[發明專利]在風能設備上的測量裝置

在審

• 申請號: 201680028537.6
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN107636305A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 魯道夫·勒博斯克
• 申請（專利權）人: 烏本產權有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,丁永凡

技術領域

本發明涉及一種風能設備的用于檢測風況的測量裝置，以及一種用于檢測風況的方法和一種用于運行風能設備的方法。此外，本發明包括一種風能設備。

背景技術

從風的動能中產生電能并且將其饋入到電網中的風能設備一般是已知的。

為了控制這些風能設備，有所助益的是，在風能設備處存在的風況，例如風速和/或風向，是已知的。

越能夠精確地確定風況，就越能夠更好地，尤其更經濟和/或更支持電網地運行這種風能設備。

對于風能設備的輸出而言決定性的尤其是風流動穿過風能設備的轉子掃掠面的體積流，所述體積流也稱為風體積流。也稱為轉子面的轉子掃掠面理解為風能設備的轉子葉片在運行時掃過的掃掠面。為了盡可能好地利用風，風能設備在其方位角位置跟蹤風。這通過所謂的方位角控制裝置來進行，所述方位角控制裝置為了進行控制大多檢測在風能設備的吊艙上的風向。在此，風況以前大多通過機械的風速計和/或風向儀檢測。

已知的是，在風能設備處存在的風況能夠具有所謂的“風轉向”和“風切變”效應，所述“風轉向”和“風切變”能夠對風能設備的運行產生非常大的影響。

風的這些變化無法借助于吊艙上的風速計和/或風向儀檢測。這會導致如此運行的風能設備并非最佳地運行，尤其以過低的功率系數或效率運行。

從DE 10 2012 210 150 A1中例如已知使用微波和雷達波技術來檢測風況。此外，本領域技術人員也已知使用LiDAR(激光雷達)和SODAR(聲雷達)法，即激光輔助或者聲學遠程測量法來檢測風況。

在風能設備的領域中使用這種遠程測量方法的不利之處尤其在于高的技術耗費和與其相關聯的成本。由于高的成本，例如用于陸基的LiDAR設備超過100000歐元，LiDAR設備大多僅一次性地用作為用于地點認證的移動裝置。據此，“風切變”和“風轉向”對于相應的地點而言一次性固定地確定并且根據該固定地確定針對相應的地點設計運行特征曲線。

此外，德國專利商標局在關于本申請的優先權申請中檢索到下述現有技術：US 2013/0272877 A1和WO 02/079645 A1。

發明內容

因此，本發明基于下述目的，針對上述問題中的至少一個。特別地，應對現有技術進行改進并且提出一種解決方案，所述解決方案實現盡可能良好地測量和/或考慮“風切變”和“風轉向”，從而尤其適合于在風能設備的領域中經濟地使用。本發明應當盡可能能夠檢測“風切變”和“風轉向”效應，而不必事先測量地點，必要時依賴于白晝進行測量。應提出至少一個關于迄今為止的解決方案的替選方案。

由此，根據本發明提出一種根據權利要求1的測量裝置，以及一種根據權利要求9的用于檢測風況的方法。此外，根據本發明提出一種根據權利要求10的用于運行風能設備的方法以及一種根據權利要求18的風能設備。

由此，根據權利要求1提出一種風能設備的用于測量風況的測量裝置，所述風能設備具有塔和空氣動力學的轉子，所述空氣動力學的轉子具有至少一個轉子葉片，其中所述測量裝置具有至少一個用于在不同的高度設置在塔上的第一和第二測量設備，并且每個測量設備配置用于，在設置所述測量設備的相應的高度，關于不同的水平方向檢測風值，所述風值代表來自相應方向的風壓。尤其將其理解為如下值，所述值在測量設備處引起假設是通過風產生的壓力或壓力變化。在最簡單的情況下進行壓力測量。

用于檢測風況的測量裝置據此包括至少兩個測量設備，其中每個測量設備具有至少一個用于產生至少一個測量信號的測量記錄器。根據權利要求1的測量裝置由此產生至少兩個平行的并且基本上同時的測量信號，其中至少兩個測量信號代表風壓。僅舉兩個例子，所述測量信號例如能夠直接說明風壓，或者是比例信號。

為了產生代表風壓的測量信號，例如在一個實施方式中提出，用于檢測風況的測量設備構成為壓力傳感器，或具有一個、多個或許多壓力傳感器或者其它傳感器。例如也可以考慮納米傳感器。

此外提出，測量設備構成為，使得所述測量設備能夠安置在塔上，所述塔也能夠是天線桿。所述測量設備例如能夠被粘接并且為此具有粘接層。但是，在此所述測量設備也必須在測量裝置中共同作用。至少所述測量設備必須耦聯為，使得其測量值共同被評估。