„Windenergieanlage"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einer Einrichtung zur Nachtkennzeichnung (Gefahr- und/oder Hindemisbefeuerung) und mit wenigstens einem einer Rotornabe zugeordneten Rotorblatt.
Windenergieanlagen, die mit einer Einrichtung zur Nachtkennzeichnung auf dem Maschinenhaus versehen sind, müssen aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen in der Regel mit einem Gefahrenfeuer ausgestattet werden. Diese Gefahrenfeuer müssen eine effektive Lichtstärke von 1.600 cd aufweisen. Die hohe Lichtstärke wird von Anwohnern ungern akzeptiert und ist im Betrieb recht kostenaufwendig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage mit einer Einrichtung zur Nachtkennzeichnung mit reduzierter Lichtemission bei gleichzeitig verbesserter Kennzeichnung der Windenergieanlage zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der gattungsgemäßen Windenergieanlage dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Nachtkennzeichnung mindestens eine in der Rotorblattspitze angeordnete LED aufweist. Durch die Anordnung der Befeuerung in der Rotorblattspitze ist laut Richtlinie für die Kennzeichnung von Luftfahrthindernissen des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen vom 22. Dezember 1999 nur noch eine effektive Lichtstärke von 10 cd erforderlich, was zu einer hohen Anwohnerakzeptanz führt, und erlaubt sie eine bestmögliche Flugsicherung durch Kennzeichnung des höchsten Punktes der Wmdenergieanlage. Darüber hinaus weisen LEDs eine hohe Ausfallsicherheit und Lebensdauer sowie einen geringen Strombedarf auf. Dies ermöglicht lange Wartungsintervalle und verringert die anfallenden Service- und Energiekosten.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die LED in der Rotorblattspitze integriert ist.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die LED oberflächenbündig eingebaut und mit einem optisch neutralen Material vergossen ist. Dies stellt sicher, daß sich keine negativen aerodynamischen Veränderungen am Rotorblatt ergeben.
Vorzugsweise sind in der Rotorblattspitze mehrere LEDs vorgesehen, die ringförmig um die Längsachse der Rotorblattspitze angeordnet sind. Damit wird eine 360 °-Abstrahlung erreicht.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß zusätzlich in einem Abstand von der Rotorblattspitze in Richtung zur Rotorblattwurzel mehrere LEDs in Ringform um die Längsachse des Rotorblattes angeordnet sind.
Günstigerweise sind die zusätzlichen LEDs in dem Rotorblatt integriert.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die zusätzlichen LEDs oberflächenbündig eingebaut und mit einem optisch neutralen Material vergossen sind.
Zweckmäßigerweise ist eine Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der bzw. jeder LED vorgesehen.
Günstigerweise ist die Ansteuereinrichtung derart gestaltet, daß die LED bzw. LEDs nur oberhalb einer vorgebbaren Höhe über einem Untergrund, wie z.B. Boden oder Meer, eingeschaltet ist/sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Ansteuereinrichtung derart gestaltet ist, daß die LED bzw. LEDs nur bei Vorliegen der Bedingungen eingeschaltet ist/sind, daß sie sich oberhalb einer vorgebbaren Höhe über einem Untergrund, wie z.B. Boden oder Meer, und im höchsten Rotorblatt befindet/befinden. Dadurch wird sichergestellt, daß bei sich drehender Rotornabe immer nur das höchste Rotorblatt befeuert wird.
Wiederum alternativ kann vorgesehen sein, daß die Ansteuereinrichtung derart gestaltet ist, daß bei Vorsehen von mehreren LEDs nur diejenige(n) eingeschaltet ist/sind, die sich oberhalb einer vorgebbaren Höhe über einem Untergrund, wie z.B. Boden oder Meer, und innerhalb eines Höhenbereiches unter der größten LED mit einer vorgebbaren vertikalen Breite befindet/befinden. Beispielsweise kann als vertikale Breite ein Wert von 30 Metern vorgegeben werden. Dann werden ausgehend von der höchsten LED zusätzlich nur diejenigen LED eingeschaltet, die sich ebenfalls oberhalb einer vorgebbaren Höhe, z.B. 100 Meter, und innerhalb eines vertikalen Abstandes von 30 Metern von der höchsten LED befinden.
Günstigerweise ist die Ansteuereinrichtung derart gestaltet, daß sie bei Überschreiten eines Helligkeitswertes außer Betrieb ist und daß sie bei Unterschreiten eines Helligkeitswertes automatisch in Betrieb geht.
Zweckmäßigerweise ist die Ansteuereinrichtung derart gestaltet, daß ihr Ansteuerverhalten für eine sich drehende und eine sich im Stillstand befindliche Rotornabe identisch ist. Damit wird selbst bei Windenergieanlagenstillstand eine Nachtkennzeichnung sichergestellt.
Günstigerweise sind mehrere in einem Ring um die Rotorblattspitze bzw. das Rotorblatt angeordnete LEDs vorgesehen und ist die Ansteuereinrichtung derart gestaltet, daß sie die LEDs zum Erreichen einer Abstrahlung mit einer gleichmäßigen Leuchtstärke über 360 ° ansteuert.
Vorteilhafterweise ist mindestens eine Ersatz-LED vorgesehen und die Ansteuereinrichtung derart gestaltet, daß bei Ausfall der bzw. einer LED die Ersatz-LED ersatzweise angesteuert wird.
Zweckmäßigerweise ist ein Sensorsystem zur Erfassung der Rotorblatt- bzw. Rotornabenposition und der Rotornabendrehzahl vorgesehen. Durch die Erfassung der graduellen Stellung eines Rotorblattes und der Rotornabendrehzahl läßt sich der Einschaltwinkel eines jeden Rotorblattes in Abhängigkeit von der Rotornabendrehzahl derart einstellen, daß ein homogenes, betrachterfreundliches Bild von der Windenergieanlage und Befeuerung erreicht wird. Beispielsweise kann die Variierung des Einschaltwihkels in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl wie folgt vonstatten gehen: Sinkt die Rotordrehzahl unter einen fest definierten Wert, dann
wird der Einschaltwinkel von ± 30 auf ± 60 ° von der Senkrechten umgeschaltet. Dies bietet den Vorteil, daß bei Anlagenstillstand oder Notstop auf jeden Fall das höchste Rotorblatt beleuchtet wird.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß die Windenergieanlage ein Maschinenhaus aufweist und das Sensorsystem und die Ansteuereinrichtung im Maschinenhaus untergebracht sind.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung steht die bzw. jede LED über ein Ansteuerkabel mit der Ansteuereinrichtung in Verbindung.
Günstigerweise sind eine Drehdurchführung in der Rotorwelle und ein Schleifringsystem oder Funksystem zur Übertragung von Signalen von der Ansteuereinrichtung in das bzw. die Ansteuerkabel vorgesehen.
Vorteilhafterweise ist das bzw. jedes Ansteuerkabel ein geschirmtes Kabel, dessen Schirmung für die Spitzenspannung im Falle eines Blitzeinschlages ausgelegt ist. Dadurch wird ein integrierter Blitzschutz erzielt.
Günstigerweise ist das bzw. jedes Ansteuerkabel in dem (jeweiligen) Rotorblatt einlaminiert.
Vorteilhafterweise ist in der bzw. jeder Rotorblattspitze ein Rezeptor für das Ansteuerkabel vorgesehen, der gleichzeitig eine Halterung für die dort befindliche^) LED(s) ist. Der Rezeptor ist ein Metallkörper, der in dem Rotorblatt nahe der Oberfläche eingebracht wird, um einen Blitz „einzufangen".
Vorteilhafterweise ist ein integriertes Fehlererkennungssystem vorgesehen. Dies signalisiert Fehlerzustände des Systems in verschiedenen Prioritäten.
Weiterhin kann ein systeminternes Fernüberwachungssystem vorgesehen sein. Dies ermöglicht in Kombination mit dem integrierten Fehlererkennungssystem eine Fernüberwachung des Systems.
Vorteilhafterweise ist eine Notstromversorgung vorgesehen.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die Notstromversorgung in der Rotornabe vorgesehen ist.
Schließlich kann die Notstromversorgung eine windenergieanlageninteme unterbrechungsfreie Versorgung oder einen zusätzlichen Akku umfassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der einzigen schematischen Zeichnung (Figur 1) gezeigt ist.
Die Figur 1 zeigt rechts eine Draufsicht auf eine Windenergieanlage von vorne und links eine Seitenansicht. Die Windenergieanlage umfaßt drei einer Rotornabe 10 zugeordnete Rotorblätter 12, ein Maschinenhaus 14 und eine Einrichtung zur Nachtkennzeichnung, die in jeder Rotorblattspitze in einem Ring 1 angeordnete LEDs (nicht gezeigt) aufweist. Darüber hinaus weist die Einrichtung zur Nachtkennzeichnung in jedem Rotorblatt 12 zwei weitere Ringe 2 mit LEDs (nicht gezeigt) mit Abständen untereinander auf. Diese zusätzlichen Ringe 2 können z.B. aufgrund gesetzlicher Bestimmungen vorgesehen sein.
In dem Maschinenhaus 14 befindet sich ein Sensorsystem (nicht gezeigt) zur Erfassung der Rotorblatt- bzw. Rotornabenposition und der Rotomabendrehzahl, wobei in der Regel jeweils ein Sensor je Rotorblatt vorgesehen ist, und eine Ansteuereinrichtung 3 zur Ansteuerung der LEDs (nicht gezeigt).
Wie sich aus der linken Darstellung in Figur 1 ergibt, in der der Einfachheit halber die zusätzlichen Ringe 2 weggelassen sind, erstreckt sich jeweils ein Ansteuerkabel 4 von der je-
weiligen Rotorblattwurzel zur Rotorblattspitze, um eine Ansteuerung der LEDs (nicht gezeigt) mittels der Ansteuereinrichtung 3 zu ermöglichen. Das Ansteuerkabel 4 ist zum Schutz vor Zerstörung des Rotorblattes und der LEDs mit einer Schirmung versehen, die für die Spitzenspannung im Falle eines Blitzeinschlages ausgelegt ist. Die Ansteuerkabel 4 bieten zusätzlich die Möglichkeit einer Erweiterung auf Sensor- und Aktuatortechnik im Rotorblatt. Dies ermöglicht es, einzelne Betriebs- bzw. relevante Umgebungszustände jedes einzelnen Rotorblattes zu erfassen. Damit bietet ein aus den Ansteuerkabeln bestehendes Kabelsystem die Grundvoraussetzungen, um Schwingungen, Auftrieb, Verschmutzungsgrad und Eisansatz erfassen zu können. Des weiteren kann aufgrund der elektrischen Versorgung des Rotorblattes eine dezentrale Rotorblattheizung integriert werden.
Die Ansteuereinrichtung arbeitet in der Weise, daß nur diejenigen LEDs (nicht gezeigt) oberhalb einer Höhe von 100 Metern und auch nur maximal in einem vertikalen Abschnitt von 30 Metern eingeschaltet sind. Die Ansteuerung erfolgt auch nur bei Unterschreitung der gesetzlich vorgegebenen Lux- Werte.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.