17 og nedbør 18. Videre samles det inn data fra de deler av turbinen som er utsatt for snø eller ising, fra sensor 4 for overflatetemperatur, sensor 15 for rotasjonshastighet og sensor 14 for vibrasjoner. På basis av data fra sensorene og historiske data omkring snø- og isforhold på den aktuelle turbinen, fastlegger styringsenheten 13 strømstyrke og frekvens for tilførselen av høyfrekvent strøm til metallfolien (varmeelementene) 3, og styrer ut en frekvensomformer 11 for optimal mating av kraft til metallfolien 3.
Styringsenheten 13 registrerer løpende tilstedeværelse av snø eller is på de utsatte deler sammenholdt med de klimatiske data og driftsdata, og benytter dette løpende i beregningen av fastlegging av strømstyrke og frekvens som skal mates til varmeelementene 3.
Gjennom folien 3 føres det høyfrekvent strøm med en frekvens som gjør at strømmen ledes i hovedsak bare i overflaten av folien. Frekvensen på strømmen reguleres av systemet slik at en får minimal bruk av energi i systemet, og styrt av blant annet temperatur i overflaten på den aktuelle delen, hvor en skal hindre at det legger seg snø eller at det dannes is. Optimal frekvens beregnes ved hjelp av algoritmer basert på aktuelle og historiske data. Det er slik at
oppvarmingsstrømmens frekvens innvirker på en tidskonstant for forandring av delens overflatetemperatur, slik at der mulig å finne en frekvens som på "billigst
mulig" måte sørger for hurtig oppvarming. Tidskonstant for overflatetemperatur påvirkes bl. annet av sammenheng mellom frekvens og strømfortrengning i varmeelementet.
Systemet for å hindre at is og/eller snø dannes på konstruksjonen, starter og stopper automatisk, styrt av informasjon fra sensorer for de klimatiske og mekaniske forhold på stedet, basert på at aktuell temperatur, nedbør og vindhastighet er slik at dette, sammen med driftsbetingelser for øvrig (rotasjonshastighet på turbin, vibrasjoner, overflatetemperatur) tilsier at det kan legge seg snø eller is på vitale deler, ut fra de aktuelle klimatiske forhold, topografi og det geografiske stedet der turbinen er installert.
Styringsenheten 13 fungerer for adaptiv tilpasning av drift av utrustningen 3 for varmeavgivelse (metallfolien) også ut fra erfaringsdata for snø og isproblemer på den aktuelle turbin hvor anordningen er installert.
Det vises så til fig. 3, som er et blokkdiagram over styringsmetodikken som styringsenheten 13 arbeider etter. Algoritmen starter ved 30.1 blokk 31 er registrert innkommet data for aktuelle, målte parametre, som verdier for vindturbinens bevegelseshastighet co, vindhastigheten n, nedbør H (sensor), vibrasjon i turbinvingene U/A, samt overflatetemperatur To på vingene og lufttemperatur Ti.
I blokk 32 lagres alle historiske verdier av kritiske parametre. Verdiene oppdateres
automatisk som følge av at en gitt endret kritisk verdi registreres. Dette ved at aktuell verdi som er mellomlagret i blokk 33 fastslås til å være en ny og annen størrelse enn den som allerede er lagret i blokk 32. Dette ved at den blir karakterisert som ny kritisk verdi i blokk 35.
I blokk 33 sammenliknes aktuelle verdier med de kritiske verdiene. Når en aktuell parameter er større eller lik den kritiske verdi for parameteren gis det signal til beregning av tiltak i blokk 34.1 motsatt fall starter ikke iverksetting av tiltak.
Basert på beregning i blokk 34 og sammenlikning av overflatetemperatur mot kritisk verdi for overflatetemperatur i blokk 37, samt sammenlikning av aktuell nedbør mot kritisk nedbør (mengde av rim/is/snø/vann) i blokk 38, vil, i de tilfeller de aktuelle verdier overskrider de kritiske verdier, det gis signal til oppstart av oppvarming i blokk 39 og beregning av grad av utstyring (strøm og frekvens) av utrustning for oppvarming i blokk 40.
I fall sensorene registrerer is/snø/rim i blokk 36, selv om aktuelle parametre for nedbør og temperatur ikke overskrider kritiske verdier, så oppdateres kritiske verdier i blokk 35.
I fall parametre for temperatur og nedbør ikke overskrider de kritiske verdier, og sensorene heller ikke registrerer nedbør, går utrustningen til stopp.
Ved prosedyren sikres en til enhver tid optimal utstyring av nødvendig energi til å hindre/ fjerne is/snø gjennom en adaptiv styring som automatisk tilpasser seg det konkrete klima på det aktuelle sted. Derved reduseres energiforbruket til det absolutte minimum for hver konkrete installasjon.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for styring av tilførsel av elektrisk effekt med høyfrekvent vekselstrøm fra en utrustning (11) for kraftforsyning til en utrustning (3) for varmeavgivelse for motvirkning av isdannelse eller fjerning av is eller snø på en konstruksjonsdel (1), hvor styringen foretas med en styringsenhet (13) på basis av inndata som representerer fysiske parameterverdier målt med sensorer (4,14,15, 17,18,19) anordnet på eller nærved konstruksjonsdelene (1), samt på basis av lagrede, historiske data vedrørende snø- og isforhold på konstruksjonsdelen (1), hvilket gir en adaptiv styringsform,
karakterisert ved at - aktuelle inndata for verdi av effektiv overflatetemperatur på konstruksjonsdelen (1) og for verdier av parametrene mengde av snø/is på konstruksjonsdelen (1), lufttemperatur, vindhastighet, nedbør, bevegelseshastighet for konstruksjonsdelen (1) samt vibrasjoner i konstruksjonsdelen (1) sammenholdes i styringsenheten (13) med lagrede data for historiske verdier av de samme parametere, registrert som funksjon av tid, og - ved bruk av lagrede algoritmer beregner styringsenheten (13), basert på de nevnte aktuelle inndata og historiske data, om tilførsel av effekt er nødvendig, og i så fall også nødvendige verdier på strømstyrke og frekvens for å fjerne snø/is fra konstruksjonsdelen (1), idet frekvensen påvirker en tidskonstant for endring i konstruksjonsdelens (1) overflatetemperatur, - i henhold til resultatet av beregningen gir så styringsenheten (13) start- eller stoppsignal samt utstyringssignal med verdier for strømstyrke og frekvens til utrustningen (11) for kraftforsyning, og - styringsenheten (13) oppdaterer sine historiske data med nye data for parameterverdier fremkommet i en aktuell situasjon med snø/is på konstruksjonsdelen (1), i henhold til forhåndsbestemt prosedyre.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at frekvensen som benyttes, ligger i området 0 -1000 kHz.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at den forhåndsbestemte prosedyre for oppdatering av historiske data omfatter alle parametre som er relevant for å detektere og hindre/ fjerne is/ snø på konstruksjonen.
4. Anordning for styring av tilførsel av elektrisk effekt med høyfrekvent vekselstrøm fra en utrustning (11) for kraftforsyning til en utrustning (3) for varmeavgivelse for motvirkning av isdannelse eller fjerning av is eller snø på en konstruksjonsdel (1), omfattende en styringsenhet (13) som opererer på basis av inndata som representerer fysiske parameterverdier målt med sensorer (4, 14, 15, 17,18, 19) anordnet på eller nærved konstruksjonsdelen (1), samt på basis av lagrede, historiske data vedrørende snø- og isforhold på konstruksjonsdelen (1), hvorved styringsenheten (13) er av adaptiv type,
karakterisert ved- at styringsenheten (13) er innrettet for å sammenholde aktuelle inndata for verdi på effektiv overflatetemperatur på konstruksjonsdelen (1) og for verdier av parametrene mengde av snø/is på konstruksjonsdelen (1), lufttemperatur, vindhastighet, nedbør, bevegelseshastighet for konstruksjonsdelen (1) samt vibrasjoner i konstruksjonsdelen (1), med lagrede data for historiske verdier av de samme parametere, registrert som funksjon av tid, - at styringsenheten (13) videre er innrettet for å beregne, ved bruk av lagrede algoritmer, og basert på de nevnte aktuelle inndata og historiske data, om tilførsel av effekt til utrustningen (3) for varmeavgivelse er nødvendig, og i så fall også nødvendige verdier på strømstyrke og frekvens for å fjerne snø/is fra konstruksjonsdelen (1), idet frekvensen påvirker en tidskonstant for endring i konstruksjonsdelens (1) overflatetemperatur, - at styringsenheten (13) videre er innrettet for, i henhold til resultatet av ovennevnte beregning, å avgi start- eller stoppsignal samt utstyringssignal med verdier for strømstyrke og frekvens til utrustningen (11) for kraftforsyning, og - at styringsenheten er innrettet for å oppdatere sine historiske data med nye data for parameterverdier fremkommet i en aktuell situasjon med snø/is på konstruksjonsdelen, i henhold til forhåndsbestemt prosedyre.
5. Anordning ifølge krav 1,
karakterisert ved at den er innrettet for å styre tilførsel av elektrisk effekt til en elektrisk ledende folie på minst en vinge på en vindturbin.
6. Anordning ifølge krav 4,
karakterisert ved at utrustningen for kraftforsyning utgjøres av en regulerbar frekvensomformer som mottar kraft fra et eksternt kraftnett (10).
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20062052A NO324138B1 (no) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel |
| CA002651594A CA2651594A1 (en) | 2006-05-08 | 2007-05-07 | Method and means for controlling power delivery to an equipment for counter-acting formation of ice or for removing snow/ice on a constructional element |
| US12/227,142 US20100224621A1 (en) | 2006-05-08 | 2007-05-07 | Method and Means for Controlling Power Delivery to an Equipment for Counter-Acting Formation of Ice or for Removing Snow/Ice on a Constructional Element |
| PCT/NO2007/000159 WO2007129907A2 (en) | 2006-05-08 | 2007-05-07 | Method and means for controlling power delivery to an equipment for counter-acting formation of ice or for removing snow/ice on a constructional element |
| EP07747620A EP2015990A2 (en) | 2006-05-08 | 2007-05-07 | Method and means for controlling power delivery to an equipment for counter-acting formation of ice or for removing snow/ice on a constructional element |
| RU2008148134/11A RU2433938C2 (ru) | 2006-05-08 | 2007-05-07 | Способ и средство для управления подачей энергии оборудованию для предотвращения образования льда или удаления снега/льда с элемента конструкции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20062052A NO324138B1 (no) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20062052A NO20062052A (no) | 2007-09-03 |
| NO324138B1 true NO324138B1 (no) | 2007-09-03 |
Family
ID=38515344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20062052A NO324138B1 (no) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100224621A1 (no) |
| EP (1) | EP2015990A2 (no) |
| CA (1) | CA2651594A1 (no) |
| NO (1) | NO324138B1 (no) |
| RU (1) | RU2433938C2 (no) |
| WO (1) | WO2007129907A2 (no) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010005286B4 (de) * | 2010-01-21 | 2012-05-24 | Repower Systems Ag | Windenergieanlage mit Zusatzverbraucher, insbesondere Blattheizungsvorrichtung, und Betriebsverfahren hierzu |
| CA2795881C (en) | 2010-04-19 | 2015-11-24 | Wobben Properties Gmbh | A method of de-icing a wind turbine blade |
| DE102011077129A1 (de) | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Aloys Wobben | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage |
| US8292579B2 (en) * | 2011-11-03 | 2012-10-23 | General Electric Company | Method and system for deicing wind turbine rotor blades with induced torque |
| CN102522026B (zh) * | 2011-11-29 | 2013-09-18 | 天津空中代码工程应用软件开发有限公司 | 飞行结冰模拟器 |
| DE102012002132A1 (de) | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Airbus Operations Gmbh | Vereisungsschutzsystem für ein Flugzeug und Verfahren zum Betreiben eines Vereisungsschutzsystems |
| US8742610B2 (en) | 2012-05-04 | 2014-06-03 | Wind Energy Corporation | Wind turbine system and method of operating a wind turbine system |
| WO2014035284A1 (ru) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Kaplya Nikolay Grigoryevich | Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередач |
| US9227733B2 (en) * | 2013-01-02 | 2016-01-05 | The Boeing Company | Automated water drop measurement and ice detection system |
| EP2778404A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to de-ice wind turbines of a wind park |
| EP2826993B1 (de) * | 2013-07-17 | 2017-04-12 | ADIOS Patent GmbH | Windenergieanlagenrotorblattenteisungsverfahren sowie Windenergieanlagenrotorblattenteisungssystem |
| CN103343733B (zh) * | 2013-07-26 | 2015-07-22 | 上海申瑞继保电气有限公司 | 基于风速功率曲线的风机发电功率预警方法 |
| FR3024434B1 (fr) * | 2014-07-29 | 2016-08-05 | Airbus Helicopters | Procede et dispositif de detection de givrage d'une entree d'air d'un turbomoteur |
| DK2998573T3 (da) * | 2014-09-19 | 2017-11-06 | Nordex Energy Gmbh | Fremgangsmåde til drift af et vindenergianlæg med en rotorblads-opvarmningsindretning |
| US10767322B1 (en) | 2016-08-25 | 2020-09-08 | Chromalox, Inc. | Digital snow and ice sensor and heating apparatus including same |
| EP3899267B1 (en) * | 2018-12-20 | 2023-06-07 | Vestas Wind Systems A/S | Improvements relating to wind turbine blade anti-ice systems |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732351A (en) * | 1985-03-21 | 1988-03-22 | Larry Bird | Anti-icing and deicing device |
| US5195046A (en) * | 1989-01-10 | 1993-03-16 | Gerardi Joseph J | Method and apparatus for structural integrity monitoring |
| US5398547A (en) * | 1989-01-10 | 1995-03-21 | Innovative Dynamics, Inc. | Apparatus for measuring ice distribution profiles |
| US5206806A (en) * | 1989-01-10 | 1993-04-27 | Gerardi Joseph J | Smart skin ice detection and de-icing system |
| ES2054494T3 (es) * | 1990-01-24 | 1994-08-01 | Hastings Otis | Laminado electricamente conductivo para el control de la temperatura de superficies. |
| ATE252202T1 (de) * | 1997-05-20 | 2003-11-15 | Thermion Systems Int | Einrichtung und verfahren zum heizen und enteisen von windturbinenblättern |
| US6237874B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-05-29 | Northcoast Technologies | Zoned aircraft de-icing system and method |
| US6279856B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-08-28 | Northcoast Technologies | Aircraft de-icing system |
| DK173607B1 (da) * | 1999-06-21 | 2001-04-30 | Lm Glasfiber As | Vindmøllevinge med system til afisning af lynbeskyttelse |
| ITTO20020908A1 (it) * | 2002-10-17 | 2004-04-18 | Lorenzo Battisti | Sistema antighiaccio per impianti eolici. |
| US7175136B2 (en) * | 2003-04-16 | 2007-02-13 | The Boeing Company | Method and apparatus for detecting conditions conducive to ice formation |
| DK1658515T3 (da) * | 2003-08-25 | 2010-03-01 | Univ Corp Atmospheric Res | Afisningsinformationssystem |
| US6890152B1 (en) * | 2003-10-03 | 2005-05-10 | General Electric Company | Deicing device for wind turbine blades |
-
2006
- 2006-05-08 NO NO20062052A patent/NO324138B1/no not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-05-07 US US12/227,142 patent/US20100224621A1/en not_active Abandoned
- 2007-05-07 WO PCT/NO2007/000159 patent/WO2007129907A2/en active Application Filing
- 2007-05-07 CA CA002651594A patent/CA2651594A1/en not_active Abandoned
- 2007-05-07 RU RU2008148134/11A patent/RU2433938C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-05-07 EP EP07747620A patent/EP2015990A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100224621A1 (en) | 2010-09-09 |
| WO2007129907A3 (en) | 2008-01-03 |
| EP2015990A2 (en) | 2009-01-21 |
| NO20062052A (no) | 2007-09-03 |
| RU2433938C2 (ru) | 2011-11-20 |
| RU2008148134A (ru) | 2010-06-20 |
| CA2651594A1 (en) | 2007-11-15 |
| WO2007129907A2 (en) | 2007-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO324138B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for styring av effekt til en utrustning for a motvirke isdannelse eller fjerning av sno/is pa en konstruksjonsdel | |
| DK2659136T3 (en) | WINDMILL PARK AND PROCEDURE FOR OPERATING A WINDMILL PARK | |
| CN108368827B (zh) | 风电场惯性响应 | |
| CA3007591C (en) | Electro-thermal heating for wind turbine blade | |
| CN103410680B (zh) | 用于风力发电机叶片的等离子体控制装置和方法 | |
| RU2633295C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка и способ эксплуатации ветроэнергетической установки | |
| TWI538335B (zh) | 控制一群組多個風力發電設備之功率消耗之方法 | |
| PL206325B1 (pl) | Sposób sterowania siłownią wiatrową i siłownia wiatrowa | |
| EP3645878B1 (en) | Electrical contact fault diagnosis | |
| EP3559457B1 (en) | Temperature control based on weather forecasting | |
| US20160084231A1 (en) | Method for operating a wind turbine having a rotor blade heating device | |
| CA3123700A1 (en) | Improvements relating to wind turbine blade anti-ice systems | |
| CN107620681A (zh) | 风力发电机组叶片的加热控制系统和方法 | |
| JP6590938B2 (ja) | 風力発電装置の運転方法 | |
| US20220074392A1 (en) | Improvements relating to wind turbine blade anti-ice systems | |
| CN207795485U (zh) | 一种用于风力发电机组的除冰控制系统 | |
| CN109322802B (zh) | 一种风力发电机叶片覆冰预测方法及系统 | |
| CN112523976A (zh) | 一种风力发电机的叶片除冰系统及除冰方法 | |
| Jauch et al. | Flexible Wind Power Control for Optimal Power System Utilisation | |
| CN117365836A (zh) | 风电机组的控制方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN117722315A (zh) | 风力发电机组的运行控制方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |