ES2589119T3 - Aparato y procedimiento de control de aspa para aerogenerador, y aerogenerador que lo usa - Google Patents

Aparato y procedimiento de control de aspa para aerogenerador, y aerogenerador que lo usa Download PDF

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Abstract

Un aerogenerador que comprende un aspa (14), donde el aspa (14) incluye una región conductora que tiene conductividad eléctrica y comprende: una unidad de medición (410) configurada para medir un cambio de característica eléctrica de una sección de medición (M2, M3) dispuesta en la región conductora; y una unidad de determinación (420) configurada para comparar el valor medido mediante la unidad de medición (410) con un valor de referencia, y determinar si el aspa (14) está en un estado normal o un estado de emergencia, donde el aspa (14) comprende un revestimiento (141), una testa de larguero (142), y un alma de refuerzo a cortante (143), donde: la región conductora está formada en el revestimiento (141) y en la testa de larguero (142), a través del revestimiento (141) y la testa de larguero (142), aunque incluyendo una parte de conexión entre el revestimiento (141) y la testa de larguero (142), y la sección de medición (M2) está dispuesta a través del revestimiento (141) y la testa de larguero (142); o la región conductora está formada en la testa de larguero (142) y en el alma de refuerzo a cortante (143), a través de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), aunque incluyendo una parte de conexión entre la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), y la sección de medición (M3) está dispuesta a través de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143).

Description

DESCRIPCION
Aparato y procedimiento de control de aspa para aerogenerador, y aerogenerador que lo usa 5 Campo de la invencion
[0001] Realizaciones ejemplares de la presente invencion se refieren a un aparato y procedimiento de control de aspa para un aerogenerador, y un aerogenerador que lo usa y, mas particularmente, a un aparato y procedimiento de control de aspa para un aerogenerador, que mide el cambio de caractenstica electrica de un
10 miembro que forma un aspa para controlar el aspa, y un aerogenerador que lo usa.
Descripcion de la tecnica relacionada
[0002] Un aerogenerador se refiere a un generador de energfa que genera energfa usando energfa eolica 15 que es energfa natural. El aerogenerador genera electricidad convirtiendo la energfa eolica en una fuerza rotacional
mecanica, e incluye un aspa, una gondola y una torre.
[0003] El aerogenerador genera una fuerza rotacional basada en una fuerza de sustentacion aeromecanica del aspa que actua contra el viento que sopla desde la parte delantera. La rotacion del aspa cambia la distribucion
20 de carga aerodinamica alrededor del aspa, y el cambio de la distribucion de carga aerodinamica se aplica como una carga de flexion o carga de torsion al aspa.
[0004] El aspa puede resultar danada por la aplicacion de dicha carga y las condiciones del entorno circundante tales como lluvia, corrosion causada por sal contenida en el agua de mar, o colision con materias
25 extranas en el aire. En este caso, puede producirse deformacion, deterioro o deslaminacion dentro y fuera del aspa.
[0005] De acuerdo con un procedimiento convencional, un operador comprueba el estado de un aspa a simple vista, cuando un aerogenerador es inspeccionado regularmente, o cuando la rotacion del aspa se detiene. A continuacion, el operador repara el aspa, cambia el estado de funcionamiento, o sustituye una parte en respuesta a
30 la informacion de estado del aspa, que se analiza a traves de la operacion de verificacion.
[0006] En dicho procedimiento, sin embargo, el estado del aspa puede verificarse solamente en un estado donde el aspa esta detenida, y el operador debe verificar el estado del aspa a simple vista.
35 [0007] Con el fin de resolver dicho problema, se han propuesto diversas tecnicas para determinar si un aspa
para un aerogenerador esta danada.
[0008] Por ejemplo, una unidad de medicion tal como un sensor de fibra optica o medidor de deformacion puede usarse para verificar el estado de un aspa, y el aspa puede estar controlada de acuerdo con el estado del
40 aspa.
[0009] Como ejemplo espedfico de un aparato para detectar el estado de un aspa, la publicacion de patente coreana abierta a inspeccion publica N.° 10-2013-0052965 ha descrito un aparato de deteccion de magnitud ffsica de un aspa de turbina eolica.
45
[0010] La descripcion se refiere a un aparato de deteccion de magnitud ffsica de un aspa de turbina eolica, que incluye fibra optica para reflejar totalmente la luz incidente desde una fuente de luz y una red de Bragg para detectar una magnitud ffsica de un aspa para generacion de energfa eolica reflejando luz a un intervalo de longitud de onda de Bragg en la luz transmitida a traves de la fibra optica.
50
[0011] El aparato de acuerdo con la descripcion descrita anteriormente incluye un numero requerido de sensores de red de Bragg de fibra optica y sensores de red de Bragg compensados en temperatura que estan fijados en la parte superior o la parte inferior de un alma de refuerzo a cortante, y detecta la temperatura, la velocidad de deformacion, y el desvfo del aspa a traves de los sensores.
55
[0012] Sin embargo, dado que los sensores opticos o medidores de deformacion son caros y diffciles de manejar, solamente un ingeniero experto puede instalar los sensores opticos o medidores de deformacion. Ademas, dado que los sensores opticos o medidores de deformacion son vulnerables a la vibracion, los sensores opticos o medidores de deformacion pueden averiarse frecuentemente despues de la instalacion. Por lo tanto, existen
dificultades en la gestion y reparacion de los sensores opticos o medidores de deformacion.
[0013] Ademas, dado que los sensores opticos o medidores de deformacion son sensibles a cambios de temperatura, un proceso para eliminar un cambio causado por el efecto de la temperatura usando tecnologfa de
5 procesamiento de datos debe ser observado y estudiado. El proceso es tecnicamente diffcil de realizar, y requiere un proceso de compensacion. Por lo tanto, es diffcil garantizar la fiabilidad de la informacion adquirida.
[0014] En particular, las unidades de medicion puede detectar deformacion externa del aspa, tal como desvfo, pero no pueden detectar dano interno. Por lo tanto, las unidades de medicion tienen limitacion de
10 disponibilidad.
[0015] El documento EP 2 314 866 A1 describe una turbina eolica que incluye un aspa de turbina eolica y un dispositivo de deteccion de materia extrana dispuesto en el aspa de turbina eolica para detectar una acumulacion de materia extrana sobre el aspa de turbina eolica.
15
RESUMEN DE LA INVENCION
[0016] La presente invencion se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y es un objetivo de la presente invencion proporcionar un aparato y procedimiento de control de aspa para un aerogenerador, que controle
20 un aspa usando una unidad de medicion del estado del aspa suministrada a bajo coste y capar de garantizar la fiabilidad de la informacion medida, y a aerogenerador que lo usa. El objetivo se resuelve mediante las caracteffsticas de las reivindicaciones independientes.
[0017] Otros objetivos y ventajas de la presente invencion pueden entenderse mediante la siguiente 25 descripcion, y se vuelven evidentes con referencia a las realizaciones de la presente invencion. Ademas, es obvio
para los expertos en la materia a la que pertenece la presente invencion que los objetivos y ventajas de la presente invencion pueden realizarse mediante los medios tal como se reivindican y combinaciones de los mismos.
[0018] De acuerdo con un aspecto, se proporciona un aparato de control de aspa que determina el estado de 30 un aspa para un aerogenerador, que tiene una region conductora formada por fibra de carbono, y controla un estado
de rotacion del aspa. El aparato de control de aspa puede incluir: una unidad de medicion configurada para medir una caracteffstica electrica de una seccion de medicion dispuesta en la region conductora; una unidad de determinacion configurada para comparar el valor medido mediante la unidad de medicion con un valor de referencia y determinar si el aspa esta en un estado normal o un estado de emergencia; y una unidad de control configurada 35 para ajustar un modo a uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia y un modo de detencion en respuesta al estado determinado por la unidad de determinacion, y controlar el estado de rotacion del aspa de acuerdo con el modo ajustado.
[0019] La seccion de medicion puede incluir una pluralidad de secciones dispuestas en la region conductora. 40
[0020] La unidad de medicion puede medir de forma repetitiva la caracteffstica electrica de la seccion de medicion.
[0021] La unidad de medicion puede determinar un nivel basandose en una diferencia entre el valor medido y 45 el valor de referencia, cuando determina el nivel del estado de emergencia.
[0022] La unidad de control puede transmitir una senal de control de la velocidad de rotacion para el aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
50 [0023] La unidad de control puede transmitir una senal de control de detencion para el aspa en respuesta al
nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
[0024] La unidad de control puede transmitir una senal de control de cabeceo para el aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
55
[0025] La unidad de control puede transmitir una senal de control de guinada en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
[0026] La unidad de control puede transmitir la informacion de modo ajustado a un terminal externo.
[0027] La unidad de control puede transmitir la informacion de modo ajustado como un correo electronico o mensaje de texto o transmitir la informacion de modo ajustado al terminal externo, de modo que la informacion de modo se visualice en una pantalla de visualizacion del terminal externo.
5
[0028] La unidad de control puede transmitir una senal de control a una luz de aviso o generador de sonidos de aviso, cuando la unidad de determinacion determina que el aspa esta en un estado de emergencia.
[0029] De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona un aerogenerador que 10 preferentemente incluye un aspa que tiene una region conductora. El aerogenerador incluye una unidad de medicion
configurada para medir un cambio de caractenstica electrica de una seccion de medicion dispuesta en la region conductora.
[0030] La region conductora puede incluir un miembro de fibra de carbono y, por lo tanto, tiene conductividad 15 electrica.
[0031] La seccion de medicion puede incluir una seccion o una pluralidad de secciones dispuestas en la region conductora.
20 [0032] El aspa incluye un revestimiento, una testa de larguero y un alma de refuerzo a cortante, y la region
conductora puede estar formada en uno o mas del revestimiento, la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante.
[0033] Uno o mas del revestimiento, la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante puede incluir un 25 material de fibra de carbono y, por lo tanto, tener la region conductora formada en su interior.
[0034] En una realizacion, la region conductora esta formada a traves del revestimiento y la testa de larguero, aunque incluyendo una parte de conexion entre el revestimiento y la testa de larguero, y la seccion de medicion esta dispuesta a traves del revestimiento y la testa de larguero.
30
[0035] En una realizacion, la region conductora esta formada a traves de la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante, aunque incluyendo una parte de conexion entre la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante, y la seccion de medicion esta dispuesta a traves de la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante.
35 [0036] Uno cualquiera del revestimiento, la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante puede estar
formado por un miembro no conductor que incluye fibra de vidrio, y un conductor que incluye fibra de carbono puede estar formado en el miembro no conductor para formar la region conductora.
[0037] El conductor puede incluir un material de fibra de carbono.
40
[0038] La unidad de medicion puede estar conectada electricamente a ambos extremos de la seccion de medicion para medir la caractenstica electrica de la seccion de medicion.
[0039] La unidad de medicion puede medir de forma repetitiva la caractenstica electrica de la seccion de 45 medicion.
[0040] El aerogenerador incluye, ademas, una unidad de determinacion configurada para comparar el valor medido mediante la unidad de medicion con un valor de referencia, y determinar si el aspa esta en un estado normal o un estado de emergencia.
50
[0041] La unidad de determinacion puede determinar un nivel basado en una diferencia entre el valor medido y el valor de referencia, cuando se determina el nivel del estado de emergencia.
[0042] El aerogenerador puede incluir, ademas, una unidad de control configurada para ajustar un modo a 55 uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia y un modo de detencion en respuesta al estado
determinado por la unidad de determinacion, y controlar el aspa de acuerdo con el modo ajustado.
[0043] La unidad de control puede transmitir una senal de control de la velocidad de rotacion en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
[0044] La unidad de control puede transmitir una senal de control de detencion en respuesta al nivel del
estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
5 [0045] La unidad de control puede transmitir una senal de control de cabeceo en respuesta al nivel del estado
de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
[0046] La unidad de control puede transmitir una senal de control de guinada para el aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion.
10
[0047] La unidad de control puede transmitir la informacion de modo ajustado a un terminal externo.
[0048] La unidad de control puede transmitir la informacion de modo ajustado como un correo electronico o
mensaje de texto o transmitir la informacion de modo ajustado al terminal externo, de modo que la informacion de
15 modo se visualice en una pantalla de visualizacion del terminal externo.
[0049] La unidad de control puede transmitir una senal de control a una luz de aviso o generador de sonidos
de aviso, cuando la unidad de determinacion determina que el aspa esta en un estado de emergencia.
20 [0050] De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, se proporciona un procedimiento de control de
aspa que mide el estado de un aspa para un aerogenerador, que tiene una region conductora formada por fibra de carbono, y controla un estado de rotacion del aspa. El procedimiento de control de aspa preferentemente incluye las etapas de: (a) medir una caractenstica electrica de una seccion de medicion dispuesta en la region conductora; (b) comparar el valor medido en la etapa (a) con un valor de referencia y determinar si el aspa esta en un estado normal 25 o un estado de emergencia; (c) ajustar un modo a uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia y un modo de detencion en respuesta al estado determinado en la etapa (b); y (d) controlar el estado de rotacion del aspa de acuerdo con el modo ajustado en la etapa (c).
[0051] La etapa (a) puede incluir medir caractensticas electricas de una pluralidad de secciones de medicion
30 dispuestas en la region conductora.
[0052] La etapa (a) puede incluir medir repetidamente la caractenstica electrica de la seccion de medicion.
[0053] La etapa (b) puede incluir determinar un nivel basado en una diferencia entre el valor medido y el valor
35 de referencia, cuando se determina el nivel del estado de emergencia.
[0054] La etapa (d) puede incluir controlar la velocidad de rotacion del aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado en la etapa (b).
40 [0055] La etapa (d) puede incluir detener el aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado
en la etapa (b).
[0056] La etapa (d) puede incluir controlar el cabeceo del aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado en la etapa (b).
45
[0057] La etapa (d) puede incluir realizar control de guinada para el aspa en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado en la etapa (b).
[0058] El procedimiento de control de aspa puede incluir, ademas, la etapa de (e) verificar la cantidad de 50 generacion del aerogenerador despues de la etapa (d).
[0059] El aerogenerador que incluye el aspa puede ser uno de una pluralidad de aerogeneradores que forman un parque eolico, y el parque eolico puede incluir un controlador integrado para controlar la pluralidad de aerogeneradores. El procedimiento de control de aspa puede incluir, ademas, la etapa de (f) transmitir la informacion
55 de generacion de energfa al controlador integrado despues de la etapa (e).
[0060] El procedimiento de control de aspa puede incluir, ademas, la etapa de (d') transmitir la informacion de modo ajustado a un terminal externo despues de la etapa (c).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
[0061] La etapa (d') puede incluir transmitir la informacion de modo ajustado como un correo electronico o mensaje de texto o transmitir la informacion de modo ajustado al terminal externo, de modo que la informacion de modo ajustado se visualice en una pantalla de visualizacion del terminal externo.
[0062] El procedimiento de control de aspa puede incluir, ademas, la etapa de (c') encender una luz de aviso o generar un sonido de aviso cuando se determina en la etapa (b) que el aspa esta en un estado de emergencia, despues de la etapa (b).
[0063] El aspa incluye un revestimiento, una testa de larguero conectada al revestimiento y un alma de refuerzo a cortante conectada a la testa de larguero, y la region conductora puede estar formada en uno o mas del revestimiento, la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante.
[0064] En una realizacion, la region conductora esta formada a traves del revestimiento y la testa de larguero, aunque incluyendo una parte de conexion entre el revestimiento y la testa de larguero, y la seccion de medicion esta dispuesta a traves del revestimiento y la testa de larguero.
[0065] En una realizacion, la region conductora esta formada a traves de la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante, aunque incluyendo una parte de conexion entre la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante, y la seccion de medicion esta dispuesta a traves de la testa de larguero y el alma de refuerzo a cortante.
[0066] Debe entenderse que tanto la descripcion general anterior como la siguiente descripcion detallada de la presente invencion son ejemplares y explicativas y pretenden proporcionar explicacion adicional de la invencion tal como se reivindica.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
[0067] Los anteriores y otros objetivos, caractensticas y otras ventajas de la presente invencion se entenderan mas claramente a partir de la siguiente descripcion detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista esquematica de un aerogenerador de acuerdo con una realizacion de la presente invencion; Las figuras 2 y 3 son diagramas que ilustran la estructura de un aspa de la figura 1;
La figura 4 es una vista esquematica de un aparato de control de aspa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de aspa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
La figura 6 es un diagrama de flujo de algoritmo de una unidad de determinacion de la figura 4;
La figura 7 es un diagrama de flujo de algoritmo de una unidad de control de la figura 4; y La figura 8 es una vista esquematica de un aerogenerador.
DESCRIPCION DE REALIZACIONES ESPEdFICAS
[0068] En lo sucesivo, un aparato y procedimiento para controlar un aspa para un aerogenerador y un aerogenerador que lo usa de acuerdo con realizaciones ejemplares de la presente invencion se describiran a continuacion con mas detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
[0069] En los dibujos, los grosores de las lmeas o los tamanos de los componentes pueden exagerarse por claridad.
[0070] Ademas, terminos a describir se definen en consideracion de funciones en la presente invencion, y pueden diferir dependiendo de la intencion o personalizacion de un usuario u operador. Por lo tanto, la definicion de los terminos se basara en el contenido global de la presente memoria descriptiva.
[0071] Las siguientes realizaciones pueden no limitar el alcance de la presente invencion, sino que son solamente ejemplos de componentes descritos en reivindicaciones de la presente invencion. Por lo tanto, realizaciones que incluyen componentes que estan incluidos en el esprntu de la presente memoria descriptiva y pueden ser sustituidos por equivalentes de componentes de reivindicaciones pueden estar incluidos en el alcance de
5 la presente invencion.
[0072] En lo sucesivo, se describira un aerogenerador de acuerdo con una realizacion de la presente invencion con referencia a las figuras 1 a 4. La figura 1 es una vista esquematica de un aerogenerador de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Las figuras 2 y 3 son diagramas que ilustran la estructura de un aspa
10 de la figura 1. La figura 4 es una vista esquematica de un aparato de control de aspa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
[0073] Tal como se ilustra en la figura 1, el aerogenerador 1 de acuerdo con una realizacion de la presente invencion basicamente incluye un rotor 10, una gondola 20 y una torre 30.
15
[0074] El rotor 10 incluye un cubo 12 y un aspa 14. El cubo 12 esta situado en la parte delantera de la gondola 20, y acoplado a un arbol principal 22. El cubo 12 puede tener una estructura hueca, y un controlador del cabeceo y un controlador de la lubricacion pueden estar provistos en el cubo 12.
20 [0075] El aspa 14 puede incluir una o mas aspas. Las aspas 14 estan dispuestas radialmente alrededor del
cubo 12 en un estado donde partes basales 14a de las mismas estan acopladas al cubo 12. El aspa 14 puede incluir una parte apical 14b que tiene un area de seccion transversal mas pequena que la parte basal 14a.
[0076] Tal como se ilustra en las figuras 2A y 2b, el aspa 14 puede tener una seccion transversal en forma de
25 ala. El aspa 14 esta acoplado al cubo 12 para tener un angulo de ataque con respecto al viento que sopla desde la parte delantera. El viento que sopla desde la parte delantera del aerogenerador 1 genera una fuerza de sustentacion mientras roza la superficie del aspa 14, y la fuerza de sustentacion generada hace girar el rotor 10. La fuerza rotacional del rotor 10 es transmitida a la gondola 20 y convertida en energfa electrica.
30 [0077] La gondola 20 puede estar soportada de forma que pueda girar por la torre 30. La gondola 20 puede
incluir una cubierta de gondola 21, un arbol principal 22, un cojinete 23, una caja de engranajes 24, un generador 25, y un bastidor principal 26 en su interior.
[0078] La cubierta de gondola 21 puede estar acoplada de forma que pueda girar a la parte superior de la 35 torre 340, y alojar el arbol principal 22, el cojinete 23, la caja de engranajes 24, el generador 25 y el bastidor principal
26. La cubierta de gondola 21 puede estar formada por un material no conductor, por ejemplo, plastico reforzado con fibra (FRP).
[0079] El arbol principal 22 esta soportado de forma que pueda girar por el cojinete 23, conecta el cubo 12 y 40 la caja de engranajes 24, y transmite la energfa rotacional del cubo 12 a la caja de engranajes 24 mientras gira con
el cubo 12.
[0080] La caja de engranajes 24 incrementa la velocidad de rotacion introducida desde el arbol principal 22 a una velocidad para generacion de energfa, y produce y transmite la energfa rotacional al generador 25. El generador
45 25 convierte la energfa rotacional producida desde la caja de engranajes 24 en energfa electrica.
[0081] La torre 30 puede tener una forma cilmdrica hueca, y soporta la gondola 20. Entre la gondola 20 y la torre 30, puede estar provisto un controlador de la guinada para hacer girar la gondola 20, de modo que el rotor 10 este o no enfrentado a la direccion en la que sopla el viento.
50
[0082] Las figuras 2A y 2B ilustran un ejemplo de la estructura del aspa 14. Tal como se ilustra en las figuras 2a y 2B, el aspa 14 puede incluir un bastidor 144, un revestimiento 141, una testa de larguero 142, un alma de refuerzo a cortante 143 y una parte de borde 145. El revestimiento 141 esta formado para cubrir hermeticamente el bastidor 144, y forma el exterior del aspa 14. La testa de larguero 142 esta acoplada al bastidor 144 y sirve como
55 rigidificante en la direccion longitudinal. El alma de refuerzo a cortante 143 esta acoplada a la testa de larguero 142 y sirve como rigidificante en la direccion del grosor. La parte de borde 145 esta acoplada a un borde del bastidor 144.
[0083] La estructura del aspa 14 no esta limitada al ejemplo descrito anteriormente. El aspa 14 puede incluir basicamente el revestimiento 141 y la testa de larguero 142, e incluye adicionalmente el alma de refuerzo a cortante
143. El bastidor 144 o la parte de borde 145 pueden estar incluidos u omitidos, y otro miembro que forma el aspa 14 puede estar incluido tambien, ademas de los componentes descritos anteriormente.
[0084] El aspa para un aerogenerador puede estar formado por FRP. La fibra usada para el aspa puede 5 incluir fibra a base de ceramica tal como fibra de vidrio o de carbono.
[0085] Hasta recientemente, se ha usado principalmente FRP de vidrio (GFRP) basado en fibra de vidrio. Sin embargo, el radio de rotacion de un aspa se ha incrementado anualmente con el fin de mejorar la eficiencia de un sistema de generacion de energfa eolica. Ademas, la eficiencia se ha degradado debido al peso del aspa, y el coste
10 de instalacion se ha incrementado significativamente. Por lo tanto, el uso de fibra de carbono en sustitucion de la fibra de vidrio se ha incrementado gradualmente.
[0086] La fibra de carbono tiene una mayor resistencia espedfica que la fibra de vidrio. Por lo tanto, cuando se fabrica un aspa de gran tamano usando fibra de carbono, el peso del aspa puede reducirse en comparacion con
15 un aspa formada por fibra de vidrio, mientras que la rigidez del aspa se mantiene. Por lo tanto, la fibra de carbono contribuye a incrementar en gran medida la eficiencia del sistema de generacion de energfa eolica.
[0087] Al menos una parte de los componentes que forman el aspa 14 puede incluir un material de fibra tal como se ha descrito anteriormente.
20
[0088] Por ejemplo, la testa de larguero 142 puede estar formada por un cuerpo apilado que incluye fibra de vidrio, fibra de carbono y/u otras fibras sobre un material de base hecho de resina termoendurecible y/o termoplastica adecuada. El alma de refuerzo a cortante 143 puede estar formada por un cuerpo apilado que incluye fibra de vidrio o fibra de carbono. Ademas, el revestimiento 141 puede tener una estructura en sandwich que incluye
25 fibra de vidrio o fibra de carbono.
[0089] La fibra de carbono es un material de carbono que tiene una longitud de fibra a la que la relacion de contenido masico del elemento de carbono es igual o mayor que el 90%, e indica fibra obtenida pirolizando poliacrilonitrilo (PAN), alquitran (asfalto) correspondiente a residuos de hidrocarburo a base de petroleo/carbon, o un
30 precursor organico en forma de fibra hecho de rayon en una atmosfera inerte.
[0090] La fibra de carbono es un material que tiene la estructura de un material de carbono en un elemento de organizacion y muestra caractensticas estructurales y caractensticas de tipo fibra. Por lo tanto, la fibra de carbono incluye excelentes caractensticas tales como resistencia termica, estabilidad qrnmica, estabilidad electrica,
35 estabilidad dimensional basandose en baja expansion termica, baja densidad, ficcion por abrasion y flexibilidad.
[0091] El aspa es una parte fundamental de un aerogenerador. Con el aumento de tamano de los aerogeneradores, el aspa ocupa una gran parte en terminos de precio o peso. Por lo tanto, el mantenimiento del aspa se esta volviendo cada vez mas importante. Por lo tanto, es necesario monitorizar de forma continua el estado
40 del aspa.
[0092] Dado que el aspa esta afectado por su propio peso o las condiciones del entorno circundante durante el funcionamiento, pueden aplicarse cargas dentro y fuera del aspa, contaminantes pueden adherirse al aspa, o puede producirse formacion de hielo sobre el aspa. La formacion de hielo se refiere a un fenomeno en el que se
45 forma hielo sobre una parte del aspa en un estado espedfico, debido a la influencia de la meteorologfa.
[0093] Por dichas razones, el aspa puede resultar danada. El dano del aspa puede incluir: i) rugosidad de la superficie causada por formacion de hielo, contaminacion, oquedades, deslaminacion o similar; ii) desequilibrio de masa causado por permeacion de agua a traves de la formacion de hielo o agrietamiento; iii) asimetna aerodinamica
50 causada por discordancia de angulo de cabeceo entre aspas, tolerancia de fabricacion de perfil aerodinamico, deformacion del perfil durante el funcionamiento o similar; iv) deslaminacion de la estructura de plastico reforzado con fibra de vidrio o fibra de carbono; y v) agrietamiento superficial y agrietamiento interno.
[0094] Convencionalmente, un sensor de red de Bragg de fibra (FBG) se ha usado para monitorizar el estado 55 de un aspa. Midiendo la deformacion del aspa a traves del sensor de fibra optica, se han medido el historial de carga
y la vibracion del aspa, y se han evaluado el dano por fatiga y la vida util del aspa.
[0095] Como alternativa, se ha construido un sistema sensor usando un sensor de deformacion FBG para monitorizacion de estabilidad, control del aspa, monitorizacion de carga, calculo de la carga por fatiga y similares.
[0096] Sin embargo, dichos sistemas de monitorizacion presentan diversos problemas ya que deben usarse
sensores caros, la instalacion es diffcil, y danos que se producen dentro del aspa no pueden ser detectados.
5 [0097] El aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion no incluye una unidad de
deteccion independiente tal como un sensor optico, sino que incluye un aparato de monitorizacion del aspa que es capaz de monitorizar un estado interno/externo del aspa, tal como desvfo, agrietamiento, deslaminacion o corte de fibras, usando la propiedad de un material que forma el aspa, es decir, la propiedad de un material que tiene conductividad electrica.
10
[0098] Cuando el revestimiento 141, la testa de larguero 142 o el alma de refuerzo a cortante 143 que estan
incluidos en el aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion estan formados por fibra de carbono, el material que forma el aspa 14 incluye una region conductora que tiene conductividad electrica.
15 [0099] En este momento, cuando los tipos de danos descritos anteriormente se producen dentro y fuera del
material que forma el aspa 14, la caractenstica electrica de la parte danada del aspa se puede cambiar. Por ejemplo, la resistencia de una seccion de medicion se puede cambiar. El cambio de caractenstica electrica de la parte danada puede medirse para monitorizar si el aspa 14 esta danada, es decir, el estado del aspa 14.
20 [0100] Para esta operacion, el aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion
incluye una unidad de medicion para medir el cambio de caractenstica electrica.
[0101] Tal como se ha descrito anteriormente, el material que forma el aspa 14 incluye fibra de carbono y, por lo tanto, tiene una region conductora en su interior.
25
[0102] Por ejemplo, cuando toda la testa de larguero 142 esta formada por fibra de carbono, toda la region de la testa de larguero 142 sirve como region conductora. El revestimiento 141 o el alma de refuerzo a cortante 143 pueden estar formados de la misma manera.
30 [0103] Dentro de la region conductora, puede disponerse una seccion de medicion. La seccion de medicion
puede disponerse seleccionando una region arbitraria dentro y fuera de la testa de larguero 142.
[0104] Tal como se ilustra en la figura 2A, la seccion de medicion puede disponerse en una seccion M1 que ocupar una parte de la testa de larguero 142 en la direccion longitudinal de la testa de larguero 142. Como
35 alternativa, toda la longitud de la testa de larguero 142 puede disponerse en la seccion de medicion.
[0105] La seccion de medicion puede incluir una seccion o una pluralidad de secciones. Ademas, la seccion de medicion puede disponerse a lo largo de diversas direcciones dentro y fuera de la testa de larguero 142, es decir, a lo largo de la direccion longitudinal, la direccion de la anchura o la direccion del grosor de la testa de larguero 142.
40
[0106] La seccion de medicion puede disponerse dentro y fuera del revestimiento 11 o el alma de refuerzo a cortante 143. Cuando el revestimiento 141 o el alma de refuerzo a cortante 143 esta formado por fibra de carbono tal como se ha descrito anteriormente, el revestimiento 141 o el alma de refuerzo a cortante 143 puede incluir una region conductora en su interior. Dentro de la region conductora, la seccion de medicion M1 puede disponerse de tal
45 manera como se ha descrito en el caso de la testa de larguero 142.
[0107] Ademas, tal como se ilustra en la figura 2B, la seccion de medicion puede incluir secciones de medicion M2 y M3, cada una de las cuales se dispone a traves de dos o mas miembros, aunque incluyendo una parte de conexion entre los miembros respectivos que forman el aspa 14.
50
[0108] Por ejemplo, la seccion de medicion puede incluir una seccion de medicion M2 dispuesta a traves del revestimiento 141 y la testa de larguero 142 con una parte de conexion entre el revestimiento 141 y la testa de larguero 142. Cuando ambos del revestimiento 141 y la testa de larguero 142 estan formados por fibra de carbono, la region conductora que tiene conductividad electrica puede estar conectada desde el revestimiento 141 hasta la
55 testa de larguero 142 a traves de la parte de conexion entre el revestimiento 141 y la testa de larguero 142. En este caso, la seccion de medicion puede disponerse a traves del revestimiento 141 y la testa de larguero 142, aunque incluyendo la parte de conexion entre el revestimiento 141 y la testa de larguero 142, y el cambio de caractenstica electrica de la seccion de medicion M2 puede detectarse para verificar el dano en la parte de conexion entre el revestimiento 141 y la testa de larguero 142.
[0109] Ademas, la seccion de medicion puede incluir una seccion de medicion M3 dispuesta a traves de la testa de larguero 142 y el alma de refuerzo a cortante 143 con una parte de conexion entre la testa de larguero 142 y el alma de refuerzo a cortante 143. En este caso, el dano en la parte de conexion entre la testa de larguero 142 y el
5 alma de refuerzo a cortante 143 puede verificarse.
[0110] Uno cualquiera del revestimiento 141, la testa de larguero 142 y el alma de refuerzo a cortante 143 puede estar formado por fibra de vidrio en lugar de fibra de carbono. El miembro formado por fibra de vidrio no tiene conductividad electrica. Es decir, el miembro esta formado por un material no conductor. El miembro formado por un
10 material no conductor puede incluir un conductor 146 formado en su interior.
[0111] Por ejemplo, cuando la testa de larguero 142 ilustrada en la figura 3 esta formada por un material no conductor, el conductor 146 puede estar formado como un miembro independiente dentro de la testa de larguero 142, o integrado con la testa de larguero 142. El conductor 142 sirve como region conductora dentro del miembro no
15 conductor, y una seccion de medicion puede disponerse dentro de la region conductora, tal como se ha descrito anteriormente. En este momento, el conductor 146 puede estar formado por fibra de carbono tal como se ha descrito anteriormente, y, por lo tanto, tener conductividad electrica.
[0112] Ademas, el revestimiento 141 o el alma de refuerzo a cortante 143 puede disponerse en el miembro 20 no conductor. En este caso, el conductor 146 puede estar formado dentro del revestimiento 141 o el alma de
refuerzo a cortante 143 estar formado por un material no conductor.
[0113] El aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion incluye una unidad de medicion 410 para medir el cambio de caractenstica electrica de la seccion de medicion.
25
[0114] Tal como se ilustra en las figuras 2 y 3, la unidad de medicion 410 puede estar conectada electricamente a ambos extremos de las secciones de medicion descritas anteriormente M1, M2 y M3. El procedimiento para medir una caractenstica electrica puede incluir un procedimiento para medir resistencia, por ejemplo.
30
[0115] Con el fin de medir la resistencia, una tension o corriente puede aplicarse a la seccion de medicion, y la unidad de medicion 410 puede medir valores de caractenstica electrica de las secciones de medicion M1, M2 y M3. Los valores de caractenstica electrica medidos (en lo sucesivo, denominados valores medidos) pueden transmitirse a una unidad de determinacion 420 que se describira a continuacion.
35
[0116] La unidad de medicion 410 puede estar configurada para medir de forma repetitiva las caractensticas electricas de las secciones de medicion, con un intervalo de tiempo predeterminado, de modo que el estado del aspa 14 puede monitorizarse de forma continua.
40 [0117] El aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion puede incluir un aparato de
control de aspa para controlar el aspa 14 usando los valores medidos transmitidos desde la unidad de medicion 410.
[0118] Tal como se ilustra en la figura 4, el aparato de control de aspa puede incluir la unidad de medicion 410, la unidad de determinacion 420 y una unidad de control 430. La unidad de control 430 se incluye para controlar
45 un aerogenerador, y puede considerarse una unidad de control local que se distingue de un controlador integrado 500 que se describira a continuacion.
[0119] En lo sucesivo, un procedimiento para controlar el aspa 14 usando el aparato de control de aspa se describira con referencia a la figura 5. La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de
50 aspa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
[0120] Tal como se ilustra en la figura 5, el procedimiento de control de aspa incluye medir una caractenstica electrica de una seccion de medicion dispuesta en una region conductora mediante la unidad de medicion 410, en la etapa S10. En este momento, la unidad de medicion 410 puede medir de forma repetitiva la caractenstica electrica
55 de la seccion de medicion, con un intervalo de tiempo predeterminado, de modo que el estado del aspa 14 se monitorice de forma continua.
[0121] A continuacion, la unidad de determinacion 420 puede comparar el valor medido con un valor de referencia en la etapa S20, y determinar si el estado del aspa 14 es normal o anormal de acuerdo con el resultado
de la comparacion, en la etapa S30.
[0122] A continuacion, la unidad de control 430 puede ajustar un modo correspondiente a la determinacion del estado en la etapa S40. El modo puede ajustarse a uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia
5 y un modo de detencion. De acuerdo con el modo ajustado, la unidad de control 430 puede controlar el estado de rotacion del aspa 14 en la etapa S50.
[0123] Las funciones espedficas de la unidad de determinacion 420 y la unidad de control 430 y el
procedimiento de control de aspa basandose en las funciones se describiran con mas detalle con referencia a las
10 figuras 6 y 7. La figura 6 es un diagrama de flujo de algoritmo de la unidad de determinacion ilustrada en la figura 4, y la figura 7 es un diagrama de flujo de algoritmo de la unidad de control ilustrada en la figura 4.
[0124] Tal como se ilustra en la figura 6, la unidad de determinacion 420 puede ajustar previamente un valor
de referencia para cada seccion de medicion en la etapa S201. El valor de referencia puede incluir un valor lfmite A
15 para distinguir entre un estado normal y un estado de emergencia. Como alternativa, el valor de referencia puede incluir un valor de nivel B para determinar el nivel del estado de emergencia.
[0125] El valor lfmite A o el valor de nivel B pueden subdividirse mas. En la figura 6, el valor de nivel B se usa como un valor para determinar el nivel al que se requiere control del funcionamiento de emergencia y el nivel al cual
20 se requiere control de detencion del funcionamiento. Sin embargo, el valor de nivel B puede incluir una pluralidad de valores subdivididos para controlar el aspa 14 en respuesta al nivel de cambio de caractenstica electrica de la seccion de medicion, es decir, el nivel del estado de emergencia.
[0126] El valor lfmite A o el valor de nivel B pueden ajustarse a un valor espedfico o un intervalo espedfico.
25
[0127] La unidad de determinacion 420 puede recibir un valor medido C procedente de la unidad de medicion 410 en la etapa S202, y comparar el valor medido C con los valores de referencia A y B en las etapas S203 y S204. Cuando el valor medido C es menor o igual que el valor lfmite A, esto puede indicar que el cambio de caractenstica electrica no es grande. Por lo tanto, la unidad de determinacion 420 puede determinar que el estado del aspa 14 es
30 normal, en la etapa S301.
[0128] Cuando el valor medido C es mayor que el valor lfmite A, la unidad de determinacion 420 puede determinar que el aspa 14 esta en un estado de emergencia. El estado de emergencia puede indicar el caso en el que desvfo, formacion de hielo, agrietamiento, deslaminacion de la estructura apilada, o corte de fibras se
35 produjeron en el aspa 14. En este caso, es necesario controlar el estado de rotacion del aspa 14.
[0129] En este momento, cuando el valor medido C es mayor que el valor lfmite A pero menor o igual que el valor de nivel B, la unidad de determinacion 420 puede determinar que el aspa 14 esta en un estado de emergencia pero el control de detencion del funcionamiento no se requiere, en la etapa S302. Sin embargo, cuando el valor
40 medido C es mayor que el valor de nivel B, esto puede indicar que el cambio de caractenstica electrica es grande. Por lo tanto, la unidad de determinacion 420 puede determinar que el dano del aspa 14 es grave y es necesario detener el funcionamiento del aspa 14, en la etapa S303.
[0130] La unidad de determinacion 420 puede transmitir la informacion de determinacion sobre el estado del 45 aspa 14 a la unidad de control 430 en la etapa S304. La unidad de control 430 produce una senal de control para
controlar opticamente el aspa usando la informacion de determinacion adquirida.
[0131] Antes de que se describa la operacion de control espedfica de la unidad de control 430, se describira un procedimiento de control optimo para el aspa, de la siguiente manera.
50
[0132] Con el fin de convertir la energfa cinetica, generada a partir de viento cuya direccion e intensidad cambian de forma irregular, en energfa mecanica en la medida de lo posible, es necesario controlar de forma optima el cabeceo y la guinada del aspa y la velocidad de rotacion del rotor de acuerdo con el cambio de velocidad y direccion del viento.
55
[0133] Es necesario disenar el control optimo no solamente para extraer el maximo rendimiento, sino tambien para cumplir una funcion de minimizar una carga estatica y una carga dinamica que se aplican a elementos mecanicos que tienen una influencia sobre el coste de fabricacion del aerogenerador.
[0134] El procedimiento de control para el aerogenerador puede incluir los siguientes tres procedimientos.
[0135] El primer procedimiento es el procedimiento de control mas sencillo que es conocido como “concepto danes”. Este procedimiento realiza solamente control de guinada despues del cambio de la direccion del viento
5 usando un generador de induccion, cuando la velocidad de rotacion del rotor se mantiene de forma constante
independientemente de la velocidad del viento y no se requiere control del cabeceo, dado que se fija un angulo de
cabeceo.
[0136] El procedimiento se disena de tal manera que la separacion de flujo llamada perdida aerodinamica se
10 produce en el aspa a una velocidad nominal del viento o mas, y limita un rendimiento de un rotor al rendimiento
nominal de un generador. Sin embargo, dado que una fuerza axial dirigida a un arbol giratorio mantiene de forma
continua un valor elevado a la velocidad nominal del viento o mas, un aerogenerador que usa este procedimiento inevitablemente tiene una estructura mecanica pesada y cara.
15 [0137] El segundo procedimiento es un procedimiento de control que controla el cabeceo de un aspa cuando
las RPM de un generador de induccion son constantes. Espedficamente, este procedimiento controla el rendimiento reduciendo un angulo de cabeceo a la velocidad nominal del viento o mas. En este caso, aunque la velocidad del viento aumenta, una fuerza axial dirigida a un arbol giratorio puede disminuir para reducir significativamente reduce una carga aplicada a la estructura mecanica.
20
[0138] El tercer procedimiento es el procedimiento de control mas optimo que se emplea principalmente en recientes aerogeneradores de gran tamano. Este procedimiento controla la velocidad de rotacion del rotor de acuerdo con la velocidad del viento, ademas del control del cabeceo y la guinada, y mantiene una relacion de velocidad de la punta respecto a un valor de diseno optimo a la velocidad nominal del viento o menos, maximizando
25 de este modo la extraccion de energfa. El control de RPM variable puede realizarse a traves del control del par de torsion para el generador, y realizarse a traves del control del par de torsion y el cabeceo a la velocidad nominal del viento o mas.
[0139] El control de la guinada puede aplicarse de la misma manera al aerogenerador, independientemente 30 de los tres procedimientos de control, y tener una influencia importante sobre la produccion de energfa. El algoritmo
de control para un aparato de guinada para mover un rotor de acuerdo con el cambio de la direccion del viento necesita ser disenado para obtener la maxima produccion de energfa en consideracion del cambio de direccion del viento con respecto al tiempo.
35 [0140] La unidad de control 430 puede realizar el siguiente proceso de control, de modo que el aspa este
controlada optimamente tal como se ha descrito anteriormente.
[0141] Tal como se ilustra en la figura 7, la unidad de control 430 puede recibir la informacion de estado del aspa 14 procedente de la unidad de determinacion 420 en la etapa S401, y ajustar un modo correspondiente a la
40 informacion recibida en la etapa S402. El modo ajustado en la etapa S402 puede incluir uno cualquiera del modo normal, el modo de emergencia y el modo de detencion.
[0142] La unidad de control 430 puede ajustar el modo al modo normal cuando la informacion de estado recibida de la unidad de determinacion 420 indica un estado normal, en la etapa S403. Cuando el modo se ajusta al
45 modo normal, el control del funcionamiento normal se realiza sobre el estado de rotacion del aspa 14, en la etapa S501. La unidad de control 430 puede verificar la generacion de energfa basandose en el control del funcionamiento normal, y transmitir la informacion de generacion de energfa verificada al controlador integrado 500 que se describira a continuacion, en la etapa S701.
50 [0143] Cuando la informacion de estado recibida desde la unidad de determinacion 420 indica un estado de
emergencia, es decir, cuando se determina que el estado del aspa 14 es un estado de emergencia 1 de acuerdo con el resultado de la comparacion con el valor de nivel B en la etapa S301 (consultar la figura 6), la unidad de control 430 ajusta el modo al modo de emergencia en la etapa S404.
55 [0144] Cuando el modo se ajusta al modo de emergencia, la unidad de control 430 puede transmitir una senal
de control del funcionamiento de emergencia en la etapa S502. La senal de control del funcionamiento de emergencia puede incluir una cualquiera de una senal de control de la velocidad de rotacion para controlar la velocidad de rotacion del rotor 10 que incluye el aspa 14, una senal de control de cabeceo para controlar el angulo de cabeceo del aspa 14, y una senal de control de guinada para cambiar un angulo correspondiente a la direccion
del viento del rotor 10.
[0145] La senal de control de la velocidad de rotacion puede ser transmitida a una unidad de freno para controlar la velocidad de rotacion del rotor 10.
5
[0146] La senal de control de cabeceo puede ser transmitida al controlador del cabeceo del aspa 14. El cabeceo indica un angulo al cual el aspa 14 esta torcida. El angulo de cabeceo del aspa 14, controlado a traves del controlador del cabeceo, puede ajustarse a 90 grados en un estado inactivo cuando el aerogenerador no genera energfa. En este momento, el aspa 14 esta dispuesta en una direccion paralela a la direccion en la que sopla el
10 viento, y el angulo de ataque para el aspa 14 puede mantenerse a cero grados de modo que la carga mas pequena se aplique al aspa 14.
[0147] Cuando se determina que el aspa 14 esta en un estado de emergencia y, por lo tanto, el modo se ajusta al modo de emergencia, la unidad de control 430 puede transmitir una senal de control para controlar el
15 controlador del cabeceo para controlar el angulo de cabeceo del aspa 14, con el fin de reducir la carga aplicada al aspa 14.
[0148] La senal de control de guinada puede aplicarse de la misma manera. Es decir, la unidad de control 430 puede transmitir una senal de control para controlar el controlador de guinada para realizar el control de
20 guinada. Es decir, la direccion del aspa 14 puede cambiarse a una posicion en la que el rotor 10 este menos
afectado por el viento, con el fin de reducir la carga aplicada al aspa 14.
[0149] La unidad de control 430 puede transmitir la senal de control del funcionamiento de emergencia para controlar el aspa 14, en la etapa S602. A continuacion, la unidad de control 430 puede comprobar la reduccion de
25 generacion de energfa del aerogenerador 1 de acuerdo con el control del funcionamiento de emergencia, y transmitir la informacion de generacion de energfa verificada al controlador integrado 500, en la etapa S702.
[0150] Cuando la informacion de estado recibida desde la unidad de determinacion 420 indica un estado de emergencia, es decir, cuando se determina que el estado del aspa 14 es un estado de emergencia 2 de acuerdo con
30 el resultado de la comparacion con el valor de nivel B en la etapa S302 (consultar la figura 6), la unidad de control 430 puede ajustar el modo al modo de detencion en la etapa S405. En este caso, es necesario reparar o sustituir el aspa 14. Por lo tanto, es necesario detener la rotacion del aspa 14.
[0151] Cuando el modo se ajusta al modo de detencion, la unidad de control 430 puede transmitir una senal 35 de control de detencion del funcionamiento en la etapa S503. La senal de control de detencion del funcionamiento
puede transmitirse a la unidad de freno para controlar la velocidad de rotacion del rotor 10, y el rotor 10 puede ser
detenido por la unidad de freno. Incluso en este caso, la unidad de control 430 puede verificar la reduccion de
generacion de energfa del aerogenerador 1, y transmitir la informacion de generacion de energfa verificada al controlador integrado 500 en la etapa S703.
40
[0152] La unidad de control 430 puede realizar las etapas de transmision de la informacion de modo S601, S602 y S603, de modo que un gestor verifique la informacion de modo despues de que el modo se ajusta en la etapa S402. La informacion de modo puede transmitirse como un mensaje de texto a un terminal movil portado por el gestor, por ejemplo. Como alternativa, la informacion de modo puede trasmitirse a un sistema de gestion para
45 gestionar el aerogenerador 1, y a continuacion visualizarse en una pantalla de visualizacion de un terminal externo del sistema de gestion. Como alternativa, la informacion de modo puede transmitirse como un correo electronico a una cuenta de correo electronico del gestor.
[0153] En particular, cuando se determina que el estado del aspa 14 es un estado de emergencia y, por lo 50 tanto, el modo se ajusta al modo de emergencia o el modo de detencion, la unidad de control 430 puede transmitir
una senal de control para encender una luz de aviso (no ilustrada) o una senal de control para controlar un generador de sonidos de aviso (no ilustrado) para generar un sonido de aviso.
[0154] Tal como se ilustra en la figura 8, el aerogenerador 1 de acuerdo con la realizacion de la presente 55 invencion puede incluir uno cualquiera de una pluralidad de aerogeneradores incluidos en un parque eolico.
[0155] El parque eolico puede gestionarse a traves de un sistema de gestion en tierra, por ejemplo. El sistema de gestion puede incluir el controlador integrado 500 para controlar de forma integrada la pluralidad de aerogeneradores. El controlador integrado 500 puede comunicarse con una unidad de control local y controla un
aerogenerador que es manejado por la unidad de control local.
[0156] La unidad de control local puede transmitir de forma continua informacion sobre la generacion de ene^a del aerogenerador al controlador integrado 500 en las etapas S701, S702 y S703 (consultar la figura 7). El
5 controlador integrado 500 puede analizar la informacion de generacion de energfa adquirida, y controlar cada uno de los aerogeneradores para ajustar la produccion de los mismos, si fuera necesario. Por ejemplo, cuando la reduccion de la generacion de energfa de un aerogenerador se verifica a traves de informacion transmitida desde una unidad de control local, el controlador integrado 500 puede transmitir una senal de control a otra unidad de control local para ajustar la produccion de un aerogenerador manipulado por la unidad de control local.
10
[0157] De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, el miembro que forma el aspa para un aerogenerador puede incluir una region conductora basada en la caractenstica del material. En este caso, el cambio de caractenstica electrica de una seccion de medicion dentro de la region conductora se puede cambiar para verificar facilmente el estado del aspa.
15
[0158] Dado que el miembro que forma el aspa funciona como un sensor, el estado del aspa puede comprobarse incluso aunque un sensor diferente, tal como un sensor optico, no este provisto. De este modo, el coste de fabricacion puede reducirse, y un proceso innecesario para instalar un sensor puede omitirse cuando se fabrica el aspa. Por lo tanto, el proceso de fabricacion puede simplificarse.
20
[0159] Ademas, el proceso de verificar el estado del aspa puede incluir el proceso de medir un cambio de
cambio electrico que se produce en el miembro que forma el aspa. Por lo tanto, es posible verificar el dano externo, tal como desvfo, adhesion de materias extranas sobre el aspa, o formacion de hielo, y el dano interno, tal como agrietamiento, deslaminacion, y corte de fibras.
25
[0160] Ademas, la unidad para medir el estado del aspa sirve como unidad para detectar el cambio de
caractenstica electrica del miembro que forma el aspa. Por lo tanto, es posible reducir la posibilidad de que se produzca una avena y garantizar facilmente la fiabilidad.
30 [0161] Aunque la presente invencion se ha descrito con respecto a las realizaciones espedficas, sera
evidente para los expertos en la materia que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones sin alejarse del alcance de la invencion tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un aerogenerador que comprende un aspa (14),
    5 donde el aspa (14) incluye una region conductora que tiene conductividad electrica y comprende:
    una unidad de medicion (410) configurada para medir un cambio de caractenstica electrica de una seccion de medicion (M2, M3) dispuesta en la region conductora; y
    10 una unidad de determinacion (420) configurada para comparar el valor medido mediante la unidad de medicion (410) con un valor de referencia, y determinar si el aspa (14) esta en un estado normal o un estado de emergencia,
    donde el aspa (14) comprende un revestimiento (141), una testa de larguero (142), y un alma de refuerzo a cortante (143), donde:
    15
    la region conductora esta formada en el revestimiento (141) y en la testa de larguero (142), a traves del revestimiento (141) y la testa de larguero (142), aunque incluyendo una parte de conexion entre el revestimiento (141) y la testa de larguero (142), y la seccion de medicion (M2) esta dispuesta a traves del revestimiento (141) y la testa de larguero (142); o la region conductora esta formada en la testa de larguero (142) y en el alma de refuerzo a 20 cortante (143), a traves de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), aunque incluyendo una parte de conexion entre la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), y la seccion de medicion (M3) esta dispuesta a traves de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143).
  2. 2. El aerogenerador de acuerdo con la reivindicacion 1, donde uno o mas del revestimiento (141), la testa 25 de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143) comprenden un material de fibra de carbono y, por lo tanto,
    tienen la region conductora formada en su interior.
  3. 3. El aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde uno cualquiera del revestimiento (141), la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143) esta formado por un
    30 miembro no conductor que incluye fibra de vidrio, y
    un conductor que incluye fibra de carbono esta formado en el miembro no conductor para formar la region conductora.
    35 4. El aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende
    ademas una unidad de control (430) configurada para ajustar un modo a uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia y un modo de detencion en respuesta al estado determinado por la unidad de determinacion, y controlar el aspa (14) de acuerdo con el modo ajustado.
    40 5. El aerogenerador de acuerdo con la reivindicacion 4, donde la unidad de control (430) transmite una
    cualquiera de una senal de control de la velocidad de rotacion, una senal de control de detencion, una senal de control de cabeceo y una senal de control de guinada para el aspa (14), en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado por la unidad de determinacion (420).
    45 6. El aerogenerador de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la seccion de medicion (M2, M3)
    comprende una pluralidad de secciones dispuestas en la region conductora.
  4. 7. Un procedimiento de control de aspa, que mide el estado de un aspa (14) para un aerogenerador, que
    tiene una region conductora formada por fibra de carbono, y controla un estado de rotacion del aspa (14), donde el 50 aspa (14) comprende un revestimiento (141), una testa de larguero (142) y un alma de refuerzo a cortante (143), comprendiendo el procedimiento las etapas de:
    (a) medir (S10) una caractenstica electrica de una seccion de medicion (M2, M3) dispuesta en la region conductora;
    55 (b) comparar (S20) el valor medido en la etapa (a) con un valor de referencia y determinar (S30) si el aspa (14) esta en un estado normal o un estado de emergencia;
    (c) ajustar (S40) un modo a uno cualquiera de un modo normal, un modo de emergencia y un modo de detencion en respuesta al estado determinado en la etapa (b); y
    (d) controlar (S50) el estado de rotacion del aspa (14) de acuerdo con el modo ajustado en la etapa (c), donde:
    la region conductora esta formada en el revestimiento (141) y en la testa de larguero (142), a traves del 5 revestimiento (141) y la testa de larguero (142), aunque incluyendo una parte de conexion entre el revestimiento (141) y la testa de larguero (142), y la seccion de medicion (M2) esta dispuesta a traves del revestimiento (141) y la testa de larguero (142); o la region conductora esta formada en la testa de larguero (142) y en el alma de refuerzo a cortante (143), a traves de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), aunque incluyendo una parte de conexion entre la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143), y la seccion de medicion 10 (M3) esta dispuesta a traves de la testa de larguero (142) y el alma de refuerzo a cortante (143).
  5. 8. El procedimiento de control de aspa de acuerdo con la reivindicacion 7, donde la etapa (a) comprende medir caractensticas electricas de una pluralidad de secciones de medicion (M2, M3) dispuestas en la region conductora.
    15
  6. 9. El procedimiento de control de aspa de acuerdo con la reivindicacion 7 u 8, donde la etapa (a) comprende medir de forma repetitiva la caractenstica electrica de la seccion de medicion (M2, M3).
  7. 10. El procedimiento de control de aspa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 20 7-9, donde la etapa (d) comprende controlar uno o mas de velocidad de rotacion, cabeceo y guinada del aspa (14)
    en respuesta al nivel del estado de emergencia determinado en la etapa (b), o detener el aspa (14).
  8. 11. El procedimiento de control de aspa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, donde el aerogenerador que incluye el aspa (14) es uno de una pluralidad de aerogeneradores que forman un
    25 parque eolico, y el parque eolico comprende un controlador integrado (500) para controlar la pluralidad de aerogeneradores, y
    el procedimiento de control de aspa comprende, ademas, la etapa de (f) transmitir la informacion de generacion de energfa al controlador integrado (500) despues de la etapa (e).
    30
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