KR20200054292A - 풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동하기 위한 방법, 및 제어기 및 풍력 발전 설비 - Google Patents

풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동하기 위한 방법, 및 제어기 및 풍력 발전 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍력 발전 설비(10)를 비상 모드로 작동하기 위한 방법에 관한 것이다. 풍향(26) 및/또는 풍력 발전 설비(10) 상에 가해지는 힘의 변화가 검출되고, 방위각 설정에서의 방위각을 유지하면서, 로터 블레이드(18) 중 적어도 하나가 이러한 변화에 따라 조정된다. 또한, 본 발명은 풍력 발전 설비(10)용 제어기 및 풍력 발전 설비(10)에 관한 것이다.

Description

풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동하기 위한 방법, 및 제어기 및 풍력 발전 설비
본 발명은 풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동하기 위한 방법, 및 제어기 및 풍력 발전 설비에 관한 것이다.
종래 기술에 따르면, 풍력 발전 설비는 풍력 발전 설비의 에너지 출력을 최대화하기 위해, 우세한 바람 조건에 따라 설정될 수 있는 복수의 컴포넌트를 포함한다. 설정 가능한 컴포넌트들의 설정 또는 조정을 위해, 에너지를 필요로 한다.
따라서, 현재의 풍력 발전 설비에서 예를 들어 공기 역학적 로터의 로터 블레이드는 종축을 중심으로 회전될 수 있고, 즉 조정될 수 있으므로, 로터 블레이드에는 이상적으로 바람의 유입이 이루어질 수 있다. 이를 통해 발생하는 로터 블레이드의 리프트는, 공기 역학적 로터에 의해 구동되는 발전기의 로터에서 토크를 발생시키는 역할을 한다. 따라서, 풍력 운동 에너지는 풍력 발전 설비의 발전기에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있다.
또한, 현재의 풍력 발전 설비들은 전체 공기 역학적 로터를 우세한 풍향으로 정렬시키기 위해, 풍향 추적을 포함한다. 풍향 추적은 또한 방위각 설정으로도 불린다. 따라서, 로터 블레이드 평면, 즉 풍력 발전 설비의 로터 블레이드가 회전하는 평면은 항상 바람 유입에 대해 실질적으로 수직으로 정렬되어, 이를 통해 로터에 대한 대칭 유입 흐름이 보장된다. 대칭 유입 흐름을 통해, 굽힘 모멘트가 감소되고 출력이 최대화된다.
따라서, 로터에 대한 유입 흐름은 풍향과 로터 위치 사이의 관계를 나타낸다. 대칭 유입 흐름의 경우, 로터 평면은 풍향 추적을 통해 풍향에 대해 실질적으로 수직으로 정렬되거나 또는 다르게 말하면, 로터의 회전 축은 대칭 유입 흐름의 경우에 현재 바람의 방향 벡터에 대해 평행하게 정렬된다. 따라서, 대칭 유입 흐름에 대해 평행 유입 흐름이라는 개념도 또한 사용된다. 또한, 대칭 유입 흐름의 경우, 바람은 전방으로부터, 즉 풍력 발전 설비의 나셀을 향하지 않는 로터의 측면으로부터 로터 평면으로 유입된다.
그러나, 풍력 발전 설비의 컴포넌트들을 변화하는 바람 조건에 적응시키는 것이 가능하지 않은 상황이 존재한다. 여기서, 예를 들어 풍력 발전 설비의 비상 모드가 언급되는데, 이러한 비상 모드에서는 풍력 발전 설비가 네트워크로부터 분리되고, 따라서 풍력 발전 설비의 기계적 컴포넌트들을 조정하기 위한 에너지를 네트워크로부터 취출할 수 없게 된다.
따라서, 이러한 상황에서 풍력 발전 설비의 기계적 컴포넌트, 특히 로터가 풍력 발전 설비의 고정 부분에 장착식으로 장착되는 로터 축은, 예를 들어 횡방향 유입 흐름의 경우의 하중에 의한 손상을 방지하도록, 오버사이징되어 설계된다.
따라서, 풍력 발전 설비는 네트워크로부터 에너지가 취출되어 공급될 수 있는 정상 작동을 위해 필요한 것보다 더 안정적으로 형성된다. 그러나, 이러한 추가적인 안정성은 추가적인 제조 비용을 야기하고, 또한 정상 작동 시 풍력 발전 설비의 효율 및 이에 따른 출력을 부분적으로 감소시킨다.
따라서, 비상 모드에서도 또한 로터 블레이드를 사전 정의된 위치로 전환시키도록, 풍력 발전 설비에 에너지 저장 장치를 제공하는 것이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이를 통해, 로터 블레이드의 회전이 가능해질 수 있으므로, 로터에 제동 장치가 제공되지 않는 경우, 비상 모드에서 적어도 로터의 회전 속도가 사전 결정된 회전 속도 상한값 아래로 안정적으로 유지될 수 있다.
따라서, 풍력 발전 설비가 네트워크로부터 분리되자마자 시작되는 비상 모드는 로터 블레이드가 현재 위치에서 사전 정의된 위치로 한 번 전환되는 것을 제공한다. 이러한 한 번의 조정을 위해 대응하는 비상 에너지원이 설계된다. 풍향 추적 또는 방위각 설정에서의 조정, 즉 방위각의 설정은 지금까지는 비상 모드에서 제공되지 않는데, 왜냐하면 비상 에너지 저장 장치에도 마찬가지로 제공되어야 하는, 이를 위해 필요한 에너지가 매우 많고, 따라서 로터 블레이드를 조정하기 위한 비상 에너지 공급의 수 배의 크기의 비상 에너지 공급을 제공하는 것을 필요로 하기 때문이다. 이에 대응하여, 비상 시 경사 유입 흐름의 경우에 손상을 방지하기 위해, 풍력 발전 설비의 오버사이징이 또한 필요하다.
본 발명의 과제는 이전에 종래 기술에 대해 언급된 문제점들 중 하나를 해결하는 것이다. 특히, 비상 모드에서 경사 유입 흐름의 경우를 위해 설계되어야 하는 풍력 발전 설비의 오버사이징을 가능한 한 방지하거나 또는 오버사이징의 크기를 적어도 최소화하기 위해, 풍력 발전 설비에 대한 안정성 요구가 감소되어야 한다.
독일 특허 및 상표청은 본 출원의 우선권 출원에서 다음과 같은 종래 기술, 즉 US 2011/0076142 A1호, WO 2007/132303 A1호, US 2010/0078939 A1호 및 US 2011/0280725 A1호를 조사하였다.
이를 위해, 본 발명은 풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동하기 위한 방법을 포함한다. 따라서, 풍력 발전 설비는 비상 모드에 있으므로, 이에 따라 전력 네트워크로부터 분리된다. 전력 네트워크로부터의 분리는 여기서 반드시 물리적인 분리가 이루어져야 한다는 것을 의미하지는 않지만, 그러나 이러한 경우도 또한 포함한다. 어떤 경우에든, 네트워크로부터의 분리는 풍력 발전 설비의 작동을 위해 네트워크로부터 에너지가 취출될 수 없다는 것을 의미한다. 네트워크는 풍력 발전 설비가 정상 작동할 때, 예를 들어 소비 장치에 공급하기 위해 생성된 에너지를 제공하는 전원 공급 네트워크를 의미한다.
이러한 방법에 따르면, 풍향의 변화가 검출된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 풍력 발전 설비 상에 작용하는 적어도 하나의 힘의 변화가 검출된다. 따라서, 방위각 설정에서의 현재 방위각을 유지하면서, 로터 블레이드 중 적어도 하나가 다른 각도로 조정되며, 여기서 이러한 각도는 검출된 변화에 의존한다.
검출은 여기서 측정을 의미하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 바람직하게는 풍향 변화를 검출하기 위해 우선 풍향이 측정되고 그리고/또는 힘의 변화를 검출하기 위해 우선 힘이 연속적으로 또는 간헐적으로, 바람직하게는 절대적으로 측정된다. 그런 다음 바로, 현재 측정된 풍향 및/또는 힘에 대한 측정값이 이전에 측정된 풍향 또는 힘과 상이할 때, 예를 들어 제어기에서, 이전의 측정들을 고려하여, 이러한 측정의 변화가 검출된다.
풍향의 변화는, 우선 제1 풍향이 존재하고, 이것이 제2 풍향으로 변화된다는 것을 의미한다. 이 경우, 제1 풍향으로부터 제2 풍향으로의 이러한 변화는 풍향의 검출 가능한 변화에 대응한다. 풍력 발전 설비 상에 작용하는 힘의 변화는 바람직하게는 현재의 바람 또는 우세한 바람에 의해 가해지는 힘의 변화와 관련이 있다. 바람, 즉 특히 풍향 또는 바람의 강도가 변화되면, 풍력 발전 설비, 특히 풍력 발전 설비의 컴포넌트들 상에 작용하는 특정 힘이 변화된다. 바람직하게는 사전 정의된 이러한 힘의 변화 중 적어도 하나는 바람에 따라 변화되며, 여기서 이러한 변화가 검출된다.
이를 위해, 예를 들어 타워 및/또는 로터 블레이드에 배치되는 스트레인 게이지와 같은 하나 이상의 센서가 예시적으로 사용된다. 바람직하게는, 이에 대해 3개 또는 4개의 센서가 균일하게 둘레 방향으로 타워에 배치된다. 힘이라 함은, 여기서 일반적으로 직접 작용하는 힘 외에도 또한 모멘트, 특히 굽힘 모멘트 또는 다른 부하를 포함하는 각각의 힘인 것으로도 또한 이해된다.
이러한 방법에 따르면, 풍향 또는 적어도 하나의 힘이 모니터링되고, 측정되거나 또는 검출되고, 풍향 또는 힘이 변화되는 경우, 이러한 변화가 검출되어, 방법의 추가의 단계들이 실행된다. 따라서, 로터 블레이드 중 적어도 하나는 풍향의 변화 또는 힘의 변화 이전에 점유되었던 위치와는 상이한 위치로 설정된다. 즉, 로터 블레이드가 제1 풍향 또는 제1 힘에서 제1 위치를 포함하는 경우, 로터 블레이드는 변화 후에, 즉 제2 풍향 또는 제2 힘에서 제2 위치를 포함하도록 조정된다.
이를 통해, 풍력 발전 설비에 경사 유입 흐름이 이루어지고 비상 모드로 인해 방위각을 조정할 수 없는 경우, 그럼에도 불구하고 바람에 의해 풍력 발전 설비 상에 작용하는 힘이 최소화될 수 있다. 따라서, 경사 유입 흐름 시 풍력 발전 설비에 대한 부하가 감소되고, 이에 따라 풍력 발전 설비는 오버사이징될 필요가 없거나, 또는 최소한 더 작게 오버사이징된다.
제1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 로터 블레이드는 특히 대칭 유입 흐름의 경우에, 방위각이 유지될 때, 즉 현재 방위각에서, 플래그 위치에 대한 각도와는 상이한 각도로 조정된다.
다른 실시예에 따르면, 풍향의 변화 및/또는 힘의 변화가 검출된 후에 로터 블레이드 중 적어도 하나의 조정이 수행되어, 로터 블레이드의 각도는, 적어도 하나의 로터 블레이드 및/또는 로터 및/또는 로터 축 상에, 하나 이상의 다른 각도와 비교하여 최소화되는 힘 및/또는 굽힘 모멘트를 발생시키는 각도로 설정된다. 바람직하게는, 로터 블레이드는 새로운 풍향, 즉 변경 후의 풍향에 대한 플래그 위치로 이동되므로, 이러한 풍향을 통해 흡입 측 및 압력 측에서 발생하는 힘은 실질적으로 상쇄된다.
따라서, 경사 유입 흐름이 발생하는 경우에, 풍력 발전 설비 상에 발생하는 힘이 감소된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 풍향과 제2 풍향 사이의 수평 각도차가 사전 정의된 각도차 임계값을 초과하는 경우, 풍향의 변화가 검출된다. 이에 대응하여, 각도차가 각도차 임계값 이하인 한, 풍향의 변화는 검출되지 않고, 로터 블레이드는 현재 위치를 유지한다. 이를 통해, 각도차가 작을 때, 로터 블레이드 또는 풍력 발전 설비 상에 단지 약간의 경사 유입 흐름에 의해 아직 높은 하중이 가해지지 않음에도 불구하고, 이미 블레이드 조정이 이루어지는 것이 방지된다. 따라서, 로터 블레이드의 불필요한 위치 설정 및 확립이 방지된다. 각도차 임계값은 바람직하게는 1 내지 10도의 범위, 특히 2 내지 5도의 범위에 있고, 시뮬레이션을 통해 사전 결정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 실시예에 따르면, 제1의 검출된 힘과 제2의 검출된 힘 사이의 힘의 차이가 제1의 사전 정의된 힘의 차이의 임계값을 초과하는 경우, 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘의 변화가 검출된다. 마찬가지로, 힘의 차이가 힘의 차이의 임계값 이하인 경우, 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘의 변화는 검출되지 않는다.
다른 실시예에 따르면, 풍속이 결정되고, 사전 정의된 풍속 임계값과 비교된다. 풍속이 사전 정의된 풍속 임계값을 초과할 때, 풍향의 변화 또는 풍력 발전 설비에 대한 힘의 변화가 검출되는 경우에, 방위각이 유지되고 동시에 적어도 하나의 로터 블레이드가 다른 각도로 조정된다. 풍속이 풍속 임계값 이하인 경우, 로터 블레이드는 현재 위치를 유지한다. 풍속의 이러한 결정 및 풍속 임계값과의 비교는 바람직하게는 풍향의 변화를 검출하는 단계 전에 수행된다. 풍속 임계값은 마찬가지로 시뮬레이션을 통해 사전 결정될 수 있다.
여기서, 높은 풍속에 의해 야기되는 특정 힘이 발생하는 때부터, 풍력 발전 설비에 대한 손상이 발생할 수 있다는 것이 고려된다. 풍속이 여기서 풍속 임계값으로 지칭되는 전술한 한계 미만으로 유지되면, 풍력 발전 설비에 대한 위험은 존재하지 않고, 따라서 조정의 필요성도 또한 존재하지 않는다. 따라서, 이전에 설명된 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 로터 블레이드 또는 복수의 로터 블레이드의 불필요한 조정 동작이 방지될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 풍력 발전 설비의 적어도 하나의 부품, 특히 하나 이상의 로터 블레이드, 로터 또는 로터 축 상에 작용하는 적어도 하나의 힘의 변화는, 모니터링된 힘이 사전 정의된 힘 임계값을 초과할 때 검출된다. 힘을 모니터링하기 위해, 예를 들어 스트레인 게이지와 같은 센서가 예시적으로 사용된다. 따라서, 예를 들어 로터 축 또는 하나 이상의 로터 블레이드 상의 굽힘력이 측정되고, 풍력 발전 설비의 적어도 하나의 부품 상에 작용하는 적어도 하나의 힘이 측정으로부터 결정된다. 이 경우, 이러한 힘은 힘 임계값과 비교된다.
결정된 힘이 힘 임계값을 초과하는 경우에만, 변화의 검출 및 방위각 설정에서의 방위각의 유지 및 로터 블레이드 중 적어도 하나의 조정이 수행된다. 힘이 힘 임계값 이하인 경우, 로터 블레이드는 현재 위치를 유지한다. 적어도 하나의 힘의 이러한 결정 및 힘 임계값과의 비교는 풍향의 변화를 검출하는 단계 전에 수행되는 것이 바람직하다. 힘 임계값은 마찬가지로 시뮬레이션을 통해 사전 결정될 수 있다.
따라서, 풍속에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 바람을 통해 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘이 결정될 수 있고, 힘 임계값을 결정함으로써, 이러한 힘이 풍력 발전 설비에 손상을 줄 수 있는 한, 로터 블레이드 중 적어도 하나가 조정될 수 있다. 따라서, 다른 한편으로는 발생하는 특정 힘을 통해 손상의 위험이 존재하지 않는 경우, 로터 블레이드의 조정이 방지될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 로터 블레이드를 조정하기 위한 에너지는 풍력 발전 설비의 비상 전원 공급 장치, 특히 축전지로부터 취출된다.
따라서, 이러한 방법은 비상 모드에서, 즉 풍력 발전 설비가 연결된 네트워크로부터 에너지가 취출될 수 없는 경우에 실행된다. 따라서, 로터 블레이드의 조정을 위해 비상 전원 공급 장치를 제공하고, 모터를 공급함으로써, 네트워크로부터 에너지를 취출할 필요 없이 로터 블레이드의 조정이 수행될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 비상 전원 공급 장치는, 특히 각각의 조정 동작이 각각의 로터 블레이드를 종축을 중심으로 적어도 90도 회전시키는 것을 포함하는 것으로 가정되면, 비상 모드에서 모든 로터 블레이드의 2 회 이상의 조정 동작을 위해 설계되거나 또는 치수가 정해진다. 따라서, 비상 모드 중에 경사 유입 흐름이 여러 번 변화되면, 로터 블레이드를 여러 번 조정하는 것이 가능하다. 예를 들어 풍향의 제1 변화가 검출되고, 이에 대응하여 로터 블레이드가 조정된 후, 풍향이 더 변경되면 로터 블레이드가 새로 설정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 로터 블레이드는 종축을 중심으로 360도 회전될 수 있다. 따라서, 로터의 전방 측으로부터의 대칭 유입 흐름에 대해 풍향이 180도 변화되면, 풍향이 변화된 후에 바람의 방향 벡터는 로터 블레이드 평면의 후방 측을 가리킨다. 이러한 경우, 로터 블레이드가 180도로 조정될 수 있다. 횡방향 유입 흐름의 경우, 로터 블레이드는 이에 대응하여 각각 평행 유입 흐름, 즉 현재의 방위각에서 볼 때 대칭 유입 흐름의 경우, 플래그 위치에 대해 90도 또는 270도로 조정될 수 있다. 풍향에 관계없이, 바람을 통해 가능한 한 적은 힘이 방위각과 독립적으로 로터 블레이드 상에 작용하도록 로터 블레이드가 설정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 로터 블레이드는 개별적으로 조정될 수 있다. 따라서, 바람을 통해 가능한 한 적은 힘이 각각의 로터 블레이드 상에 작용하도록 각각의 로터 블레이드가 설정될 수 있다.
또한, 본 발명은 풍력 발전 설비를 위한 제어기를 포함하며, 이는 전술한 실시예들 중 하나에 따른 방법을 실행하도록 구성된다. 바람직하게는, 이를 위해 제어기는 컴퓨팅 유닛, 및 특히 풍향, 풍속, 풍력 발전 설비의 부품 상에 작용하는 적어도 하나의 힘 및/또는 센서 데이터로서의 추가의 파라미터를 검출하기 위한 하나 이상의 센서를 포함한다. 이 경우, 풍력 발전 설비는 센서 데이터를 제어기로 전송하도록 구성된다.
또한, 제어기는 비상 전원 공급 장치에 의해 풍력 발전 설비를 비상 모드로 작동시키고, 로터 블레이드를 조정하는 데 사용된다. 여기서, 제어기는 액추에이터가 로터 블레이드를 조정하게 하고, 제어기에서 결정된 위치에 대응하여 조정되도록 구성된다. 조정은 풍향의 검출된 변화에 따라 결정된다.
또한, 본 발명은 전술한 실시예들 중 하나에 따른 제어기를 구비하는 풍력 발전 설비에 관한 것이다.
추가의 실시예들은 도면에 보다 상세히 설명된 예시적인 실시예에 기초하여 명백해질 것이다.
도 1은 풍력 발전 설비를 측면도로 도시한다.
도 2는 플래그 위치에 로터 블레이드가 있는 풍력 발전 설비를 평면도로 도시한다.
도 3은 도 2로부터 로터 블레이드의 위치가 변경된 도면을 도시한다.
도 4는 도 2 및 도 3으로부터 로터 블레이드 위치가 다시 변경된 평면도를 도시한다.
도 5는 방법의 예시적인 실시예의 단계들을 도시한다.
도 1은 타워(12) 및 나셀(14)을 구비한 풍력 발전 설비(10)를 도시한다. 나셀(14) 상에는 3개의 로터 블레이드(18)와 스피너(20)를 갖는 공기 역학적 로터(16)가 배치된다. 로터(16)는 작동 시 바람에 의해 회전 운동하고, 이에 의해 나셀(14) 내의 발전기를 구동시킨다.
나셀(14)은 수직 축(22)을 중심으로 화살표 방향(24)으로 조정될 수 있다. 이러한 조정은 또한 방위각 설정 또는 풍향 추적으로도 불리고, 따라서 풍력 발전 설비(10)의 방위각을 설정하는 역할을 한다. 따라서, 방위각 설정은 로터(16)를 우세한 풍향(26)으로 정렬시키는 역할을 한다. 여기에 도시된 방위 또는 방위각은 예를 들어 0도의 방위각으로 정의된다. 여기에 도시된 방위각 및 우세한 풍향(26)은 평행 유입 흐름 또는 대칭 유입 흐름으로 불린다. 이는 바람(26)이 전방 측(30)으로부터 로터 축(28)에 대해 실질적으로 평행하게 로터(16)에 유입할 때의 경우이다.
로터 블레이드(18)는 마찬가지로 종축(32)을 중심으로 회전될 수 있다. 이는 화살표(34)로 표시된다. 이러한 경우, 로터 블레이드(18)는 플래그 위치에 정렬된다. 즉, 풍향(26)으로부터 로터(16)에 유입되는 바람이 로터 축(28) 상에 토크를 발생시키지 않거나, 또는 단지 작은 토크만을 발생시키는 것을 의미한다. 이에 대한 이유는, 로터 블레이드(18)의 위치가 각각의 로터 블레이드(18) 상에 작용하는 힘이 실질적으로 상쇄되거나 또는 0으로 합산되도록 작용하기 때문이다.
이러한 플래그 위치는, 바람직하게는 풍력 발전 설비(10)가 네트워크로 에너지를 공급하지 않거나 또는 풍력 발전 설비(10)가 풍력 발전 설비(10)의 다른 컨트롤 조정을 위해 네트워크로부터 에너지가 취출될 수 없는 비상 모드에 있을 때 점유된다.
도 2는 도 1의 풍력 발전 설비(1)를 평면도로 도시한다. 동일한 참조 번호는 동일한 특징에 대응한다. 또한, 도 2에서 풍력 발전 설비(10)는 바람에 대해 정렬되고, 따라서 평행 유입 흐름이 존재한다. 로터 블레이드(18)는 마찬가지로 플래그 위치로 설정된다. 따라서, 풍력 발전 설비(10)의 부하는 최소화된다.
도 3은 이제 본 발명에 따른 방법에 따라 조정된 로터 블레이드(18)의 제1 예시를 도시한다. 여기서, 풍향(26)은 이제 도 2에 도시된 바와 같은 제1 풍향(26a)으로부터, 도 2의 풍향에 대해 반시계 방향으로 제2 풍향(26b)으로 90도 회전되었다. 따라서, 이제 더 이상 도 2에 도시된 바와 같은 평행 유입 흐름이 아니라, 일반적으로 경사 유입 흐름이, 또는 여기서 특히 횡방향 유입 흐름이 언급된다. 이에 대응하여, 풍력 발전 설비(10)로부터, 제1 풍향(26a)으로부터 제2 풍향(26b)으로의 풍향의 변화가 이루어졌음이 검출된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 풍향 변화는 또한 풍력 발전 설비(10) 상에 작용하는 힘의 변화에 의해 검출될 수 있다. 이를 위해 하중 또는 하중 변화가 예를 들어 스트레인 게이지에 의해 모니터링된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 풍향의 변화에도 불구하고 방위각 설정에서의 방위각은 유지되고, 로터 블레이드(18)는 제2 각도로 또한 언급될 수 있는 다른 각도로 이동된다. 제2 각도는 현재 방위각 정렬에서 평행 유입 흐름을 갖는 플래그 위치에 대한 각도와는 상이하다. 따라서, 로터 블레이드(18)는 이제 바람을 통해 가능한 한 작은 힘이 로터 블레이드(18)에 작용하도록 바람에 대해 위치된다. 도 3에서, 로터 블레이드(18)는 도 2의 위치에 대해 90도 조정되는 것을 알 수 있다.
검출된 변경된 풍향(26) 및/또는 풍력 발전 설비(10) 상의 변경된 힘에 대한 다른 예시가 도 4에 도시되어 있으며, 여기서 풍향(26)은 이제 풍력 발전 설비(10)의 후방 측을 향한다. 또한, 여기서 로터 블레이드(18)는 방위각을 유지하면서 조정되는데, 왜냐하면 풍향 또는 힘의 변화, 즉 현재 방위각 정렬에서의 평행 유입 흐름과는 상이한 풍향이 검출되었기 때문이다. 로터 블레이드(18)는 풍향(26)에서 볼 때 플래그 위치에 있는 방식으로 조정되며, 여기서 이러한 플래그 위치는 도 2에서와 같이 현재 방위각 정렬에서 평행 유입 흐름을 갖는 플래그 위치와는 상이하다.
따라서, 풍향(26)에 따라, 로터 블레이드(18)의 위치, 즉 피치 각도가 변화하는 풍향(26)에 적응된다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 본 방법의 단계들의 예시적인 실시예를 도시한다. 단계(50)에서, 풍향(26) 또는 풍력 발전 설비(10) 상의 힘이 모니터링되고, 단계(52)에서 풍향(26) 또는 힘이 변화되었음이 검출된다. 따라서, 단계(54)에서 풍력 발전 설비(10)의 방위각 설정에서의 방위각이 유지되고, 단계(56)에서 로터 블레이드(18)는 변화된 풍향(26)에 따라 조정된다.

Claims (13)

  1. 풍력 발전 설비(10)를 비상 모드로 작동하기 위한 방법에 있어서,
    a) 풍향(26)의 변화 및/또는 상기 풍력 발전 설비 상에 가해지는 적어도 하나의 힘의 변화를 검출하는 단계(52),
    b) 방위각 설정에서의 방위각을 유지하는 단계(54), 및
    c) 상기 검출된 변화에 따라 로터 블레이드(18)들 중 적어도 하나를 조정하는 단계(56)
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 c)에서, 상기 적어도 하나의 로터 블레이드(18)는 상기 방위각이 유지될 때 상기 로터 블레이드(18)의 플래그 위치에 대한 각도와는 상이한 각도로 조정되는 것인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 로터 블레이드(18)는 단계 c)에서 상기 풍력 발전 설비 상의 상기 힘 또는 다른 힘, 특히 상기 적어도 하나의 로터 블레이드(18) 및/또는 로터(16) 및/또는 로터 축(28) 상에 작용하는 힘 및/또는 굽힘 모멘트가 복수의 각도 또는 다른 모든 각도와 비교하여 최소화되는 각도로 설정되는 것인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 풍향과 제2 풍향(26) 사이의 수평 각도차가 사전 정의된 각도차 임계값을 초과하는 경우, 풍향(26)의 변화가 검출되고, 상기 수평 각도차가 상기 각도차 임계값 이하인 경우, 상기 풍향(26)의 변화는 검출되지 않는 것, 그리고/또는
    제1 힘과 제2 힘 사이의 힘의 차이가 제1의 사전 정의된 힘의 차이의 임계값을 초과하는 경우, 상기 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘의 변화가 검출되고, 상기 힘의 차이가 상기 힘의 차이의 임계값 이하인 경우, 상기 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘의 변화는 검출되지 않는 것인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    풍속(26)이 결정되고, 상기 풍속(26)이 사전 정의된 풍속 임계값을 초과하는 경우에만 상기 단계 c)가 실행되는 것인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 a)에서 상기 적어도 하나의 힘의 변화는, 모니터링된 힘이 사전 정의된 힘 임계값을 초과함으로써 검출되는 것인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 블레이드(18)를 조정하기 위한 에너지는 상기 풍력 발전 설비(10)의 비상 전원 공급 장치, 특히 축전지로부터 취출되는 것인, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비상 전원 공급 장치는, 특히 각각의 조정 동작이 각각의 로터 블레이드(18)를 종축(32)을 중심으로 적어도 90도 회전시키는 것을 포함하는 경우에, 상기 비상 모드에서 모든 로터 블레이드(18)의 2 회 이상의 조정 동작을 위해 설계되는 것인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 블레이드(18)는 그 종축(32)을 중심으로 360도 회전될 수 있는 것인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 블레이드(18)들은 개별적으로 조정되는 것인, 방법.
  11. 풍력 발전 설비(10)용 제어기에 있어서,
    상기 제어기는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성되는 것인, 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 풍향(26)의 변화 및/또는 상기 풍력 발전 설비 상에 가해지는 힘의 변화를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함하는 것인, 제어기.
  13. 제11항 또는 제12항에 따른 제어기를 구비하는, 풍력 발전 설비.
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