ES2554797T3 - Método para controlar al menos un elemento de un primer componente de una turbina eólica, dispositivo de control y uso del dispositivo de control - Google Patents

Método para controlar al menos un elemento de un primer componente de una turbina eólica, dispositivo de control y uso del dispositivo de control Download PDF

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Abstract

Método para controlar al menos un cojinete de pala de rotor del buje de una turbina (1) eólica - en el que se usa un dispositivo (12) de control con fines de mantenimiento o con fines de montaje, - en el que el dispositivo de control puede moverse por separado, de modo que forma parte de la turbina (1) eólica sólo con estos fines, - en el que el dispositivo (12) de control está conectado a una interfaz (9) de comunicación del buje (4) para soportar el montaje del buje (4) y una pala (5) de rotor de la turbina (1) eólica entre sí y/o con el fin de realizar el mantenimiento de la turbina (1) eólica, y - en el que una parte giratoria del cojinete de pala de rotor se orienta, se hace bascular y/o rotar y/o vibrar y/u oscilar, mediante una entrada en el dispositivo (12) de control.

Description

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METODO PARA CONTROLAR AL MENOS UN ELEMENTO DE UN PRIMER COMPONENTE DE UNA TURBINA EOLICA. DISPOSITIVO DE CONTROL Y USO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL
DESCRIPCION
La invencion se refiere a un metodo para controlar al menos un elemento de un primer componente de una turbina eolica. La invencion se refiere tambien a un dispositivo de control as^ como al uso del dispositivo de control para controlar al menos un elemento de un primer componente de una turbina eolica.
Una turbina eolica comprende varios componentes como una torre, una gondola, un generador, un rotor que comprende un buje y palas de rotor, etc. Para construir la turbina eolica estos componentes parcialmente muy pesados deben montarse unos con otros.
Asf, antes de elevar y montar el rotor sobre la gondola, se ensambla en el terreno. De ese modo, cada pala de rotor se monta sobre un respectivo cojinete de pala de rotor ubicado en el buje con muchos pernos, que tienen que pasar a traves de orificios para pernos de una parte giratoria del cojinete de pala de rotor. La parte giratoria de cada cojinete de pala de rotor tiene un determinado intervalo de basculacion o intervalo de ajuste para el ajuste del paso de la respectiva pala de rotor montada sobre ese cojinete de pala de rotor. Por tanto, la pala de rotor ha de montarse sobre la parte giratoria del respectivo cojinete de pala de rotor en una determinada posicion definida en la que mas tarde durante el funcionamiento de la turbina eolica el paso de esta pala de rotor puede ajustarse correctamente.
Por tanto, en el transcurso del montaje de una pala de rotor sobre un cojinete de pala de rotor, el cojinete de pala de rotor ha de orientarse, hacerse bascular o girarse por ejemplo con un sistema electrico o hidraulico para obtener la posicion correcta para su montaje en relacion con la orientacion de la pala de rotor. De manera adicional, el cojinete de pala de rotor ha de hacerse vibrar muchas veces durante el montaje para superar la friccion o el ligero bloqueo entre los pernos de la pala de rotor y los orificios para pernos de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor.
En particular cuando se usa un sistema hidraulico ubicado en el buje para hacer girar, bascular o ajustar la parte giratoria de un cojinete de pala de rotor durante el funcionamiento de la turbina eolica para el ajuste del paso de la pala de rotor asf como durante el montaje de la pala de rotor y el cojinete de pala de rotor del buje entre sf, hasta ahora en el transcurso del montaje, muchos o todos los cables en valvulas hidraulicas del sistema hidraulico se retiraban de las valvulas hidraulicas y se conectaba un dispositivo de ajuste hidraulico, particularmente cables del dispositivo de ajuste hidraulico, a las valvulas hidraulicas. Mediante el control del dispositivo de ajuste hidraulico, era posible hacer girar, bascular o ajustar el cojinete de pala de rotor, particularmente la parte giratoria del cojinete de pala de rotor, segun fuese necesario. Este procedimiento de retirar los cables del sistema hidraulico de las valvulas hidraulicas del sistema hidraulico, conectar el dispositivo de ajuste hidraulico a las valvulas y volver a conectar los cables del sistema hidraulico a las valvulas hidraulicas tras el montaje lleva mucho tiempo. Ademas, existe el riesgo nada despreciable de conectar cables erroneos del sistema hidraulico a las valvulas hidraulicas tras el montaje como resultado de confundirlos.
El documento WO 2003100249 A1 describe un metodo para elevar un buje de turbina eolica hasta una gondola de una turbina eolica con una grua. Una pala de turbina eolica se eleva hasta una posicion vertical por debajo de y en estrecha proximidad con el buje. La pala de turbina eolica montada sobre el buje se manipula mediante una unidad de agarre.
El documento WO 200234664 A1 describe una grua para usarse junto con un molino de viento. Se usa al menos una grua de ensamblaje montada de manera permanente para izar y montar una grua auxiliar separada. La grua auxiliar se sujeta de manera temporal para su funcionamiento sobre una cimentacion en o junto a la gondola.
El documento CA 2492353 A1 describe un conjunto de turbina eolica para una torre. Dos carriles grna distanciados se colocan a un lado de la torre y se extienden desde un extremo inferior hasta un extremo superior de la torre. Un carro se monta de manera movil sobre los carriles grna y se monta de manera pivotante con una plataforma para soportar una turbina eolica. El carro coloca la turbina eolica de modo que un cono/buje y las palas de rotor pueden sujetarse firmemente mientras la turbina eolica se encuentra en el extremo inferior de la torre.
Los documentos EP 1 101 936 A2, DE 102 12 305 A1, WO 02/064485 A2 describen tambien metodos para construir turbinas eolicas.
Por tanto, es un objeto de la presente invencion proporcionar un metodo tal como se comento inicialmente de tal modo que se simplifique el montaje o ensamblaje de los componentes de una turbina eolica. Es un objeto adicional de la invencion indicar un dispositivo de control apropiado asf como el uso del dispositivo de control.
Este objeto se consigue por la invencion mediante un metodo segun la reivindicacion 1.
Segun la invencion, en el transcurso del montaje de un primer componente y un segundo componente de una turbina eolica entre sf, no es necesario cambiar ninguna disposicion tecnica existente basica de los componentes,
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por ejemplo, cambiar ningun cableado existente basico, en particular ningun cableado electrico o hidraulico existente basico de los componentes para controlar al menos un elemento de un primer componente que ha de orientarse, por ejemplo, de manera relativa al segundo componente antes de montarse con el segundo componente. De hecho, la invencion propone dejar las disposiciones tecnicas existentes basicas de los componentes sustancialmente inalteradas y conectar un dispositivo de control a una interfaz de comunicacion del primer componente. Por tanto, incluso en el estado no ensamblado del primer y el segundo componentes de la turbina eolica o la turbina eolica como conjunto, el dispositivo de control puede basarse en la disposicion tecnica existente del primer componente en comunicacion con el primer componente y por tanto controlar al menos un elemento del primer componente para soportar el montaje del primer y el segundo componentes de la turbina eolica entre sf, por ejemplo controlando la orientacion del al menos un elemento del primer componente de manera relativa al segundo componente. Preferiblemente, el dispositivo de control se comunica de ese modo con un control del primer componente.
Segun una realizacion de la invencion, el dispositivo de control comprende una interfaz de comunicacion que esta conectada directamente a la interfaz de comunicacion del primer componente o que esta conectada a un bus de comunicacion al que esta conectada la interfaz de comunicacion del primer componente. De ese modo, el dispositivo de control es el maestro y el primer componente o un control del primer componente es el esclavo durante la comunicacion.
Segun una variante de la invencion, el dispositivo de control proporciona al menos una instruccion de control u orden de control a un control del primer componente para controlar el al menos un elemento del primer componente. Las instrucciones de control u ordenes de control procedentes del dispositivo de control se procesan y/o convierten mediante el control del primer componente para llevar a cabo el respectivo ajuste deseado del al menos un elemento del primer componente.
Por norma, el dispositivo de control comprende al menos un elemento de entrada, preferiblemente en forma de al menos un boton, una palanca de mando y/o un conmutador que puede usar un operario del dispositivo de control.
Segun la invencion, el primer componente es un buje, un elemento del primer componente es un cojinete de pala de rotor y el segundo componente es una pala de rotor de una turbina eolica. Por tanto, una parte giratoria del cojinete de pala de rotor se orienta, se hace bascular y/o rotar mediante una entrada en el dispositivo de control durante el montaje del buje y la pala de rotor entre sf y/o la parte giratoria del cojinete de pala de rotor se hace vibrar y/u oscilar mediante una entrada en el dispositivo de control durante el montaje del buje y la pala de rotor entre sf.
Segun otra variante de la invencion, el dispositivo de control suministra energfa electrica al primer componente. Durante el montaje del primer y el segundo componentes entre sf, por norma, no se suministra energfa electrica a ambos componentes desde los equipos de la turbina eolica. Para hacer funcionar, por ejemplo, el control del primer componente, el dispositivo de control suministra por tanto energfa electrica al primer componente durante el montaje.
El objeto con respecto al dispositivo de control se consigue por la invencion mediante un dispositivo de control con las caractensticas segun la reivindicacion 6.
Por tanto, el dispositivo de control soporta el montaje del primer componente y el segundo componente de la turbina eolica entre sf y/o el mantenimiento de la turbina eolica.
Las ventajas mencionadas antes se aplican tambien al dispositivo de control.
Para suministrar energfa electrica al primer componente durante el montaje, el dispositivo de control comprende, segun una variante de la invencion, una barra colectora y/o una interfaz para el suministro de energfa electrica del primer componente.
Segun una realizacion de la invencion, el dispositivo de control es un dispositivo de control de mano. Por tanto, el dispositivo de control es comparativamente facil de manejar y preferiblemente libre para moverse excepto por el cable de alimentacion conectado a la barra colectora, el cable de suministro electrico para el buje y/o la conexion para la comunicacion. Sin embargo, estos conductores pueden elegirse tan largos como sea necesario para un movimiento practicamente libre del dispositivo de control de mano.
El tercer objeto de la invencion se consigue mediante el uso de un dispositivo de control que puede moverse de manera practicamente libre, disenado separado, para controlar o controlar al menos un elemento de un primer componente de una turbina eolica durante el montaje del primer componente y un segundo componente de la turbina eolica entre sf y/o durante un procedimiento de mantenimiento de la turbina eolica.
La invencion se explicara a continuacion en mas detalle con referencia a los dibujos esquematicos, en los que
la figura 1 muestra una turbina eolica en una vista lateral,
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la figura 2 muestra la interfaz entre la gondola y el buje de la turbina eolica,
la figura 3 muestra la interfaz entre un dispositivo de control y el buje de la turbina eolica y
la figura 4 muestra el dispositivo de control.
La figura 1 muestra esquematicamente una turbina 1 eolica ensamblada en funcionamiento. La turbina 1 eolica comprende una torre 2, una gondola 3 y un rotor que incluye un buje 4 con tres palas 5 de rotor de paso controlado. Cada pala 5 de rotor esta montada de una manera no mostrada explfcitamente sobre un cojinete de pala de rotor del buje 4, en particular, montada sobre una parte giratoria del cojinete de pala de rotor. En el caso de la presente realizacion de la invencion, un cilindro de paso hidraulico esta asignado a cada pala 5 de rotor y al correspondiente cojinete de pala de rotor, respectivamente. El cilindro de paso hidraulico interacciona con la pala 5 de rotor y/o el correspondiente cojinete de pala de rotor para el ajuste del paso de la pala 5 de rotor. Un cilindro de paso hidraulico de este tipo y su disposicion en el buje, asf como su disposicion de manera relativa al cojinete de pala de rotor y/o la pala de rotor, se dan a conocer por ejemplo en las solicitudes de patente europeas EP 07010505.1 y EP 07010504.4 que se incorporan como referencia.
El cilindro de paso hidraulico, por norma, forma parte de un sistema 6 hidraulico del buje 4 (vease la figura 2). El sistema 6 hidraulico se controla mediante un control de buje o un ordenador 7 de buje en el que el ordenador 7 de buje comprende o esta conectado a un controlador 8 de valvulas que controla los estados de las valvulas del sistema 6 hidraulico y, por tanto, tambien los estados de las valvulas asignadas a los tres cilindros de paso hidraulicos del buje 4.
El ordenador 7 de buje comprende ademas una interfaz 9 de comunicacion conectada a un bus 10 de comunicacion. Durante el funcionamiento de la turbina 1 eolica en el que el buje 4 se une a la gondola 3 existe una comunicacion o transferencia de datos bilateral entre el ordenador 7 de buje y un controlador 11 de turbina eolica de la turbina 1 eolica en la que el controlador 11 de turbina eolica tambien esta conectado al bus 10 de comunicacion. De manera adicional, desde la gondola 3 se suministra energfa electrica al buje 4, por ejemplo, para hacer funcionar el ordenador 7 de buje asf como otros equipos electricos ubicados en el buje 4, como transductores, etc.
La transmision de datos y la transmision de energfa a traves de la interfaz entre la gondola 3 y el rotor que rota de manera relativa a la gondola 3 se realizan tecnicamente mediante anillos rozantes no mostrados, pero muy conocidos, uno para la transmision de datos y uno para la transmision de energfa. Durante el funcionamiento normal de la turbina 1 eolica, el ordenador 7 de buje, como esclavo del sistema de comunicacion, se controla mediante el controlador 11 de turbina eolica, como maestro del sistema de comunicacion.
En contraposicion a la tecnica anterior mencionada inicialmente, segun la presente invencion la disposicion tecnica del buje 4 tal como se muestra esquematicamente en el lado derecho de la figura 2 no se cambia o modifica durante el montaje del buje 4, como primer componente de la turbina 1 eolica, y una pala 5 de rotor, como segundo componente de la turbina 1 eolica, entre sf, como puede verse en el lado derecho de la figura 3. Durante el montaje del buje 4 y las palas 5 de rotor entre sf, el buje 4 se coloca sobre el terreno y cada pala 5 de rotor se orienta y dispone de manera relativa al correspondiente cojinete de pala de rotor, por ejemplo, mediante una grua movil, de modo que los pernos de la pala 5 de rotor pueden introducirse a traves de orificios para pernos de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor del buje 4. Posteriormente, la pala de rotor y la parte giratoria del cojinete de pala de rotor del buje se enroscan. De ese modo, es necesario que tambien la parte giratoria del cojinete de pala de rotor se ajuste respectivamente de manera relativa a la pala de rotor para una conexion definida de los dos componentes.
Para conseguir este ajuste de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor, un dispositivo 12 de control o una denominada herramienta auxiliar para buje se conecta a la interfaz 9 de comunicacion del ordenador 7 de buje a traves del bus 10 de comunicacion. El dispositivo 12 de control comprende una interfaz 13 de comunicacion conectada al bus 10 de comunicacion, una barra 14 colectora, una interfaz 15 para el suministro de energfa del buje 4, y varios elementos de entrada y dispositivos 16 de visualizacion de estado en forma de tres conmutadores 17 - 19, un boton 20, una palanca 21 de mando y tres LED (diodos emisores de luz) 22 - 24.
Antes de comenzar el montaje, la barra 14 colectora del dispositivo 12 de control esta conectada a una fuente de energfa, la interfaz 15 esta conectada a traves de un conductor 25 electrico al buje 4 para el suministro de energfa electrica del buje 4, en particular del ordenador 7 de buje, durante el montaje, y la interfaz 13 de comunicacion del dispositivo 12 de control esta conectada, como se menciono antes, al bus 10 de comunicacion. Durante el montaje, el ordenador 7 de buje, como esclavo, se controla mediante el dispositivo 12 de control, como maestro del sistema de comunicacion.
A continuacion, el conmutador 17 de “Energfa” se gira a la posicion de “Encendido” (“On") en la que se inicia una fase de inicializacion durante la cual se ilumina el LED 23 de “Inicializacion” amarillo y durante la cual se establece la comunicacion entre el dispositivo 12 de control y el ordenador 7 de buje a traves del bus 10 de comunicacion. Tras la fase de inicializacion, por norma, se ilumina el LED 23 de “Listo” verde y puede usarse el dispositivo 12 de control en caso de la presente realizacion de la invencion para orientar, hacer bascular y/o rotar una parte giratoria de un
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cojinete de pala de rotor para un montaje definido de una pala 5 de rotor y el buje 4 en particular de un cojinete de pala de rotor del buje 4 entre sf.
En primer lugar, un operario elige uno de los tres cojinetes de pala de rotor cuya parte giratoria debe ajustarse girando el conmutador 19 a la posicion respectiva. Entonces, el operario pulsa el boton 20 “Activar” y mueve la palanca 21 de mando hacia arriba en el sentido hacia CW o hacia abajo en el sentido hacia CCW. Dependiendo del movimiento de la palanca 21 de mando, en el dispositivo 12 de control se generan correspondientes instrucciones de control u ordenes de control y se proporcionan o transmiten al ordenador 7 de buje y al controlador 8 de valvulas. El ordenador 7 de buje y/o el controlador 8 de valvulas interpreta y/o convierte estas instrucciones de control u ordenes de control y el controlador 8 de valvulas controla las valvulas del sistema 6 hidraulico, en particular, las valvulas asignadas al cilindro de paso hidraulico del cojinete de pala de rotor elegido de manera que la parte giratoria del cojinete de pala de rotor se orienta, se hace bascular y/o rotar en la posicion deseada para su montaje con la pala 5 de rotor.
Cuando los pernos de la pala 5 de rotor se introducen a traves de los orificios para pernos de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor, el conmutador 18 de “Vibrar” se gira a la posicion de “Encendido”. Entonces, se hace vibrar ligeramente el cojinete de pala de rotor elegido en su posicion angular para superar cualquier ligero bloqueo y/o la friccion entre los pernos de la pala de rotor y los orificios para pernos de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor. La vibracion, por norma, se realiza mediante una ligera oscilacion de la parte giratoria del cojinete de pala de rotor alrededor de su eje central. Cuando los pernos se encuentran en la posicion de extremo de los orificios para pernos, la pala 5 de rotor y el cojinete de pala de rotor se enroscan entre sf con tuercas.
Este procedimiento se realiza para cada una de las tres palas 5 de rotor en el que el respectivo cojinete de pala de rotor lo elige el conmutador 19.
Si en cualquier situacion durante el montaje se produce un error en el dispositivo 12 de control, se ilumina el LED 22 de “Error”.
El dispositivo 12 de control es, en el caso de la presente realizacion, un dispositivo de mano y, por tanto, facil de manejar.
Tras el montaje de todas las palas 5 de rotor sobre el buje 4, el dispositivo 12 de control se retira del buje 4 y el rotor se eleva y monta sobre la gondola 3 (vease la figura 1 y la figura 2). Usar el dispositivo 12 de control para controlar una parte giratoria de un cojinete de pala de rotor del buje 4 durante el montaje del buje 4 y una pala 5 de rotor entre sf, ahorra mucho tiempo durante el montaje debido a que no hay cambio necesario alguno de ningun cableado existente basico, en particular, de ningun cableado hidraulico del buje 4. En comparacion con el procedimiento de la tecnica anterior, ya no hay riesgo de conectar cables erroneos a las valvulas tras el montaje.
La invencion se describio para un buje 4 que comprende un sistema hidraulico, en particular, para ajustar la parte giratoria de un cojinete de pala de rotor. Sin embargo, en lugar del sistema hidraulico, el buje puede comprender un sistema electrico para el ajuste de la parte giratoria de un cojinete de pala de rotor. En este caso, se asigna un motor electrico para cada cojinete de pala de rotor y para cada pala de rotor, respectivamente. En este caso, el paso de una pala de rotor se ajuste mediante un sistema electrico.
Ademas, el dispositivo de control o un dispositivo de control adaptado respectivamente puede usarse para soportar el montaje de otros componentes distinto al de un buje y una pala de rotor de la turbina eolica entre sf. Por tanto, la invencion puede usarse para cualquier subsistema de la turbina eolica, por ejemplo, el sistema de engranajes que incluye un refrigerador y una bomba de aceite.
El diseno del dispositivo de control solo se describe a modo de ejemplo. Por tanto, dependiendo de la funcion de control, el dispositivo de control puede disenarse de otro modo.
El dispositivo de control tambien puede usarse con el fin de realizar el mantenimiento de la turbina eolica. Por tanto, durante una operacion de mantenimiento, el dispositivo 12 de control puede conectarse a la interfaz 9 de comunicacion o al bus 10 de comunicacion para ajustar una pala 5 de rotor para una inspeccion de mantenimiento.

Claims (9)

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REIVINDICACIONES
Metodo para controlar al menos un cojinete de pala de rotor del buje de una turbina (1) eolica
- en el que se usa un dispositivo (12) de control con fines de mantenimiento o con fines de montaje,
- en el que el dispositivo de control puede moverse por separado, de modo que forma parte de la turbina (1) eolica solo con estos fines,
- en el que el dispositivo (12) de control esta conectado a una interfaz (9) de comunicacion del buje (4) para soportar el montaje del buje (4) y una pala (5) de rotor de la turbina (1) eolica entre sf y/o con el fin de realizar el mantenimiento de la turbina (1) eolica, y
- en el que una parte giratoria del cojinete de pala de rotor se orienta, se hace bascular y/o rotar y/o vibrar y/u oscilar, mediante una entrada en el dispositivo (12) de control.
Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo (12) de control comprende una interfaz (13) de comunicacion que esta conectada directamente a la interfaz (9) de comunicacion del buje (4) o que esta conectada a un bus (10) de comunicacion al que esta conectado la interfaz (9) de comunicacion del buje (4).
Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el dispositivo (12) de control proporciona al menos una instruccion de control u orden de control a un control (7) del buje (4) para controlar al menos el cojinete de pala de rotor.
Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo (12) de control comprende al menos un elemento (16) de entrada, en particular al menos un boton (20), una palanca (21) de mando y/o un conmutador (17 -19).
Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el dispositivo (12) de control suministra energfa electrica al buje (4).
Dispositivo de control, usado para el control de al menos un cojinete de pala de rotor de una turbina (1) eolica,
- en el que el dispositivo (12) de control esta disenado para usarse con fines de mantenimiento o con fines de montaje,
- en el que el dispositivo de control esta disenado para poder moverse por separado, de modo que forma parte de la turbina (1) eolica solo con fines de mantenimiento o con fines de montaje,
- en el que el dispositivo de control puede combinarse con una interfaz (9) de comunicacion del buje (4) para soportar el montaje del buje (4) y una pala (5) de rotor de la turbina (1) eolica entre sf y/o con el fin de realizar el mantenimiento de la turbina (1) eolica, y
- en el que el dispositivo de control comprende al menos un elemento de entrada (21) para controlar la orientacion, la basculacion y/o la rotacion y/o la vibracion y/o la oscilacion de una parte giratoria del cojinete de pala de rotor.
Dispositivo de control segun la reivindicacion 6, que comprende una interfaz (13) de comunicacion que puede combinarse directamente con la interfaz (9) de comunicacion del buje (4) o que puede combinarse con un bus (10) de comunicacion al que esta conectado la interfaz (9) de comunicacion del buje (4).
Dispositivo de control segun la reivindicacion 6 o 7, mediante el cual puede proporcionarse al menos una instruccion de control u orden de control a un control (7) del buje (4) para controlar el al menos un cojinete de pala de rotor.
Dispositivo de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, que comprende al menos un elemento (16) de entrada, en particular al menos un boton (20), una palanca (21) de mando y/o un conmutador (17 -19).
Dispositivo de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, que comprende una barra (14) colectora y/o una interfaz (15) para el suministro de energfa electrica del buje (4).
Dispositivo de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, que es un dispositivo (12) de control de mano.
12. Uso de un dispositivo de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11 para controlar al menos un cojinete de pala de rotor de una turbina (1) eolica durante el montaje del buje (4) y una pala (5) de rotor de la turbina (1) eolica entre sf y/o durante un procedimiento de mantenimiento de la turbina (1) 5 eolica.
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