PL203656B1 - System ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej oraz sposób sterowania tym systemem - Google Patents

System ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej oraz sposób sterowania tym systemem Download PDF

Info

Publication number
PL203656B1
PL203656B1 PL370265A PL37026503A PL203656B1 PL 203656 B1 PL203656 B1 PL 203656B1 PL 370265 A PL370265 A PL 370265A PL 37026503 A PL37026503 A PL 37026503A PL 203656 B1 PL203656 B1 PL 203656B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
power plant
mast
wind
wind power
wind farm
Prior art date
Application number
PL370265A
Other languages
English (en)
Other versions
PL370265A1 (pl
Inventor
Aloys Wobben
Original Assignee
Aloys Wobben
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10205373A external-priority patent/DE10205373B4/de
Application filed by Aloys Wobben filed Critical Aloys Wobben
Publication of PL370265A1 publication Critical patent/PL370265A1/pl
Publication of PL203656B1 publication Critical patent/PL203656B1/pl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0018Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

Opis wynalazku Niniejszy wynalazek dotyczy systemu ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej zawie- rajacej maszt i gondole umieszczon a na wierzcho lku tego masztu, wynalazek dotyczy równie z sposo- bu sterowania tym systemem ochrony przeciwpo zarowej. Okre slenie „elektrownia wiatrowa” obejmuje wed lug wynalazku równie z przyporz adkowane budynki, w których umieszczony jest np. transformator itp. W elektrowniach wiatrowych o osi poziomej generator energii elektrycznej umieszczony jest w gondoli. Ta energia elektryczna jest nast epnie przesy lana za pomoc a odpowiednich przewodów z gondoli u wierzcho lka masztu do podstawy masztu lub do przyporz adkowanego budynku, a st ad jest odprowadzana do sieci energetycznej. Do tego celu przeznaczone s a dalsze cz lony, takie jak np. prostowniki, prze lacznice, transformatory itd., które w zale zno sci od koncepcji konstrukcji elektrowni wiatrowej s a umieszczone w gondoli i/lub w maszcie elektrowni wiatrowej i/lub w przyporz adkowanym budynku. W zale zno sci od sprawno sci elektrowni przesy lana jest moc wielu megawatów. W zwiazku z tym, zale znie od koncepcji konstrukcji elektrowni wiatrowej, przynajmniej pewna cz esc energii, a cz esto ca la energia, przechodzi przez prostowniki, w których pó lprzewodniki s a zwykle stosowane jako elementy s lu zace do prze laczania pr adu o znacznym natezeniu. Nale zy zauwa zy c, ze dok ladnie wtedy, gdy w gr e wchodz a du ze ilo sci energii, nieuchronnie wyst epuje wysoka temperatura, np. w pó lprzewodnikach, ale równie z w innych elementach elektrowni wiatrowej, np. w lo zyskach. Z ró znych powodów taka wysoka temperatura mo ze spowodowa c poja- wienie si e po zaru. Ryzyko po zaru pojawia si e równie z wtedy, je sli przyk ladowo na skutek b ledu tech- nicznego wyst api wy ladowanie lukowe, które z kolei zapali palny materia l usytuowany w pobli zu. Po- zar taki mo ze nast epnie latwo spowodowa c uszkodzenie lub zniszczenie wa znych cz esci elektrowni wiatrowej, tak ze elektrownia nie mo ze dalej dzia la c. W zwi azku z tym oprócz uszkodze n spowodo- wanych przez po zar mamy równie z do czynienia ze spadkiem mocy, dopóki elektrownia wiatrowa nie zostanie naprawiona i z powrotem wprowadzona do eksploatacji. Od 1999 roku, zgodnie z przepisami, elektrownie wiatrowe s a ju z wyposa zane w urz adzenia ga snicze w gondoli lub w maszcie. Urz adzenia te s a obs lugiwane r ecznie, w zwi azku z tym ich u zycie jest trudne w sytuacji istniej acego po zaru, zw laszcza ze przebywanie wtedy na terenie elektrowni wiatrowej by loby gro zne dla zycia. Opis patentowy DE 100 05 190 opisuje elektrowni e wiatrow a z urz adzeniem ga sniczym wyrzu- caj acym czynnik gasniczy w gondoli, nazywanej tam obszarem przyjmuj acym, w którym po zar ma by c ugaszony. Wad a takiego rozwi azania jest jednak to, ze do ugaszenia po zaru konieczne jest u zycie znacznych ilo sci czynnika ga sniczego. Jeszcze wi ecej czynnika ga sniczego potrzeba do ugaszenia po zaru w maszcie elektrowni wiatrowej. Dalsz a wad a tego rozwi azania jest to, ze kiedy ju z wybuchnie po zar pojawiaj a si e uszkodzenia. Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie elektrowni wiatrowej, która zapobiega wyst a- pieniu po zaru lub przynajmniej zmniejsza uszkodzenia. Wed lug wynalazku system ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej zawieraj acej maszt i gondol e umieszczon a na wierzcho lku masztu, charakteryzuje si e tym, ze zawiera co najmniej jedno pierwsze urz adzenie do wytwarzania oboj etnej atmosfery w maszcie i/lub w gondoli lub innych cz esciach elektrowni wiatrowej, przy czym urz adzenia do wytwarzania oboj etnej atmosfery maj a ogniwo paliwowe i zastosowano co najmniej jedno urz adzenie do doprowadzania wodoru do ogniw paliwowych. System korzystnie zawiera zamykane otwory wentylacyjne w maszcie i/lub gondoli elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki. Korzystnie pomieszczeniem elektrowni wiatrowej, dla którego wytwarzana jest oboj etna atmos- fera jest wn etrze lopaty wirnika. System ochrony przeciwpo zarowej ma korzystnie po laczenie elektryczne pomi edzy ogniwami paliwowymi a urz adzeniem do wytwarzania wodoru. System korzystnie zawiera zamykany odp lyw wody z elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki. System ochrony przeciwpo zarowej zawiera korzystnie wielostopniowy system blokowania do- st epu do elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki polaczony z co najmniej jednym czujnikiem wewn atrz elektrowni wiatrowej lub przybudówki. System korzystnie zawiera zbiornik na okre slon a ilosc gazu, korzystnie azotu.PL 203 656 B1 3 Korzystnie ze zbiornikiem polaczone jest urz adzenie do wytwarzania oboj etnej atmosfery, przy czym temu urz adzeniu przyporz adkowane jest pomieszczenie o okre slonej z góry obj eto sci po laczo- ne ze zbiornikiem polaczeniem, przez które oboj etny gaz z tego pomieszczenia jest transportowany do zbiornika. System korzystnie zawiera co najmniej jeden strop, który przechodzi przez przekrój masztu i ma zamykany otwór przej sciowy. System korzystnie zawiera system blokuj acy uruchamiany w zale zno sci od sygna lu wyzwalaj a- cego. System ochrony przeciwpo zarowej ma korzystnie co najmniej jeden czujnik parametrów fizycz- nych, przyk ladowo temperatury, zawarto sci tlenu w powietrzu, ci snienia itd. Sposób sterowania systemem ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej wed lug wyna- lazku charakteryzuje si e tym, ze gdy co najmniej jeden okre slony parametr fizyczny przekroczy okre- slon a wartosc graniczn a do okre slonego obszaru elektrowni wiatrowej doprowadza si e oboj etny gaz. Korzystnie w celu ograniczenia okre slonego obszaru zamyka si e otwory przej sciowe. Po wylaczeniu elektrowni wiatrowej, przyk ladowo na skutek okre slonych usterek, korzystnie przeprowadza si e automatyczne przewietrzanie elektrowni wiatrowej i/lub jej przybudówki. Dost ep do elektrowni wiatrowej umo zliwia si e za pomoc a systemu blokuj acego korzystnie tylko wtedy, gdy st ezenie tlenu w elektrowni wiatrowej i/lub w przybudówce osi agnie odpowiedni a warto sc. Korzystnie urz adzenia do wytwarzania oboj etnej atmosfery uruchamia si e tylko wtedy, gdy osi agnie si e okre slony stan zamkni ety systemu blokuj acego. Korzystniej urz adzenie do wytwarzania oboj etnej atmosfery uruchamia si e ponownie tylko wte- dy, gdy up lynie okre slony czas od osi agni ecia okre slonego stanu zamkni etego. Wynalazek zatem jest oparty na spostrze zeniu, ze wyst apienie po zaru jest w bardzo znacznym stopniu uniemo zliwiane w atmosferze z gazem oboj etnym, a zatem mo zna zaniecha c stosowania drogich urz adze n ga sniczych. W korzystnym przyk ladzie realizacji wynalazku w ka zdym maszcie i gondoli elektrowni wiatro- wej zastosowane jest co najmniej jedno odpowiednie urz adzenie do wytwarzania oboj etnej atmosfery. Stosunkowo du za liczba urz adze n do wytwarzania oboj etnej atmosfery oznacza, ze atmosfera obo- jetna mo ze by c odpowiednio szybciej wytworzona w elektrowni wiatrowej, a zatem znacznie szybciej mo zna wyeliminowa c ryzyko po zaru. W bardzo korzystnej postaci urz adzenie do wytwarzania oboj etnej atmosfery stanowi ogniwo paliwowe. Ponadto przewidziano co najmniej jedno urz adzenie do wytwarzania wodoru i do doprowa- dzania tego wodoru do ogniwa paliwowego. Podczas przebiegu reakcji w ogniwach paliwowych, w których z tlenu i wodoru wytwarzana jest woda, mo ze by c zu zywany tlen zawarty w powietrzu we- wn atrz elektrowni. Poniewa z atmosfera zawiera 78% azotu, 21% tlenu i pomijalne ilo sci innych ga- zów, zu zycie tlenu z atmosfery w elektrowni wiatrowej powoduje zasadniczo powstanie tam atmosfery azotowej, która jest w wysokim stopniu oboj etna. W zwi azku z powy zszymi rozwa zaniami mo zna stwierdzi c, ze zu zywanie tlenu i wytwarzanie azotu mog a si e równowa zy c. Gdy tlen w elektrowni wia- trowej zostanie zu zyty, ogniwa paliwowe nie mog a d lu zej pracowa c i dlatego nie dostarczaj a ju z energii elektrycznej. To z kolei mo zna wykorzystywa c jako wska znik, ze w elektrowni wiatrowej zosta- la wytworzona atmosfera oboj etna. W szczególnie korzystnym przyk ladzie realizacji wynalazku energia elektryczna wytwarzana przez ogniwo paliwowe jest podawana na urz adzenie s lu zace do wytwarzania wodoru. Na skutek tego ilo sc energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrowni e wiatrow a, która musi zosta c zu zyta do wytworzenia wodoru, jest odpowiednio zmniejszona. Wed lug szczególnie korzystnego wykonania wynalazku elektrownia wiatrowa posiada zamykal- ny odp lyw wody z elektrowni wiatrowej. W ten sposób woda, która jest wytworzona podczas dzia lania ogniw paliwowych, mo ze by c odprowadzana z elektrowni wiatrowej. Mo zliwo sc zamykania odp lywu przyczynia si e do powstrzymywania dop lywu powietrza, a zatem i tlenu, do elektrowni wiatrowej. Aby ludzie mogli przebywa c w elektrowni wiatrowej bez utrudnie n zwi azanych z wykorzystywa- niem urz adze n do oddychania, korzystne rozwini ecie wynalazku przewiduje, ze elektrownia wiatrowa posiada zamykane otwory wentylacyjne w maszcie i/lub gondoli. W ten sposób elektrowni e mo zna szybko napowietrzy c przed wej sciem ludzi. Aby ludzie mogli wejsc do elektrowni tylko wtedy, gdy jest tam wystarczaj aca ilo sc tlenu, mo zna zastosowa c wielostopniowy system zamykania dost epu do elektrowni wiatrowej oraz powi azanie tego systemu z co najmniej jednym czujnikiem umieszczonym w elektrowni wiatrowej. Drzwi elektrowniPL 203 656 B1 4 wiatrowej mog a by c otwierane przez taki system zamykania tylko wtedy, gdy czujnik wykryje zadane st ezenie tlenu w elektrowni. W korzystnym przyk ladzie realizacji wynalazku elektrownia wiatrowa zawiera zbiornik gazu o okre slonej pojemno sci. W zbiorniku tym podczas normalnego dzia lania elektrowni wiatrowej mo ze by c gromadzony gaz oboj etny. Ten oboj etny gaz jest, w razie potrzeby, gotowy do natychmiastowego nape lnienia nim przynajmniej cz esci elektrowni wiatrowej. Dlatego, nawet je sli ca ly tlen w elektrowni wiatrowej nie zosta l jeszcze zu zyty, gaz ten (azot) mo zna w razie potrzeby natychmiast wprowadzi c do elektrowni podczas jej dzia lania, aby bezzw locznie wytworzy c atmosfer e azotu np. w tej cz esci elektrowni, która jest szczególnie zagro zona po zarem, aby przez to niezawodnie unikn ac wybuchu po zaru. Jak by lo podane wy zej, w szczególnie korzystnym rozwini eciu wynalazku przekrój masztu elek- trowni wiatrowej ma co najmniej jeden ca lkowity strop z zamykanym otworem przej sciowym. W ten sposób cz es c elektrowni wiatrowej, która jest oddzielona tym stropem, mo ze ju z mie c atmosfer e obo- jetn a, podczas gdy atmosfera zawieraj aca tlen nadal istnieje w drugiej cz esci elektrowni wiatrowej. W razie po zaru strop taki mo ze równie z powstrzymywa c rozchodzenie si e sadzy i dymu, a przez to ograniczy c uszkodzenie elektrowni. W zwi azku z tym ten otwór przej sciowy mo ze by c automatycznie zamykany, tak ze przyk ladowo w przypadku ostrego zagro zenia po zarem cz esc elektrowni, która jest zagro zona po zarem, mo ze zosta c odci eta i nape lniona gazem (azotem). Warunki eksploatacji elektrowni wiatrowej, przy których istnieje zwi ekszone ryzyko po zaru, mo zna ju z wykrywa c wcze snie za pomoc a co najmniej jednego czujnika takich parametrów fizycznych jak nat ezenie pr adu, temperatura, rezystancja lub przewodno sc izolacji itd. Dzi eki temu przyk ladowo zagro zon a cz esc elektrowni wiatrowej mo zna oddzieli c od reszty elektrowni przez zamkni ecie otworów przej sciowych i dla zabezpieczenia nape lni c azotem. Dzi eki temu mo zna unikn ac wybuchu po zaru. Nawet je sli pomimo tego po zar wybuchnie, uszkodzenia spowodowane np. osadzaniem si e sadzy s a ograniczone dzi eki rozdzieleniu przestrzeni wn etrza elektrowni. Aby skróci c do minimum czas przestoju elektrowni wiatrowej po awarii, mo zna, w razie stwier- dzenia okre slonych uszkodze n, zastosowa c automatyczne przewietrzanie elektrowni wiatrowej. Je sli zatem rodzaj uszkodzenia oznacza, ze do wn etrza elektrowni musi wej sc ekipa serwisowa, wówczas czas potrzebny na dojazd tej ekipy do elektrowni mozna wykorzysta c do przewietrzenia elektrowni, tak ze po przybyciu ekipy serwisowej nie traci si e ju z czasu na oczekiwanie na przewietrzenie. Mo zna natychmiast rozpocz ac prace remontowe w elektrowni. Ponadto w szczególnie korzystnym przyk ladzie realizacji tego sposobu system zamykaj acy mo- ze pozwala c na wej scie do elektrowni tylko wtedy, gdy wykryje si e odpowiednie st ezenie tlenu w elek- trowni. Korzystne jest równie z zastosowanie urz adzenia wy swietlajacego st ezenie azotu/tlenu w elek- trowni wiatrowej. Takie urz adzenie wy swietlajace powinno by c zamontowane w miejscu wyra znie wi- docznym przy wej sciu do elektrowni wiatrowej. Przyk lad realizacji wynalazku jest opisany bardziej szczegó lowo na podstawie rysunków, na których: fig. 1 przedstawia uproszczony widok elektrowni wiatrowej wed lug wynalazku, fig. 2 przedstawia schemat blokowy algorytmu otwierania dost epu do elektrowni wiatrowej, a fig. 3 przedstawia schemat blokowy algorytmu zamykania elektrowni wiatrowej. Na fig. 1 przedstawiono maszt 10 elektrowni wiatrowej, gondol e 12, na której pokazano lopaty 14 wirnika. Maszt 10 jest ustawiony na fundamencie 30 i jest podzielony po srednimi stropami 20 na wiele cz esci. Te po srednie stropy 20 mog a mie c klapy 22, za pomoc a których mo zna zamyka c otwory przej sciowe. W ten sposób maszt 10 mo zna podzieli c na wiele cz esci. Wewn atrz masztu 10 i gondoli 12 umieszczone s a urz adzenia 24 do wytwarzania oboj etnej at- mosfery. W korzystnym przyk ladzie realizacji te urz adzenia 24 do wytwarzania oboj etnej atmosfery zawieraj a ogniwa paliwowe, aby pobiera c tlen z powietrza wewn atrz elektrowni wiatrowej. Kiedy wodór jest doprowadzany do takich paliwowych ogniw, wytwarzaj a one energi e elektryczn a, dopóki w odpo- wiednich cz esciach masztu 10 zawarty jest tlen. Gdy wodór jest wytwarzany korzystnie przez elektroliz e, energia elektryczna wytwarzana przez urz adzenia 24 do wytwarzania oboj etnej atmosfery, w tym wypadku ogniwa paliwowe mo ze by c wykorzystywana do prowadzenia takiej elektrolizy. W zwi azku z tym w elektrolizie mo ze by c wykorzystywana woda, która skropli la si e na scianie masztu 10 z wilgoci zawartej w powietrzu i która zosta la zebrana. Z drugiej strony, zw laszcza gdy elektrownia wiatrowa jest usytuowana naPL 203 656 B1 5 morzu, z wody otaczaj acego morza mo zna otrzymywa c dowoln a ilo sc wodoru. Wod e wytwarzan a podczas dzia lania ogniwa paliwowego mo zna zbiera c i odprowadza c w specjalny sposób na zewn atrz masztu. Gdy tylko wodór jest doprowadzany do ogniw paliwowych, tlen zawarty w cz esci elektrowni wia- trowej, w której umieszczone s a odpowiednie ogniwa paliwowe, jest zu zywany przy dzia laniu tych ogniw paliwowych. Inaczej mówi ac, ogniwa paliwowe b ed a wytwarza ly energi e elektryczn a dopóki jest tlen w tej cz esci masztu, w której usytuowane s a ogniwa paliwowe. Gdy tlen ten zostanie zu zyty, ogniwa paliwowe przestaj a wytwarza c energie elektryczn a. Umo zliwia to zastosowanie szczególnie prostego sposobu stwierdzania, czy tlen jest jeszcze zawarty w powietrzu wewn atrz tej cz esci elek- trowni wiatrowej, w której umieszczone s a ogniwa paliwowe. Aby w miar e mo zliwo sci ca la ilo sc tlenu zawartego w maszcie zosta la doprowadzona do ogniw paliwowych, korzystne jest zastosowanie wentylatora lub innych srodków do dok ladnego mieszania ca lego powietrza w elektrowni wiatrowej, tak aby zu zywany by l nie tylko tlen zawarty w powietrzu wo- kó l ogniw paliwowych, ale ca la ilo sc tlenu zawartego w ca lej elektrowni wiatrowej. Cz esc np. masztu 10 elektrowni wiatrowej mo ze by c oddzielona po srednim stropem 20 z przej- sciowym otworem zamykanym za pomoc a klapy 22, tak ze ogniwo paliwowe tylko w tej cz esci musi usunac tlen ze zmniejszonej obj eto sci w tej oddzielonej cz esci masztu, aby wytworzy c tam oboj etn a atmosfer e. Poniewa z normalne powietrze otoczenia z lozone jest z oko lo 21% tlenu, 78% azotu i nie- wielkich ilo sci innych gazów, atmosfera oboj etna po zu zyciu tlenu jest zasadniczo atmosfer a azotu. Ponadto w cz esci masztu 10 umieszczony jest zbiornik 28. W tej samej cz esci masztu umiesz- czone jest równie z ogniwo paliwowe. W tej cz esci wytwarzana jest równie z atmosfera azotu dzi eki dzia laniu ogniwa paliwowego. Natychmiast po zu zyciu tlenu azot mo ze by c pompowany do zbiornika 28. Ta cz esc masztu jest nast epnie ponownie napowietrzana powietrzem z otoczenia i procedura ta jest powtarzana, tak ze w zbiorniku 28 (zbiornik gazu) mo zna zgromadzi c zapas azotu. Nale zy zauwa zy c, ze zamiast cz esci masztu mo zna równie z wykorzystywa c oddzielone po- mieszczenie na zewn atrz masztu 10 elektrowni wiatrowej, np. w postaci kontenera lub przybudówki. Pierwsze urz adzenie 24 do wytwarzania oboj etnej atmosfery mo ze by c umieszczone w tym kontene- rze. Dzi eki temu zadna cz esc masztu nie musi ju z by c wielokrotnie napowietrzana, tak ze unika si e ryzyka niezamierzonego napowietrzenia innych cz esci masztu. W razie potrzeby, pewn a czes c elek- trowni wiatrowej, np. cz esc masztu 10 lub gondoli 12, mo zna bardzo szybko nape lni c azotem za po- moc a odpowiednich przewodów i pomp, przy czym azot ten jest pompowany ze zbiornika 28. W ten sposób mo zna, w pewnych obszarach natychmiast wytworzy c atmosfer e azotu, bez konieczno sci oczekiwania, a z ogniwo paliwowe zu zyje tlen. Fig. 2 przedstawia schemat blokowy algorytmu sterowania przy otwieraniu elektrowni, np. w ce- lu umo zliwienia wej scia ekipy serwisowej. Za lózmy, ze na pocz atku elektrownia wiatrowa dzia la nor- malnie i po wystarczaj aco d lugim czasie dzia lania ogniw paliwowych (fig. 1) oboj etna atmosfera wodo- ru zosta la wytworzona w elektrowni wiatrowej lub po nape lnieniu cz esci elektrowni wiatrowej azotem. Je zeli elektrownia zostanie wy laczona np. na skutek uszkodzenia lub je sli rodzaj tego uszkodzenia jest ju z taki, ze ekipa serwisowa musi wej sc do elektrowni, wylaczon a elektrowni e mo zna napowie- trzy c przed wej sciem ekipy serwisowej, np. za pomoc a zamykanych klap wentylacyjnych w drzwiach i w gondoli. Ekipa serwisowa mo ze zatem natychmiast po przyje zdzie wejsc do elektrowni i rozpoczac napraw e. Aby jednak niezawodnie uniemo zliwia c ludziom wchodzenie do elektrowni wiatrowej, w której panuje atmosfera oboj etna, mo zna zastosowa c system zamykaj acy, który umo zliwia dost ep do elek- trowni tylko wtedy, gdy wewn atrz elektrowni stwierdzone zostanie wystarczaj ace stezenie tlenu. Dla- tego, wed lug schematu blokowego z fig. 2, najpierw przeprowadza si e kontrol e, czy elektrownia wia- trowa zosta la ju z napowietrzona. Je zeli tak nie jest, wówczas elektrownia jest najpierw napowietrzana, a nast epnie sprawdza si e ponownie, czy w elektrowni jest odpowiednie st ezenie tlenu. Je zeli elektrownia wiatrowa zosta la ju z napowietrzona, natychmiast przeprowadza si e kon- trol e, czy jest odpowiednie st ezenie tlenu. Je zeli tak nie jest, wówczas nadal prowadzi si e napo- wietrzanie. Kiedy jest ju z odpowiednie st ezenie tlenu, zamek zostaje zwolniony, tak ze dost ep do elektrowni zostaje umo zliwiony. Odpowiednie st ezenie tlenu/azotu nale zy sprawdza c nie tylko w jednym miejscu, np. w gondoli, ale w wielu miejscach pomi edzy gondol a a podstaw a masztu. W sytuacji, gdy mamy do czynienia z dodatkowym azotem w powietrzu trzeba w ka zdym wypadku upewni c si e, ze osoba znajduj aca si e w dolnej cz esci masztu nie dostanie si e na gór e i nie udusi si e na skutek braku tlenu. Dmuchawy (nie pokazano), które s a zwykle stosowane w elektrowniPL 203 656 B1 6 wiatrowej, trzeba równie z wykorzystywa c do doprowadzania swie zego powietrza dla szybkiej i rów- nomiernie rozprowadzonej atmosfery powietrza o odpowiedniej zawarto sci tlenu (21%) ju z na pocz at- ku procedury napowietrzania. Fig. 3 przedstawia schemat blokowy algorytmu post epowania przy zamykaniu elektrowni, np. po zako nczeniu robót i wznowieniu eksploatacji elektrowni. Najpierw sprawdza si e, czy otwór dost e- powy, np. drzwi, jest zamkni ety. Dopóki drzwi nie s a zamkni ete, dost ep do elektrowni jest mo zliwy, a ze wzgl edu na to wytwarzanie atmosfery oboj etnej jest ju z uniemo zliwione. Ponadto tlen ci agle do- p lywa przez otwarte drzwi, tak ze z tego powodu utworzenie atmosfery oboj etnej jest ju z niemo zliwe. Natychmiast po zamkni eciu drzwi sprawdza si e, czy zamek zosta l uruchomiony, to znaczy, czy drzwi s a trwale zamkni ete. Gwarantuje to, ze nikt przypadkowo nie dostanie si e do elektrowni wiatro- wej, albo ze element kontrolny zgodnie z procedura zamykania wymaganego przed wej sciem do elek- trowni, wykryje, ze kto s próbuje wej sc do elektrowni wiatrowej i mo ze wtedy rozpocz ac napowietrzanie elektrowni we w lasciwym czasie. Kiedy zatem drzwi s a zamkni ete i zamek zablokowany, uk lad sterowania mo ze w laczy c dzia la- nie ogniw paliwowych, a zatem rozpocz ac wytwarzanie atmosfery oboj etnej (atmosfery azotu) we- wn atrz elektrowni wiatrowej. Poniewa z zaraz po przeprowadzeniu napraw ryzyko pozaru jest szczególnie duze, np. na sku- tek b ledów monta zu lub wad technicznych cz esci zamiennych i poniewa z st ezenie tlenu wewn atrz elektrowni wiatrowej jest jeszcze wysokie w krótkim czasie po wyj sciu ekipy naprawczej z elektrowni, pewn a cz esc elektrowni wiatrowej, np. t e jej cz es c, która zawiera urz adzenia prze laczaj ace, mo zna nape lni c azotem ze zbiornika. W ten sposób ryzyko po zaru jest natychmiast znacznie zmniejszone. Wtedy, gdy ca la elektrownia wiatrowa jest nape lniona azotem i wewn atrz elektrowni utworzona jest oboj etna atmosfera normalny personel s lu zb ga sniczych nie mo ze wchodzi c do elektrowni. Jest to mo zliwe do zaakceptowania, poniewa z w razie po zaru wewn atrz elektrowni wiatrowej personel s lu zb ga sniczych i tak rzadko kiedy mo ze dosta c si e do wn etrza elektrowni bez doznania obra ze n. Nale zy zauwa zy c, ze mo zliwe s a inne srodki techniczne, które nie pozwalaj a na omy lkowe za- mkni ecie cz lowieka wewn atrz elektrowni wiatrowej i nara zenie go na dzia lanie atmosfery azotu. Mo z- na to osi agn ac np. za pomoc a czujników ruchu, takich jak czujniki podczerwieni. Dodatkowym lub alternatywnym srodkiem mo ze by c wyra zne wpisywanie i wypisywanie si e ka zdej osoby, która wcho- dzi do elektrowni wiatrowej i wychodzi z niej. Ponadto mo zna równie z zabezpieczy c, aby ogniwa pali- wowe lub pompy, za pomoc a których pewna cz es c elektrowni wiatrowej jest napelniana azotem, by ly w laczane z pewnym opó znieniem, tak ze nawet je sli cz lowiek zostanie przez pomy lk e zamkni ety we- wn atrz elektrowni wiatrowej, jest jeszcze pewien czas na zauwa zenie tej pomy lki i uwolnienie go z elektrowni we w la sciwym czasie. Wreszcie, dost ep do elektrowni mo ze by c zapewniony za pomoc a awaryjnego urz adzenia otwieraj acego od wewn atrz, co pozwala na opuszczenie elektrowni nawet bez klucza. Dostarczanie do wn etrza elektrowni wiatrowej atmosfery oboj etnej, takiej jak azot, nie jest ogra- niczone tylko do gondoli lub wn etrza masztu, poniewa z gondola jest równie z po laczona bezpo srednio z wirnikiem, a zatem z lopatami wirnika elektrowni wiatrowej, zatem lopaty wirnika mog a by c równie z w czesci wewn etrznej zasilane odpowiedni a atmosfer a azotu, by zapobiec wybuchowi po zaru w lopa- tach wirnika. PL

Claims (17)

  1. Zastrze zenia patentowe 1. System ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej zawieraj acej maszt i gondol e umieszczon a na wierzcho lku masztu, znamienny tym, ze zawiera co najmniej jedno pierwsze urz a- dzenie (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery w maszcie (10) i/lub w gondoli (12) lub innych cz e- sciach elektrowni wiatrowej, przy czym urz adzenia (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery maj a ogniwo paliwowe i zastosowano co najmniej jedno urz adzenie (25) do doprowadzania wodoru do ogniw paliwowych.
  2. 2. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera ponadto zamykane otwory wentylacyj- ne w maszcie (10) i/lub gondoli (12) elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki.
  3. 3. System wed lug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera co najmniej jedno odpowiednie urz adzenie (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery w maszcie (10) i/lub w gondoli (12) lub i/lub w przybudówce lub w innym pomieszczeniu elektrowni wiatrowej, korzystnie wn etrzu lopaty wirnika.PL 203 656 B1 7
  4. 4. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze ma po laczenie elektryczne pomi edzy ogni- wami paliwowymi, a urz adzeniem (25) do wytwarzania wodoru.
  5. 5. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera zamykany odp lyw wody z elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki.
  6. 6. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera wielostopniowy system blokowania dost epu do elektrowni wiatrowej i/lub przybudówki po laczony z co najmniej jednym czujnikiem we- wn atrz elektrowni wiatrowej lub przybudówki.
  7. 7. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera zbiornik (28) na okre slon a ilo sc gazu, korzystnie azotu.
  8. 8. System wed lug zastrz. 7, znamienny tym, ze ze zbiornikiem (28) po laczone jest urz adzenie (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery, przy czym temu urz adzeniu (24) przyporz adkowane jest po- mieszczenie o okre slonej z góry obj eto sci po laczone ze zbiornikiem (28) po laczeniem, przez które oboj etny gaz z tego pomieszczenia jest transportowany do zbiornika (28).
  9. 9. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera co najmniej jeden strop (20), który przechodzi przez przekrój masztu (10) i ma zamykany otwór przej sciowy.
  10. 10. System wed lug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze zawiera system blokuj acy uruchamiany w zale zno sci od sygna lu wyzwalaj acego.
  11. 11. System wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze ma co najmniej jeden czujnik parametrów fi- zycznych, wybranych z temperatury, zawarto sci tlenu w powietrzu, ci snienia.
  12. 12. Sposób sterowania systemem ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej znamien- ny tym, ze gdy co najmniej jeden okre slony parametr fizyczny przekroczy okre slon a wartosc gra- niczn a do okre slonego obszaru elektrowni wiatrowej doprowadza si e oboj etny gaz.
  13. 13. Sposób wed lug zastrz. 12, znamienny tym, ze w celu ograniczenia okre slonego obszaru zamyka si e otwory przej sciowe.
  14. 14. Sposób wed lug zastrz. 12, znamienny tym, ze po wy laczeniu elektrowni wiatrowej, prze- prowadza si e automatyczne przewietrzanie elektrowni wiatrowej i/lub jej przybudówki.
  15. 15. Sposób wed lug zastrz. 12 albo 13, albo 14, znamienny tym, ze dost ep do elektrowni wia- trowej umo zliwia si e za pomoc a systemu blokuj acego tylko wtedy, gdy st ezenie tlenu w elektrowni wiatrowej i/lub w przybudówce osi agnie odpowiedni a warto sc.
  16. 16. Sposób wed lug zastrz. 15, znamienny tym, ze urz adzenia (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery uruchamia si e tylko wtedy, gdy osi agnie si e okre slony stan zamkni ety systemu blokuj acego.
  17. 17. Sposób wed lug zastrz. 16, znamienny tym, ze urz adzenie (24) do wytwarzania oboj etnej atmosfery uruchamia sie ponownie tylko wtedy, gdy up lynie okre slony czas od osi agni ecia okre slone- go stanu zamkni etego.PL 203 656 B1 8 RysunkiPL 203 656 B1 9PL 203 656 B1 10 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 z l. PL
PL370265A 2002-02-09 2003-02-07 System ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej oraz sposób sterowania tym systemem PL203656B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10205373.1 2002-02-09
DE10205373A DE10205373B4 (de) 2002-02-09 2002-02-09 Brandschutz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL370265A1 PL370265A1 (pl) 2005-05-16
PL203656B1 true PL203656B1 (pl) 2009-10-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2473723C (en) Fire protection
AU2004207180C1 (en) Method for the erection of a wind energy plant and wind energy plant
CN101966375B (zh) 风力发电机组的灭火系统
US20230155218A1 (en) Fire suppression system for lithium-ion battery containers
PL203656B1 (pl) System ochrony przeciwpo zarowej w elektrowni wiatrowej oraz sposób sterowania tym systemem
AU2007200375B2 (en) Fire protection
CN203315606U (zh) 一种风力发电机组的灭火控制系统
CN212649871U (zh) 风力发电机的电气保护柜及其消防装置
Yusoff et al. Case study on Designing a Comprehensive Fire Protection System for KY Power Station
CN215988976U (zh) 一种动力电池安全存储装置
RU98841U1 (ru) Модульный тренажер для отработки навыков борьбы с пожаром и водой
Ishack Fires and fire protection systems: feedback from operating experience
BR102022010559A2 (pt) Turbina eólica com sistema de segurança tendo uma pluralidade de saídas de gás
BMT et al. Probabilistic Framework for Onboard Fire Safety
Bobert High expansion foam systems for inside air-Literature review and fire tests. Brandforsk project 609-971
Martirosyan et al. Fire occurred at the Armenian NPP on 15 October 1982
AU2008201590A1 (en) Method for the erection of a wind energy plant and wind energy plant