[发明专利]风力发电装置的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置的操作方法，其中所述风力发电装置除具有至少一个转子之外，还具有许多部件，所述转子至少具有一个转子叶片和用于将转子的机械能转化为电能的发电机，其中确定了它的一个或多个特征，特别地就测量而言，直接或间接取决于作用到所述部件的作用力和/或与这些作用到所述部件上的这些作用力成反比，例如当前风速或风力发电装置的操作参数，例如转子叶片的风力冲角。本发明也涉及一种实现本方法的风力发电装置。

背景技术

风力发电装置的若干部件受到风力的不同作用。这些力的作用反过来引起了不同的问题。例如，风力发电设备的转子叶片暴露于高的风荷载。由于风荷载的作用力主要引起了转子叶片的变形。在转子叶片翼尖处的变形通常比在接近于转子的中心的转子叶片部分更大。

另外，叶片变形影响了与风力相关的转子叶片的冲角。因此实际冲角常常偏离了预定冲角，特别在接近叶片翼尖处。为了抵消该偏离，已知在现有技术中，在生产转子叶片期间将转子叶片预先向前弯曲，也就是，面对相对于安装状态的迎风方向。可是，该预先弯曲是一种折衷的方法，这是由于仅在特定风速下，力比才能达到产品的预弯曲正好完全补偿由风压引起的变形。因此当风速偏离该速度时，转子叶片相对于风的位置不是最佳的。

影响风力发电装置的各个部件的力，例如风荷载、部件的各自固有重量或类似物，不仅引起空气动力问题。另外，这些力，特别是循环荷载也对各个部件的寿命有负面影响。

从US2004/0067134A1中已经知道，依据所测的风速使转子叶片绕着它们的纵轴扭曲，也就是使转子叶片部分旋转或倾斜脱离风。为了这个目的，将长度能通过控制装置控制的压电纤维布置在转子叶片的壁部中。作为本文献的解决方案一部分，结果是已经以相对复杂的方式部分防止对转子叶片有负面影响的一些力的产生，因为转子叶片转动依赖于风的强度。可是在该解决方式中的不利因素是，自然地不可能防止许多作用于转子叶片且对其产生负面影响的力。在US2004/0067134A1的解决方案的上下文中这些力不能由预先部分倾斜的方式抑制，因此作用到转子叶片的力能连续对转子叶片产生负面影响并破坏它。

发明内容

因此，本发明的目的是详细说明一种操作风力发电装置的方法，其通过在运行期间将风力发电装置的部件暴露于至少一些力中，并且已经作用于部件上的力能被抵消来实现。本发明的另一个目的是详细说明一种用于实现这种方法的风力发电装置。

本发明的目的通过操作具有权利要求1的特征的风力发电方法和具有权利要求15的特征的风力发电装置来实现。

因此，确定了一个或多个特征，特别地就测量而言，直接或间接取决于影响部件的力和/或与所述力成反比，这些影响部件的力，例如基于当前风速或风力发电装置的一个或多个操作参数，例如转子叶片的风力冲角，在风力发电装置中除具有至少一个转子外，还具有许多部件，所述转子具有至少一个转子叶片和用于将转子的机械能转化为电能的发电机，而且可能将转子布置在塔上。根据确定的特征，在转子的旋转运动期间通过可控力引入装置，在至少一个部件中产生了反作用力，该反作用力抵消了影响部件的力，即至少临时地、至少部分的或完全补偿这些力。

可控力引入装置可被认为是通过将相应的反作用力引入部件的全部技术装置，其中力引入应当是可控制的。在可控性的最简单的情况，能接通和断开力引入。当使用复杂的力引入装置时，能够调节力引入的大部分可变参数，例如力引入的强度、持续时间、方向和/或力引入的时刻或次数或类似物。特别的，力引入可以是显著周期性的，不仅可以在整个转子旋转运动中，而且可以在特定时间间隔或特定次数中。

在风力发电装置运行期间，优选确定或测量的特征，即特别在转子旋转运动期间，连续地或在某个时间间隔。根据确定或测量值调节将被引入的反作用力的参数。这使反作用力适应作用于部件上力的优化成为可能。

关于特征参数的确定或测量，由于当前风荷载出现在例如风力发电装置的转子叶片上的变形力，可以通过适宜的传感器测量，而且在一个实施例中根据其可以调节反作用力的参数。而且，可以测量出现在转子、转子叶片和/或转子环境中出现的风速，根据这些特征可调节将被引入的反作用力参数。另外或作为另一种替换，可以确定风力发电装置的当前运行参数，例如转子叶片的当前风力冲角、转子旋转频率或旋转速度或类似物，而且根据这些值可以调节将被引入的反作用力参数。

在本发明的另一个优选实施例中，通过特别布置在部件上或部件内的可控张力调整器，将反作用力引入部件，优选地引入转子叶片。