[发明专利]风能设备和用于运行风能设备的方法

说明书

本发明涉及一种用于运行用于从风中产生电功率的风能设备的方法，其中所述风能设备具有空气动力学的转子，所述转子具有其叶片角可调节的转子叶片并且所述转子能够以可变的转子转速运行。此外，所述风能设备具有与空气动力学的转子耦联的发电机，以产生输出功率。在这种情况下，在风弱至使得所述风能设备还不能以其最大输出功率运行的部分负荷运行中，与所述风相关地设定所述输出功率，检测所述风的当前的空气密度，以及与所述转子转速相关地并且还与检测到的空气密度相关地设定每个转子叶片。本发明还涉及一种风能设备。

技术领域

本发明涉及一种用于运行风能设备的方法和这种风能设备。

背景技术

风能设备是已知的并且现代的风能设备通常涉及所谓的水平轴风能设备，其中转子轴线基本上水平地设置并且转子叶片掠过基本上垂直的转子面。本发明也涉及这种风能设备或这种类型的风能设备。

通常，这种现代的风能设备大多数情况下具有三个转子叶片，所述转子叶片的叶片角也能够被调节。在此，所述风能设备通常能够在大约90度的顺桨部位直至在部分负荷运行中的大约0度或至少仅零下几度的最优角度之间调节。本发明也涉及具有叶片角可调节的转子叶片的风能设备。

转子叶片的调节通常用于，使转子叶片从额定风速起随着风速继续升高而从风中旋转出来，即提高其叶片角。此外，本发明也基于用于叶片角的命名法，使得所述叶片角朝向顺桨部位提高。

在部分负荷运行中，其中风速还未达到额定风速，通常固定地设定最优的叶片角。该叶片角也能够称作为部分负荷角度，在空气动力学方面最优地选择所述叶片角。为此，风能设备也尽可能地以在所述部分负荷运行中的最优的尖速比运行。在此要注意的是，所述最优的部分负荷角度与最优的尖速比，即转子转速与风速的比相配合。

现在，风能设备也越来越多地架设在偏远地区中，所述偏远地区也能够在气候方面和架设高度方面与常规的边界条件显著不同。于是，边界条件，尤其是大气条件在此越大程度地不同于常规先决条件，最优的部分负荷角度和最优的尖速比的计算所基于的假设就越小程度地匹配于架设地点。相应地，在部分负荷运行中会出现至少一个较差的效率。甚至可能造成，部分负荷运行无法如所规划那样可行，至少相对不稳定地工作。可能出现特别不期望的失速。

所述问题的解决方案在于，将每个风能设备相应地个体地匹配于所规划的架设地点。这然而至少因为如下原因是成问题的，这种个体化的设计能够是成本高的并且还以对所规划的架设地点的相应的了解为前提。此外，于是也要注意的是，如此个体化的风能设备也被送至相关联的架设地点。至少要注意的是，在架设地点处进行准确的参数化。

即使当所述问题应被克服时，尽管如此仍可能出现由于例如季节或日间时间或其他的波动而引起的问题。

例如从US 2013/0101413A1、US 2013/0280066A1、US2012/0139244 A1和DE 102010 054 013 A1中已知用于控制风能设备的不同方法，所述风能设备均至少部分地显示出上述列举的缺点。

US 2013/0101413 A1公开一种用于控制风能设备的变桨角的方法。风能设备包括转子，所述转子具有至少一个转子叶片。所述方法包括将至少一个转子叶片的迎角设定为特定的空气密度的函数。

US 2013/0280066 A1包括一种用于运行风能设备的方法，所述方法包括基于风能设备参数的至少一个期望值在降噪模式下运行风能设备，使得由风力涡轮机产生的噪声保持低于预定的噪音排放水平。提出，将修正因数应用于风能设备参数的至少一个期望值。根据与空气密度相关的值确定修正因数。

US 2012/0139244 A1公开一种用于控制至少一个风力设备的方法，其包括从多个运行曲线中选择第一有效运行曲线并且应用第一有效运行曲线来控制至少一个风力设备。运行曲线能够由运行曲线区段组成。