TR201810482T4 - Rüzgar türbini sensör kalibrasyonu için bir sistem ve usul. - Google Patents

Abstract

Rüzgar türbini sensör sistemlerinin doğrulanması ve kalibrasyonu için bir sistem ve usul temin edilmektedir. Sistem, bir rüzgar türbini üzerinde temin edilen ve rüzgar türbininin çalışması esnasında rüzgar türbininde temin edilen en azından bir ışık kaynağının konumunu kaydedecek şekilde düzenlenmiş bulunan bir optik tutma tertibatını içermektedir. Işık kaynağının optik tutma tertibatına göre hareketi rüzgar türbininin bir bölümünün çalışma esnasında görece hareketine dair bir gösterge temin edebilmektedir ki bu gösterge daha sonra rüzgar türbininin bir sensör sistemi için bir kalibrasyon ve/veya bir doğrulama sistemine bir giriş değeri olarak kullanılabilmektedir.

Description

TARIFNAME Rüzgar Türbini Sensör Kalibrasyonu Için Bir Sistem ve Usul Bulus Alani Bu bulus, bir rüzgar türbini sensör sisteminin kalibrasyonu ve/veya dogrulanmasi için bir sistem ve usule iliskindir.

Bulusla Ilgili Bilinen Hususlar Modern rüzgar türbini tasariminda, verimlilik ve güvenilirligin arttirilmasi yönünde süregelen yönelim rüzgar türbini kumanda sistemleri için daha akilli çözümlerin temin edilmesi arzusuna yol açmistir. Bu tür çözümler çogu zaman türbin tasarimi safhasiyla bütünlestirilen sekilde tasarima rüzgar türbini sensör sistemlerinin katilmasini söz konusu etmektedir. Bu tür sistemler, rüzgar türbini bilesenlerinin, örnegin, rüzgar türbin kanadinin kendi yapisi içine dösenen bir kanat bükülme izleme sisteminin imalati ile bütünlestirilebildikleri için nispeten kesin çikis degerleri üretebilmektedir.

Bu tür sistemlerin kesin çalismasinin saglanmasinda karsilasilan güçlüklerden biri, sensör çikis degerlerinin özellikle sensör sistemlerinin kesin konumlandirilmasi bakimindan kesin kalibrasyonunun saglanmasindaki güçlüktür. Sensör bilesenlerinin dogru biçimde çalismasini saglamak için entegre bir sensör sisteminin çikis degerinin etkili sekilde dogrulanabilmesi istenmektedir. Önerilen çözümlerden bazilari arasinda, sensör sisteminin ve/veya rüzgar türbin bilesenlerinin konumunun kesin sekilde hesaplanmasi için Küresel Konumlandirma Sisteminin (GPS) kullanimi bulunmaktadir. Bununla birlikte, bu tür sistemler nispeten pahalidir ve bir türbin sensör sisteminin basarili sekilde kalibre edilmesi ve/veya dogrulanmasi için nispeten karmasik interpolasyonu ve türbinlerinde kolaylikla hayata geçirilebilecek nispeten daha basit ya da daha az pahali bir çözümü temin eden bir gelistirilmis türbin sensör kalibrasyon ve/veya dogrulama sisteminin saglanmasidir.

Bulusun Özeti Bu duruma uygun sekilde, bir rüzgar türbini için bir sensör sisteminin kalibre edilmesi için istem 1'e göre bir usul temin edilmektedir; rüzgar türbini en azindan bir rüzgar türbin kanadini içermektedir; bu usul asagidaki asamalari içermektedir; rüzgar türbin kulesinin kaportasina dogru bir optik tutma tertibati temin edilir; rüzgar türbininin söz konusu optik tutma tertibatindan itibaren bir konumunda en azindan bir isik kaynagi temin edilir; rüzgar türbininin bir çalisma çevriminin en azindan bir bölümü için, söz konusu kaporta ve söz konusu en azindan bir isik kaynaginin konumu arasinda rüzgar türbininin bir bölümünün hareketine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

Bir rüzgar türbini üzerinde bir kalibrasyon sisteminin kullanimi, böyle bir sensör sisteminin kesin sensör çikis degerleri temin etmesini saglamak için bir türbin sensör sisteminin bir kesin baslangiç kalibrasyonuna ve/veya sensör sisteminin dinamik ya da periyodik bir yeniden-kalibrasyonuna olanak saglamaktadir. Böyle uygun sekilde kalibre edilmis sensör sistemleri gelistirilmis rüzgar türbini çalismasi temin edebilmektedir. Rüzgar türbininin bir çalisma çevrimi teriminden, bu çalisma çevriminin, rüzgar türbini çalisma performansinin baslangiçta test edilmesini, örnegin, türbinin Tam- Yüklü ya da Yüksüz test edilmesini ve/veya rüzgar türbininin normal çalisma isleyis süresinin bir bölümünü kapsayabilecegi anlasilacaktir. Ayrica, usul, en azindan kismen söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi esas alinarak sensör sisteminin kalibre edilme asamasini içerebilmektedir.

Tercihen, bir rüzgar türbini için bir sensör sisteminin kalibre edilmesi için bir usul temin edilmektedir; rüzgar türbini en azindan bir rüzgar türbin kanadini içermektedir; usul asagidaki asamalari içermektedir; bir rüzgar türbini kulesinin tabanina dogru en azindan bir kule isik kaynagi temin edilir; rüzgar türbini kule kaportasina dogru bir optik tutma tertibati temin edilir; söz konusu optik tutma tertibati söz konusu en azindan bir kule isik kaynagi yönünde söz konusu kule boyunca bakacak sekilde düzenlenmektedir; rüzgar türbini bir yüklenme durumunda çalistirilir; yüklenme durumu için kule bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kule isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüklenme durumu için kule bükülmesinin söz konusu kaydedilmis göstergesi rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak saglanir.

Türbin çalismasi esnasinda rüzgar türbini kule bükülmesi, bir kanat bükülme izleme sistemi gibi bir rüzgar türbini sensör sisteminin çalismasi esnasinda ölçüm hatalarina sebep olabilmektedir. Bundan baska, kule bükülmesi kesin bir kanat-kule aralik mesafesinin hesaplanmasina etki edebilmektedir.

Duruma uygun sekilde, entegre bir kanat bükülme izleme sistemi gibi bir türbin sensör sisteminin çalismasinin kalibre edilmesi için uygun bir kalibrasyon sisteminin saglanmasi sensör sistemlerinin ve bu sistemler ile baglantili herhangi bir rüzgar türbini kumanda sisteminin daha güvenilir ve kesin performansi ile neticelenmektedir. Dis optik tertibatin kullanimi bir rüzgar türbini kulesinin yüklenmesi esnasinda kule bükülmesinin kalibre edilmesi için nispeten basit ve kolaylikla dogrulanabilir bir usul temin etmektedir.

Usul, ayni zamanda, bir rüzgar türbini kulesinin ve/veya bükülme geçiren bir rüzgar türbin kanadinin gerçek konumunun dogrulanmasi için nispeten basit ve kesin bir usulün temin edilmesi sayesinde, bir rüzgar türbini sensör sisteminin çikis degerinin dogrulanmasi için, basit ve kolaylikla temin edilebilir bilesenler kullanilarak, bir rüzgar türbini üzerinde nispeten kolay bir sekilde gerçeklestirilebilen bir usul olarak da kullanilabilmektedir.

Usulün gerçeklestirilmesi için kullanilan aygitin baslangiç kalibrasyon ya da dogrulama amaçlari dogrultusunda rüzgar türbinine geçici olarak tutturulabilecegi anlasilacaktir. Alternatif olarak, aygit bir kalici aygit yerlestirimi durumunda rüzgar türbinine kalici sekilde tutturulabilmekte; kalibrasyon aygiti ana türbin sensör sisteminin bir ariza geçirmesi durumunda kullanilabilecek bir ikincil ya da yedek sensör sistemi seklinde islev görebilmektedir. ya da tam-yüklenme kosullari altinda çalistigi anlasilacaktir. Ayrica, yüklenme kosullari ve kule bükülmesi arasindaki iliskinin kapsamli bir taslaginin temin edilmesi için türbinin maksimum yüke kadar çesitli farkli yükler için çalistirilabilecegi anlasilacaktir. Kule bükülmesinin farkli yüklenme kosullari için böyle bir taslagi çesitli türbin sensör sistemleri için kesin kalibrasyon giris degerleri temin edebilmektedir.

Tercihen, rüzgar türbini sensör sistemi bir kanat bükülme izleme sistemini içermektedir; tercihen, rüzgar türbini, bir entegre kanat bükülme izleme sistemine sahip bulunan en azindan bir rüzgar Tercihen, sistem, ayrica, asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbininin bir rüzgar türbin kanadi bitim ucuna dogru en azindan bir kanat isik kaynagi temin edilir; söz konusu rüzgar türbin kanadi söz konusu kuleyi geçerken, yüklenme durumu için kanat bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kanat isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüklenme durumu için kanat bükülmesine dair söz konusu kaydedilmis gösterge rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

Kanat bükülmesinin ölçülen bir yüklenme kosulu esnasinda izleniyor olusu sayesinde daha sonraki türbin çalismasi için bir bükülme izleme sistemi gibi bir sensör sistemi kesin sekilde kalibre edilebilmektedir.

Tercihen, usul, ayrica, asagidaki asamalari içermektedir: söz konusu rüzgar türbini yüksüz ya da bosta durumda çalistirilir; yüksüz durum için kule bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kule isik kaynaginin konumu kaydedilir; yüksüz durum için kule bükülmesine dair söz konusu kaydedilmis gösterge rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

Tercihen, usul, ayrica, asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbininin bir rüzgar türbin kanadi bitim ucuna dogru en azindan bir kanat isik kaynagi temin edilir; söz konusu rüzgar türbin kanadi söz konusu kuleyi geçerken, yüksüz durum için kanat bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kanat isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüksüz durum için kanat bükülmesine dair söz konusu kaydedilmis gösterge rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

Kule bükülmesinin ve/veya yüksüz kosullar için kanat bükülmesinin izlenmesi, bir bükülme izleme sistemi gibi bir sensör sisteminin kesin kalibrasyonu için kullanilabilen yararli bir taban-hatti ölçümü temin etmektedir.

Tercihen, usul, entegre bir kanat bükülmesi izleme sistemine, tercihen kablosuz bir mesafe ölçüm sistemine sahip bulunan en azindan bir rüzgar türbin kanadinin temin edilme asamasini içermektedir.

Bulusun tercih edilen bir yani da, kablosuz mesafe ölçüm sistemi birden çok iletisim tertibati arasindaki bir radyo iletisim baglantisini esas almaktadir. Tercihen, radyo iletisim baglantisi bir ultra- genis-bant (UWB) iletisim baglantisidir.

Bu gibi kablosuz mesafe izleme sistemlerinin kullanimi bükülme izleme sisteminin çalismasi esnasinda yüksek bir kesinlik ve güvenilirlik derecesi temin etmektedir. Kalibrasyon sistemi konumun optik bir algilanisini esas aldigi için, bu durum, kalibrasyon iki ayri konum ölçümünü (kalibrasyon sisteminin çikis degerini ve bükülme izleme sisteminin kendisinin çikis degerini) esas aldigindan bükülme izleme sistemi baslangiçta kalibre edildiginde ikinci bir güvenlik katmanini temin etmektedir. Rüzgar türbin kanadinin alternatif bir bükülme izleme sistemini, örnegin, bir fiber-optik bükülme izleme sistemini ve bir ivme-ölçer-esasli sistemi, vs. içerebilecegi anlasilacaktir.

Tercihen, söz konusu optik tutma tertibati rüzgar türbin kaportasi üzerinde, rüzgar türbini rotor göbek kismi bitisiginde temin edilmektedir. Tercihen, söz konusu optik tutma tertibati kaportanin alt yaninda temin edilmektedir.

Tercihen, söz konusu en azindan bir kule isik kaynagi rüzgar türbini kulesinin tabani bitisiginde zemin üzerinde temin edilmektedir.

Tercihen, söz konusu kule ve/veya kanat isik kaynaklari kizilötesi (IR) lambalar seklinde temin edilmektedir.

Tercihen, söz konusu kaydetme asamasi rüzgar türbini rotor kanatlarinin önceden tanimlanan sayida dönüsü ve/veya önceden tanimlanan bir süre için gerçeklestirilmektedir.

Bulusun bir yaninda, kaydetme en azindan bir rüzgar türbini rotor kanadinin her dönüsü için bir kere gerçeklestirilmektedir, burada, kalibrasyon usulü bir türbin sensör sistemi için sürekli sekilde gerçeklestirilmektedir. Tercihen, sensör sistemi, söz konusu en azindan bir rüzgar türbin kanadinda temin edilen en azindan bir ivme-ölçeri içermektedir.

Bulusun bir yaninda, usul, ayrica, söz konusu türbin sensör sisteminin, rüzgar türbininin çalismasi esnasinda, en azindan kismen harekete dair söz konusu göstergenin esas alinmasiyla dinamik bir sekilde kalibre edilmesi asamasini içermektedir. Bu kalibre etme, türbin çalismasi esnasinda sürekli sekilde gerçeklestirilebilmekte ya da türbin çalismasinin bir periyodu esnasinda, örnegin, bir yüksek yüklenme periyodu esnasinda sensör sisteminin dinamik bir yeniden-kalibrasyonu olabilmektedir.

Bulusun alternatif bir yaninda, kaydetme, kalibrasyon ya da dogrulama amaçlari dogrultusunda güvenilir bir veri kümesinin kaydedilmesini saglayacak sekilde yeterli sayida dönüs için ya da yeterli bir zaman süresi için gerçeklestirilmektedir.

Tercihen, usul, söz konusu kaydetme asamasindan sonra söz konusu isik kaynaklari ve optik tutma tertibatinin ayrilmasini içermektedir.

Kalibrasyondan sonra rüzgar türbininden ayrilabilen tertibat ve isik kaynaklarinin kullanimi tertibatin farkli rüzgar türbinlerinin kalibrasyonu için yeniden kullanilmasina olanak saglamaktadir. Ilave ya da alternatif olarak, kalibrasyon rüzgar türbininin farkli kanatlari için seri ya da paralel sekilde gerçeklestiriIebilmektedir.

Tercihen, temin etme asamasi söz konusu optik tutma tertibatinin söz konusu kaportanin bir dis yüzeyine tutturulmasini içermektedir.

Tercihen, temin etme asamasi, söz konusu en azindan bir kanat isik kaynaginin rüzgar türbin kanadinin bir dis yüzeyine tutturulmasini içermektedir.

Tercihen, söz konusu en azindan bir kanat isik kaynagi rüzgar türbin kanadi yüzeyine serbest kalabilir sekilde tutturulmaktadir.

Tercihen, usul asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbininin bir sensör sisteminden gelen çikis degeri olarak söz konusu en azindan bir isik kaynaginin konumu ve söz konusu kaporta arasinda rüzgar türbininin bir bölümünün öngörülen bir hareketi temin edilir; söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi söz konusu öngörülen hareket ile karsilastirilir; ve söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi ve söz konusu öngörülen hareket arasindaki fark bir esik degerini asarsa rüzgar türbini için bir alarm durumu tetiklenir.

Alarm durumu bir fiili operatör alarmi; bir servis isteginin, rüzgar türbininin tetkiki ya da onarimina yönelik bir istegin üretilmesi; rüzgar türbininin bir deaktive edilisi ve/veya rüzgar türbininin kumanda amaci dogrultusunda sensör sisteminin çikis degeri yerine kalibrasyon sisteminin çikis degerinin kullanilmasi için rüzgar türbini kumanda birimine gönderilen bir sinyal olabilmektedir. Rüzgar türbininin, rüzgar türbininden gelen sinyallerin ayri bir konumda olabilecek bir rüzgar türbini operatörüne iletimi için uygun bir iletisim agina bir baglanti ile donatilabilecegi anlasilacaktir.

Ayni zamanda, bir rüzgar türbini için bir sensör sisteminin kalibre edilmesi için bir aygit da temin edilmektedir, bu aygit asagidaki kisimlari içermektedir: rüzgar türbini kule kaportasina dogru konumlandirilmak üzere bir optik tutma tertibati; rüzgar türbininin söz konusu optik tutma tertibatindan itibaren bir yerinde konumlandirilmak üzere en azindan bir isik kaynagi; ve söz konusu ilk isik kaynagi ve söz konusu optik tutma tertibatina baglanan bir kumanda birimi, burada, kumanda birimi yukarida açiklanan usulün gerçeklestirilmesi için çalistirilabilmektedir.

Tercihen, aygit, bir rüzgar türbini kule tabanina dogru konumlandirilmak üzere en azindan bir isik kaynagini içermektedir.

Tercihen, aygit, rüzgar türbininin en azindan bir rüzgar türbin kanadi bitim ucuna dogru konumlandirilmak üzere en azindan bir isik kaynagini içermektedir.

Bulusun Açiklamasi Simdi bulus düzenlemeleri ekteki istemlere atif yapilarak sadece örneklendirme yoluyla Sekil 1, bulusa göre bir kalibrasyon ve dogrulama sistemine sahip bulunan bir rüzgar türbinini göstermektedir; Sekil 2, bulusun bir yanina göre bir kalibrasyon usulünün asamalarini görüntülemektedir; Sekil 3, bulusun bir yanina göre bir sensör sisteminin dogrulanmasi ve ayar edilmesi için bir usulü görüntülemektedir.

Sekil 4, bulusun sistemi ve usulünün bir düzenlemesi kullanilarak kaydedilen verilere dair bir örnegi görüntülemektedir.

Ekteki çizimlerin sadece görüntüleme amaçli oldugu ve ölçegine göre temin edilmedigi anlasilacaktir.

Sekil 1'e atif yapilirsa, bir rüzgara karsi, yatay eksenli rüzgar türbini (10) "Danimarka konsepti" denilen konsepte göre görüntülenmistir. Rüzgar türbini (10), bir rüzgar türbin kulesini (12), söz konusu kulenin (12) tepesinde temin edilen bir kaportayi (14) ve söz konusu kaporta (14) üzerinde dönebilir sekilde temin edilen bir rüzgar türbin rotorunu (16) içermektedir. Rotor (16) bir rotor göbek kismini (18) ve söz konusu rotor göbek kismindan (18) radyal sekilde uzanan birden çok rüzgar türbin kanadini (20) içermektedir. Rüzgar türbin kanatlari (20), rotor göbek kismina (18), kanatlarin (20) çalisma kosullari esas alinarak türbin çalismasinin optimize edilmesi için rotor göbek kismina (18) göre yalpalayabilecekleri sekilde monte edilmektedir. Kaporta (14), söz konusu kule (12) üzerine, kaportanin (14) bir sapma hareketi ile rüzgar türbin rotorunun (16) türbine (10) gelen rüzgara bakar sekilde dönebilecegi biçimde monte edilmektedir.

Rüzgar türbin kanatlari (20), bir ön kenara (21a) ve bir arka kenara (21b) sahip bulunan bir aerodinamik profili içermektedir. Rüzgar türbin kanatlari (20) rotor göbek kismi (18) etrafinda genellikle dairesel bir dönme yolunu izlemektedir.

Rüzgar türbin kanatlari, genellikle, Iier güçlendirilmis plastik malzemeden, yani, bir kalip içinde düzenlenen ve kati bir yapi olusturmak üzere bir reçine ile sertlestirilen cam lifleri ve/veya karbon liflerinden olusturulmaktadir. Modern rüzgar türbin kanatlarinin uzunlugu çogu zaman 30 ila 40 metreyi asmakta ve bu kanatlar bir kaç metrelik kanat kök çaplarina sahip bulunmaktadir.

Rüzgar türbini (10), ayrica, rüzgar türbininin (10) en azindan bir çalisma karakteristiginin izlenmesi için çalistirilabilen (gösterilmemis olan) en azindan bir türbin sensör sistemini içermektedir. Böyle bir türbin sensör sistemi bir rüzgar türbin kanadi bükülme izleme sistemini, örnegin, bir ultra-genis-bant (UWB) iletisim sistemini esas alan bir bükülme izleme sistemini içerebilmektedir. Böyle bir kanat bükülme izleme sistemine dair bir örnek birlikte tevdi edilen 121807762 sayili Avrupa Patent Basvurusunda bulunabilmektedir. Uygun sensör sistemlerine dair baska örnekler arasinda ivme-ölçer- esasli sensör sistemleri ve/veya kule vurus öngörü sistemleri bulunmaktadir.

Sensör sistemi, rüzgar türbininin (10) statü ve performansinin belirlenmesi için müteakip analiz için türbin çalisma karakteristiklerinin kaydedilebildigi bir veri kaydetme istasyonuna baglanabilmektedir.

Ilave ya da alternatif olarak, sensör sisteminin çikisi, sensör sistemi çikis degerini esas alarak rüzgar türbininin (10) çalismasini regüle etmek üzere çalisabilen (gösterilmemis olan) bir rüzgar türbini kumanda birimine baglanabilmektedir. Örnegin, kumanda birimi, kanat yalpa açisinin türbin performansin gelistirilmesi için ayarlanmasi ve/veya kanatlarin (20) bir asagi vurma ihtimalinin önlenmesi için rüzgar türbin kanatlarinin (20) yalpalamasinin kumanda edilecegi sekilde çalistirilabilmektedir.

Türbin sensör sisteminin kesin çalismasinin saglanmasi için, rüzgar türbini (10), ayrica, bir rüzgar türbini sensör sisteminin çikis degerinin kalibre edilmesi ve/veya dogrulanmasi için çalistirilabilen bir sensör kalibrasyon sistemini içermektedir. Sensör kalibrasyon sistemi, rüzgar türbini (10) kaportasinda (14) ya da kaporta yakininda temin edilen bir optik tutma tertibatini (22) içermektedir.

Optik tutma tertibati (22) herhangi bir uygun kamera aygitini içerebilmektedir. Optik tutma tertibati (22), tertibatin (22) rüzgar türbin kulesinin (12) üst ucundan kulenin (12) tabanina dogru asagi dogru yönde baktigi sekilde düzenlenmektedir. Optik tutma tertibati (22), tertibatin (22) kulenin (12) taban görüntüsünün yanisira rüzgar türbin kanatlarinin (20) dönme yolunun alt bölümünün de görüntüsünü yakalayabildigi sekilde yerlestirildigi biçimde düzenlenmektedir. Bu bakimdan, optik tutma tertibati (22), tercihen, bu tertibatin her zaman için rotorla (16) ayni yöne bakacak sekilde kaporta (14) ile birlikte sapma yapacagi biçimde kaporta (14) üzerinde kaportanin (14) rotor yanina dogru monte edilmektedir. Tercihen, optik tutma tertibati (22) kaporta (14) üzerine kule (12) ve rotor göbek kismi (18) arasina monte edilmektedir. Alternatif olarak, optik tutma tertibati (22), kule üzerine, bu tertibatin gerektiginde kulenin (12) etrafinda dönerek çalistigi sekilde kulenin (12) üst ucuna monte edilebilmektedir.

Rüzgar türbin kulesinin (12) tabaninda ya da tabani yakininda bir ilk isik kaynagi (24) yerlestirilmis bulunmaktadir. Ilk isik kaynagi (24) kulenin (12) tabaninda belirli bir konumda temin edilen bir tek isik kaynagi elemanini içerebilmekte ya da ilk isik kaynaginin (24) en azindan bir bölümünün kaporta (14) ve rotorun (16) herhangi bir sapma açisi için optik tutma tertibati (22) tarafindan görülebildigi sekilde kule taban çevresi etrafina yerlestirilmis bulunan bir dizi isik kaynak elemanini içerebilmektedir.

Alternatif olarak, ilk isik kaynagi (24) kulenin (12) tabaninda döner sekilde temin edilen bir tek isik kaynak elemanini içerebilmekte; tek isik kaynak elemani, bu tek isik kaynak elemaninin kaportanin (14) herhangi bir sapma açisi için optik tutma tertibati (22) tarafindan görülebildigi sekilde kaportanin (14) sapmasi ile kule (12) etrafinda dönecek biçimde düzenlenmektedir.

Rüzgar türbin kanatlarindan (20) en azindan birinin bitim ucuna dogru bir ikinci isik kaynagi (26) yerlestirilmektedir. Ikinci isik kaynagi (26), tercihen, söz konusu rüzgar türbin kanadi (20) rüzgar türbin kanatlarinin (20) optik tutma tertibati (22) tarafindan görülebilen dönme yolu bölümünden geçerken ikinci isik kaynaginin (26) optik tutma tertibati (22) tarafindan görülebildigi sekilde rüzgar türbin kanadinin (20) bir rüzgar yönü yüzeyi üzerinde, tercihen rüzgar türbin kanadinin (20) kuleye (12) bakan bir yani üzerinde temin edilmektedir. kaynagi olabilmektedir. Tercihen, isik kaynaklari (24, 26) kizilötesi (IR) lambalari içermektedir.

Tercihen, optik tutma tertibati (22), isik kaynaklarinin konumunu bir 2D dizi üzerinde izleyecek sekilde çalisabilen bir çok-nesne-izleyici sensörü içermektedir.

Optik tutma tertibati (22) ve ilk ve ikinci isik kaynaklarinin (24, 26) bir baslangiç kalibrasyon/dogrulama testi amaci dogrultusunda ve/veya rüzgar türbininin (10) çalisma süresi esnasinda araliklarda gerçeklestirilen bir periyodik kalibrasyon/dogrulama amaci dogrultusunda rüzgar türbinine (10) geçici biçimde tutturulabilecegi anlasilacaktir.

Alternatif olarak, tertibat (22, 24, 26), rüzgar türbininde (10) sensör sistemlerinin sürekli ya da dinamik kalibrasyonunun gerçeklestirilmesi amaci dogrultusunda rüzgar türbinine (10) kalici sekilde sabitlenebilmektedir.

Tercihen, isik kaynaklari (22, 24), isik kaynaklarinin (22, 24) ve özellikle rüzgar türbin kanatlari üzerinde temin edilen herhangi bir isik kaynaginin mevcudiyetinin önemli gürültü seviyelerinin üretilmesiyle sonuçlanmadigi ve böyle bir mevcudiyetin rüzgar türbini aerodinamik karakteristiklerine önemli sekilde etki etmedigi sekilde aerodinamik açidan uygun yuvalar içinde temin edilmektedir. tesis edilmek üzere saglandigi durumlarda rüzgar türbininin isik kaynaklarinin verimli sekilde yerlestirilecegi sekilde tasarlanabilecegi anlasilacaktir, örnegin, rüzgar türbin kanatlari, bir isik kaynagini, bu isik kaynaginin kanat yüzeyi ile bir hizada temin edildigi sekilde kanatta olusturulan bir delik ya da açiklik içine alacak biçimde sekillendirilebilmektedir. Ilave ya da alternatif olarak, kanadin (20) bitim ucuna dogru temin edilen isik kaynagi (26) rüzgar türbini göbek kismi (18) ya da kaportada (14) temin edilen bir kumanda birimi ve/veya güç kaynagina baglanabilmektedir. Kumanda birimi ve/veya güç kaynaginin kanat bitim ucundan böyle ayri konumlandirilmasi kumanda birimi ve güç kaynagina nispeten kolay servis yapilmasina olanak saglamaktadir.

Ilave ya da alternatif olarak, isik kaynagi (26), kanat kök ucundan bitim ucundaki konuma dogru kanat (20) içinden uzanan bir optik lif ya da benzer isik yönlendirme elemani ile donatilabilmektedir. Bu duruma uygun sekilde, bir isik kaynagi rotor göbek kismi (18) ya da kaporta (14) gibi nispeten kolay servis yapilabilen bir konumda temin edilebilmekte ve böylece, böyle bir konumdan yönlendirilen, söz konusu isik kaynagindan gelen isik hareketi izlenmesi istenen bitim ucuna dogru konuma ulasmaktadir.

Optik tutma tertibati (22) isik kaynaklarinin (24, 26) konumunun bir 2D dizi üzerinde izlenecegi sekilde çalistirilabilmektedir. Bu durumda, optik tutma tertibati (22) ve isik kaynaklari (24, 26) arasindaki hareketi belirlemek için izlenen koordinatlari dönüstürmek üzere uygun bir kumanda birimi çalistirilabilmektedir. Bu duruma uygun sekilde, optik tutma tertibati (22) tarafindan görüldükleri halde ilk ve ikinci isik kaynaklarinin (24, 26) konumunun izlenmesiyle rüzgar türbininin (10) birkaç çalisma karakteristigi nispeten kolay sekilde belirlenebilmektedir: o Kulenin (12) tepesinde temin edilen optik tutma tertibati (22) ve kule (12) tabaninda temin edilen ilk isik kaynagi (24) arasindaki görece hareket esas alinarak rüzgar türbini (10) çalismasi esnasinda rüzgar türbin kulesinin (12) bükülme düzeyi; ve 0 Optik tutma tertibati (22) tarafindan görülen haliyle ikinci isik kaynaginin (26) hareketi esas alinarak, ikinci isik kaynaginin (26) monte edildigi rüzgar türbin kanadinin (20) bükülme düzeyi.

Bu kaydedilen sonuçlar daha sonra rüzgar türbininde (10) temin edilen sensör sistemlerinin çikis degerlerinin kalibrasyonu ve/veya dogrulanmasi için kullanilabilmektedir. Bu karakteristiklerin rüzgar türbininin (10) farkli yüklenme durumlari için ölçülebilecegi anlasilacaktir. Sekil 2'ye atif yapilirsa, bulusa göre bir kalibrasyon/dogrulama testi için kullanilan usulün ana hatlari görüntülenmistir. edildigi gibi bir rüzgar türbini (10) üzerine yerlestirilmektedir. Daha sonra, türbin (10), türbinin (10) bir elektrik yükü olmadan çalistirildigi bir Yüksüz Test (asama 102) için çalistirilmaktadir. Kanat bitim uç konumu ve kule konumu arasindaki görece hareket, sirasiyla ilk ve ikinci isik kaynaklarinin (24, 26) optik tutma tertibatina (2) göre hareketinin kaydedilmesiyle bu test için kaydedilmis olmaktadir Daha sonra, türbin kullanilarak bir Tam-yüklenme Testi gerçeklestirilmekte (asama 108) ve bu asamada türbin (10) tam elektriksel yük kullanilarak çalistirilmaktadir. Yine, sirasiyla ilk ve ikinci isik kaynaklarinin (24, 26) optik tutma tertibatina (22) göre hareketinin kaydedilmesiyle bu test için kanat bitim uç konumu ve kule konumunun görece hareketi kaydedilmis olmaktadir (asama 110, 112).

Kanat bitim ucu ve kule konumlarinin türbin çalismasinin farkli seviyeleri için kaydedilmesi için, türbinin (10) ilave ya da alternatif olarak farkli çalisma yükü seviyeleri için çalistirilabilecegi anlasilacaktir.

Kule bükülmesi ve kanat bükülmesi bu sekilde kaydedildikten sonra, veriler bir sensör kalibrasyon sistemine bir giris degeri olarak kullanilabilmektedir (asama 114). Örnegin, veriler (kaydedilmis kanat uç sapmasi ile karsilastirmayla) bir konum-esasli kanat bükülme sisteminin çikis degerinin dogru olup olmadiginin dogrulanmasi için ya da (kuleye vurma ihtimalinin belirlenmesi için kaydedilmis kanat uç bükülmesi ve kule bükülmesinin karsilastirilmasiyla) bir kuleye-vurus öngörme sistemi kesinliginin yeterli olup olmadiginin dogrulanmasi için kullanilabilmektedir.

Bulusun tercih edilen bir yaninda, tertibatin (22, 24, 26) katildigi kalibrasyon sistemi daha sonra rüzgar türbininden (10) ayrilabilecek (asama 116) ve baska rüzgar türbin tesisatlarinin kalibre edilmesi için kullanilabilecekse de, sensör sistemi bilesenlerinin dinamik ya da periyodik bir yeniden- kalibrasyonunu temin etmek üzere kalibrasyon sisteminin türbin (10) üzerine kalici biçimde yerlestirilebilecegi de anlasilacaktir. Örnegin, ivme-ölçer-esasli bir sensör sistemi durumunda, kanat bükülmesi rüzgar türbin rotorunun (16) her dönüsü için ya da en azindan önceden tanimlanan dönme araliklari için kaydedilebilmektedir. Ivme-ölçerin çikis degeri bu duruma göre kaydedilen bükülme esas alinarak yeniden-merkez alinabilmekte, sensör sisteminin kesinligi kalibrasyon sistemi tarafindan sürekli biçimde ayar edilmektedir.

Sekil 3'e bas vurulursa, bir kalibrasyon usulüne dair bir örnek görüntülenmektedir.

Sekil 3`te, rüzgar türbin sensör sisteminin, örnegin, bir kanat bükülme izleme sisteminin çikis degeri alinmakta (asama 118) ve tertibatin (22, 24, 26) kalibrasyon ve dogrulama sisteminden gelen çikis degeri ile karsilastirilmaktadir (asama 120). Daha sonra, çikis degerleri kesinlikleri ve uyusumlarinin degerlendirilmesi için karsilastirilmaktadir (asama 122).

Kalibrasyon sisteminin çikis degeri sensör sisteminin çikis degerine karsilik gelirse, rüzgar türbininin (10) sensör sisteminin kesin sekilde yapilandirilmis oldugu yargisinda bulunulabilmekte (asama 124) ve kalibrasyon sistemi (asama 116'daki gibi) diger bir rüzgar türbini sensör sistemine yerlestirilmek ve bu sistemin kalibre etmek üzere ayrilabilmekte ya da kalibrasyon sisteminin gücü kesilebilmekte ya da bir sonraki kalibrasyon ve dogrulama testi gerekene kadar bir bosta moda ayarlanabilmektedir.

Kalibrasyon sisteminin çikis degeri sensör sisteminin çikis degerinden farkli ise, rüzgar türbini kumanda birimi kesin bir çikis degerinin temin edilmesi için sensör sistemini ayar etmek üzere çalistirilabilmektedir (asama 126). Sensör sisteminin herhangi bir uygun ayar edilisi ya da ayarlanmasinin gerçeklestirilebilecegi anlasilacaktir, Örnegin, sensör sisteminin bir kumanda biriminin üzerinde kazançlar ve/veya zaman sabitleri uygun sekilde ayarlanmakta ve/veya uygun sensör çikis degerleri sifirlanmaktadir. Tercihen, kumanda birimi sensör sisteminin çikis degeri kalibrasyon10 sisteminin çikis degerine karsilik gelene kadar sensör sisteminin bir geri-besleme döngüsünde ayar edilmesi için çalistirilabilmektedir.

Sekil 4, bir rüzgar türbininde hayata geçirilen bulus sistem ve usulünün bir düzenlemesinden kaydedilen verilere dair bir örnegi göstermektedir.

Sunulan döküm, optik tutma tertibati (22) tarafindan görülen haliyle isik kaynaklarinin (24, 26) hareketini görüntüleyen bir 2D koordinatli dökümü gösteren, optik tutma tertibati (22) tarafindan görülen bir pikseller dizisidir. Optik tutma tertibati (22) tarafindan görülen haliyle dökümün ölçegi ayarlanmistir, burada, 100 piksel yaklasik olarak 4.3 metreye esittir.

Dökümün solundan sagina geçen noktalar dizisi, kanat (20) optik tutma tertibatinin (22) görüs alani boyunca geçerken, kanadin (20) bitim ucuna dogru temin edilmis bulunan kanat isik kaynaginin (26) hareketini görüntülemektedir. A ile isaret edilen noktalarin üst dizisi kanadin (20) hareketini görüntülerken, türbin bosta durumdadir ya da bir Yüksüz test durumundadir, yani, rüzgar türbin kanadi (20) minimum bükülme göstermektedir. B ile isaret edilen alt noktalar dizisi kanadin (20) bir Tam-Yüklenme testi esnasinda hareketini görüntülemekte ve kanadin (20) Yüksüz nokta dizisinden bir bükülmesini göstermektedir.

C ile isaret edilen döküm alt alaninda gösterilen noktalar kümesi, türbin çalismasi esnasinda kule (12) bükülmesine isaret etmekte, optik tutma tertibati (22) tarafindan görülen kule isik kaynaginin (24) görece hareketini göstermektedir.

Bu duruma uygun sekilde, kumanda birimi, kaydedilen bu sonuçlari üçgenlere ayirmakta ve bir rüzgar türbini sensör sisteminin kalibrasyonu ve/veya dogrulanmasinda kullanim için dönüstürmektedir.

Yukarida açiklandigi gibi, sistem bir rüzgar türbini üzerine geçici sekilde yerlestirilmek, yeni bir rüzgar türbini tesisatinin bir baslangiç testi ve dogrulamasinin temin etmek için ya da varolan sensör sistemlerinin periyodik bir yeniden-kalibrasyonu için çalistirilabilmektedir. Alternatif olarak, kalibrasyon sistemi bir rüzgar türbini üzerine kalici sekilde yerlestirilebilmekte, sensör sistemi çikis degerlerinin dinamik yeniden-kalibrasyonunun gerçeklestirilmesi için çalistirilabilmektedir.

Bulusun kalibrasyon ve dogrulama sisteminin bir rüzgar türbini üzerine kalici sekilde yerlestirildigi bir baska düzenlemesinde, sistem, kalibrasyon sisteminin çikis degeri ve sensör sisteminin çikis degeri arasindaki fark önceden tanimlanan bir esik degerini astiginda bir alarm üretecek sekilde çalistirilabilmektedir. Sistem çikis degerlerinde böyle nispeten büyük bir fark rüzgar türbini sensör sisteminin bir yaninda operatör onarimini gerektirebilecek bir hasar ya da arizaya isaret edebilecektir.

Böyle bir durumda, kalibrasyon sistemi, hasar görmüs ya da arizalanmis birincil sensör sistemi yerine rüzgar türbini için bir yedek ya da ikincil sensör sistemi olarak is görmek üzere çalistirilabilmektedir.

Bulus, bir rüzgar türbini kanat sensör sisteminin çikis degerinin kesin kalibrasyonu ve dogrulanmasinin saglanmasi için bir sistem ve usulü temin etmektedir. Kalibrasyon sistemi bir rüzgar türbini üzerine geçici ya da kalici kalibrasyon ve dogrulama için nispeten kolay sekilde yerlestirilebilmektedir. Ilave olarak, kalibrasyon sistemi bir rüzgar türbin kanadi sensör sisteminin çalisma statüsünün izlenmesi ve/veya rüzgar türbininin ana sensör sisteminin arizasi ya da hasari durumunda bir yedek sensör sisteminin temin edilmesi için çalistirilabilmektedir.

Bulus burada açiklanan düzenlemeler ile sinirlandirilmis degildir ve bu bulusun sahasindan kopmadan modifiye edilebilecek ve uyarlanabilecektir.

Claims (15)

ISTEMLER

1. Bir rüzgar türbini için bir sensör sisteminin bir kalibrasyon sistemi yoluyla kalibre edilmesi için bir usul olup, rüzgar türbini en azindan bir rüzgar türbin kanadini içermektedîr, usul asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbin kulesinin kaportasina dogru kalibrasyon sisteminin bir optik tutma tertibati temin edilir; rüzgar türbininin söz konusu optik tutma tertibatindan itibaren uzak bir konumunda kalibrasyon sisteminin en azindan bir isik kaynagi temin edilir; rüzgar türbininin bir çalisma çevriminin en azindan bir bölümü için, söz konusu kaporta ve söz konusu en azindan bir isik kaynagi arasinda rüzgar türbininin bir bölümünün hareketine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

2. Istem 1'in usulü olup, burada, usul asagidaki asamalari içermektedir: bir rüzgar türbini kulesinin tabanina dogru en azindan bir kule isik kaynagi temin edilir; rüzgar türbin kulesinin kaportasina dogru bir optik tutma tertibati temin edilir; söz konusu optik tutma tertibati söz konusu en azindan bir kule isik kaynagi yönünde söz konusu kule boyunca bakacak sekilde düzenlenmektedir; rüzgar türbini bir yüklenme durumunda çalistirilir; yüklenme durumu için kule bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kule isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüklenme durumu için kule bükülmesine dair söz konusu kaydedilmis gösterge rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

3. Istem 1 ya da istem 2'nin usulü olup, burada, usul ayrica asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbininin bir rüzgar türbin kanadinin bitim ucuna dogru en azindan bir kanat isik kaynagi temin edilir; söz konusu rüzgar türbin kanadi söz konusu kuleyi geçerken, yüklenme durumu için kanat bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kanat isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüklenme durumu için kanat bükülmesine dair kaydedilmis gösterge bir kalibrasyon giris degeri olarak rüzgar türbinînin bir sensör sistemine temin edilir.

4. Istem 1 ila 3'ün herhangi birinin usulü olup, burada, usul ayrica asagidaki asamalari içermektedir: söz konusu rüzgar türbini yüksüz ya da bosta durumda çalistirilir; yüksüz durum için kule bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kule isik kaynaginin konumu kaydedilir; yüksüz durum için kule bükülmesinin söz konusu kaydedilmis göstergesi rüzgar türbinînin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

5. Istem 1 ila 4'ün herhangi birinin usulü olup, burada, usul ayrica asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbinînin bir rüzgar türbini kanadi bitim ucuna dogru en azindan bir kanat isik kaynagi temin edilir; söz konusu rüzgar türbin kanadi söz konusu kuleyi geçerken, yüksüz durum için kanat bükülmesine dair bir gösterge olarak söz konusu optik tutma tertibati tarafindan görülen haliyle söz konusu en azindan bir kanat isik kaynaginin konumu kaydedilir; ve yüksüz durum için kanat bükülmesinin söz konusu kaydedilmis göstergesi rüzgar türbininin bir sensör sistemine bir kalibrasyon giris degeri olarak temin edilir.

6. Istem 1 ila 5'in herhangi birinin usulü olup, burada, söz konusu optik tutma tertibati rüzgar türbin kaportasi Üzerinde, rüzgar türbini rotor göbek kismi bitisiginde temin edilmektedir.

7. Önceki herhangi bir istemin usulü olup, burada, söz konusu en azindan bir isik kaynagi rüzgar türbin kulesinin tabani bitisiginde zemin üzerinde temin edilen en azindan bir kule isik kaynagi seklinde saglanmaktadir.

8. Önceki herhangi bir istemin usulü olup, burada, söz konusu en azindan bir isik kaynagi bir kizilötesi (IR) lamba seklinde temin edilmektedir.

9. Önceki herhangi bir istemin usulü olup, burada, söz konusu kaydetme asamasi rüzgar türbin kanatlarinin önceden tanimlanan sayida dönüsü ve/veya önceden tanimlanan bir süre için gerçeklestirilmektedir.

10. Önceki herhangi bir istemin usulü olup, burada, kaydetme en azindan bir rüzgartürbini rotor kanadinin her devri için bir kere gerçeklestirilmektedir ve burada, usul, ayrica, rüzgar türbinînin çalismasi esnasinda en azindan kismen harekete dair söz konusu kaydedilmis gösterge esas alinarak söz konusu türbin sensör sisteminin dinamik sekilde kalibre edilme asamasini içermektedir.

11. Istem 1 ila 10'un herhangi birinin usulü olup, burada, kaydetme önceden tanimlanan sayida devir için ve/veya önceden tanimlanan bir zaman süresi için gerçeklestirilmektedir.

12. Istem 1 ila 10'un herhangi birinin usulü olup, burada, usul, söz konusu kaydetme asamasindan sonra söz konusu isik kaynaklarinin ve optik tutma tertibatinin ayrilmasini içermektedir.

13. Önceki herhangi bir istemin usulü olup, burada, usul asagidaki asamalari içermektedir: rüzgar türbininin bir sensör sisteminden çikis degeri olarak söz konusu kaporta ve söz konusu en azindan bir isik kaynaginin konumu arasinda kalan bir rüzgar türbini bölümünün öngörülen hareketi temin edilir; söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi söz konusu öngörülen hareket ile karsilastirilir; ve söz konusu kaydedilmis hareket göstergesi ve söz konusu öngörülen hareket arasindaki fark bir esik degerini asarsa rüzgar türbini için bir alarm durumu tetiklenir.

14. Istem 13`ün usulü olup, burada, rüzgar türbini için bir alarm durumunun söz konusu tetiklenme asamasi asagidakilerden en azindan birini içermektedir: rüzgar türbini için bir operatör alarmi üretilir; rüzgar türbini için bir servis, tetkik ya da onarimi istegi üretilir; rüzgar türbini deaktive edilir; bir rüzgar türbini kumanda birimine rüzgar türbini kumanda amaci dogrultusunda sensör sistemi çikis degeri yerine kalibrasyon sistemi çikis degerini kullanmasi sinyallenir.

15. Bir rüzgar türbini için bir sensör sisteminin kalibre edilmesi için bir aygit olup, bu aygit asagidaki kisimlari içermektedir: rüzgar türbin kulesinin kaportasina dogru konumlandirilmak üzere bir optik tutma tertibati; rüzgar türbininin söz konusu optik tutma tertibatindan uzakta bir yerinde konumlandirilmak üzere en azindan bir isik kaynagi; ve söz konusu ilk isik kaynagi ve söz konusu optik tutma tertibatina baglanmak üzere bir kumanda birimi, burada, kumanda birimi istem 1 ila 14'ün herhangi birinde talep edilen usulün hayata geçirilmesi için çalisabilmektedir.