[发明专利]通过检测失速来改善或优化风力发电设备的产出

说明书

描述了一种用于控制风力发电设备的方法。该方法包括：借助于固定到转子叶片的至少一个压力传感器来测量声音发射；基于声音发射来检测至少一种失速的特征性气动声学声音；以及基于对失速的特征性气动声学声音的检测来控制或调节风力发电设备的一个或多个部件。

技术领域

总体上，本发明涉及对风力发电设备的控制或调节，特别地涉及用于改善风力发电设备的产出的测量。特别地，实施例涉及例如相对于失速而言，用于改善具有较大厚度的转子叶片的操作的测量。特别地，本发明涉及一种用于控制风力发电设备的方法以及一种风力发电设备。

背景技术

风力发电设备的转子直径越来越大。特别是在其建造期间，这在结构稳定性方面带来了重大挑战。为了也能够承受极端的风况，转子叶片具有特定的刚度是有利的。

一种有助于提供刚度的可行方式涉及增加转子叶片的材料厚度。但是，这导致转子叶片的重量增加以及风力发电设备的成本上升。另一种可行方式在于增加转子叶片轮廓的厚度。这使得同样可以增加刚度，同时这样做不必增加材料的使用量。这导致更便宜的转子叶片。

能够通过在保持相对轮廓厚度的同时增加轮廓深度来增加轮廓厚度。轮廓深度是轮廓的前缘与后缘之间的距离。通过对转子叶片使用较厚的轮廓，即通过增加相对厚度，能够进一步增加轮廓的厚度。通常，轮廓厚度受转子叶片上的载荷限制。通常，增加轮廓深度导致较高的疲劳载荷。由于运输风力发电设备的原因，轮廓深度会进一步受到限制。另外，不期望将轮廓深度增加到特定极限以上，因为这能够导致屈曲问题。

基于对轮廓深度的限制，趋势是增加转子叶片的绝对轮廓厚度。即使这在结构上是有利的，但是仍导致空气动力学上的缺点。例如，轮廓在表面粗糙度方面敏感，干净的转子叶片与肮脏的转子叶片之间的产出差异增加，并且转子叶片的阻力也增加。这些空气动力学上的缺点降低了风力发电设备的产出。因此，在设计和建造期间要进行折衷。

为了抵消机翼结构的较厚轮廓所造成的负面的空气动力学效应，能够在风力发电设备的转子叶片上使用涡流发生器(或湍流器)。涡流发生器用于减少或最小化干净的机翼结构与肮脏的机翼结构之间的性能差异，并通过增加失速角来防止失速。然而，涡流发生器产生了高的空气阻力。因此，减小了翼型的升力-空气阻力比。因此，与没有涡流发生器的干净的转子叶片相比，风力发电设备的产出降低。涡流发生器通常产生介于没有涡流发生器的干净的转子叶片与没有涡流发生器的肮脏的转子叶片的产出之间的产出。在建造设计期间通常考虑多种折衷。

例如，在航空中使用可伸缩的涡流发生器(例如，参见US2007/0018056A1)。

进一步改善或优化风力发电设备的产出将是期望的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种根据权利要求1的用于控制风力发电设备的方法、一种根据权利要求10的用于控制具有转子的风力发电设备的装置、以及一种根据权利要求12的风力发电设备。可以从从属权利要求、说明书以及附图中得到其他细节、实施例、特征以及方面。

一个方面提供了一种用于控制风力发电设备的方法。该方法包括：借助于固定到转子叶片的至少一个压力传感器来测量声音发射；基于声音发射来检测至少一种失速的特征性气动声学声音；以及基于对失速的特征性气动声学声音的检测来控制或调节风力发电设备的一个或多个部件。

一个方面提供了一种用于控制具有转子的风力发电设备的装置。该装置包括：固定到转子叶片的至少一个压力传感器；和评估单元，其用于基于声音发射来检测至少一种失速的特征性气动声学声音，并且基于对特征性气动声学声音的检测来控制或调节风力发电设备的一个或多个部件。

另一个方面提供了具有根据本文描述的实施例的装置的风力发电设备。

另一个实施例提供了一种包括计算机程序的硬件模块，该计算机程序被设计为实现本文描述的实施例的方法。

附图说明