Spôsob prevádzkovania veternej elektrárne za podmienok tvorenia námrazy

Číslo patentu: E 18470

Dátum: 24.05.2012

Autor: Jepsen Torsten

Je ešte 17 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

SPÓSOB PREVÁDZKOVANIA VETERNEJ ELEKTRÁRNE ZA PODMIENOK TVORENIA NÁMRAZY0001 Predložená prihláška sa týka spôsobu prevádzkovania vetemej elektráme, ako ajpríslušnej vetemej elektráme a tiež vetemého parku s viacerými vetemými elektrárňamí.0002 Spôsoby prevádzkovania vetemej elektrárne sú všeobecne známe a predložená prihláška vychádza predovšetkým z vetemej elektráme podľa obrázka l, ktorá má gondolu s rotorom a listami rotora na náboji, pričom gondola je na veži uložená otáčavo. Pri prevádzke vetemej elektráme pôsobí vietor na listy rotora a vytvára tým otáčavý pohyb, ktorý v gondole prostredníctvom generátora vyrába elektrickú energiu. Predovšetkým sa vychádza z vetemých elektrární s listami rotora s prestaviteľným uhlom nastavenia listu rotora, takzvaných vetemých0003 Pri miestach inštalácie vetemých elektrární, pri ktorých sa môžu vyskytovať tiež teploty okolo bodu mrazu, existuje nebezpečenstvo, že na vetemej elektrámí, predovšetkým na listoch rotora vznikne námraza. Na listoch rotora vetemých elektrámí môže teda pri určitých poveternostných pomeroch dochádzať k tvorbe ľadu, námrazy alebo nahromadeníam snehu. Predpoklady sú spravidla vysoká vlhkosť vzduchu, prípadne dážď alebo sneženie pri teplotách tesne pod bodom mrazu. Najčastejšie teploty tvorby námrazy ležia pritom v rozsahu od -1 °C do ~ 4 °C. Nad 1 °C apod -7 °C sa zvyčajne námraza nevyskytuje. Pri nižších teplotách jeexistujúca vlhkosť vzduchu vo vzduchu príliš malá.0004 Zatiaľ čo nánosy ľadu anámrazy môžu dosiahnuť hrúbky, zktorých môže pri odhadzovaní pochádzať ohrozenie pre osoby a veci, voľné nánosy snehu, ktoré sa môžu pri snežení ukladať spravidla na bezvýznamných oblastiach listu rotora, ako napríklad prírube, obvykle nepredstavujú žiadne nebezpečenstvo.0005 Problematická pri vetemých elektrárňach je predovšetkým nebezpečenstvo spôsobené vrhaním ľadu, prípadne odhadzovaním ľadu. Pri prevádzke vetemej elektráme s listami rotora pokrytými ľudom môže odstrcďovaním kusov ľadu dochádzať k ohrozeniu bližšieho okolia. Pri stave pokoja vetemej elektráme sa ohrozenie spôsobené uvoľncním kusov snehu a námrazy vetemej elektráme neodlišuje podstatne od ohrozenia spôsobeného inými vysokými stavebnými0006 Spôsob prevádzkovania veternej elektráme pri zohľadnení možnosti námrazy je opísaný vnemeckej zverejnenej patentovej prihláške DE 103 23 785 A 1. Tam sú prevádzkové parametre, ako napriklad výkon vetemej elektráme závislý od hraničnej podmienky, ako rýchlosť vetra, V zásade porovnávané s referenčnými hodnotami, ktoré sa vyskytujú pri príslušnej rýchlosti vetra. Zodchýlok medzi zaznamenaným prevádzkovým parametrom a plánovaným prevádzkovýrn parametrom sa dá usúdiť na námrazu amôžu byť uskutočnené zodpovedajúce bezpečnostné opatrenia, k nim patrí predovšetkým zastavenie vetemej0007 Tento druh postupu sa zakladá na poznatku, že námraza na listoch rotora ovplyvňuje aerodynamiku listov, atým rotora, čím vznikajú odchýlky vsprávaní zariadenia. Tieto súdetegované a vyhodnotené opísaným porovnávaním prevádzkových parametrov.0008 Problematická pritom je, že tento typ detekcie predpokladá pokiaľ možno stacionámu, stabilnú a čo najrovnomemejšiu prevádzku vetemej elektrárne.0009 Pri slabom vetre, ktorý sa predpokladá približne pri rýchlostiach vetra nižších než 3 alebo 4 rri/s, však také ideálne podmienky často neexistujú. Pri silnom vetre, ktorý sa predpokladá väčšinou pri rýchlostiach vetra od 20 m/s alebo 25 m/s, nie je citlivosť takých známych spôsobov často dostačujúca. Zodpovedajúco nie sú eventuálne vyhodnotenia námrazyveľmi spoľahlivé, alebo sú dokonca nemožné.0010 Podobný problém rezultuje, keď vetemá elektráreň prišla do stavu pokoja, lebo v stave pokoja nemôžu byť žiadne prevádzkové parametre účelne porovnávané s vopred stanovenými prevádzkovýrni parametrami. Pritom sa vetemá elektráreň môže do stavu pokoja dostať z celkom rozdielnych dôvodov. K nim patrí zastavenie na základe príliš slabého vetra,zastavenie na základe príliš silného vetra, zastavenie na účely technickej údržby a tiež zastavenie na základe prerušenia napájania zo siete napojenej elektrickej prúdovej siete, ktorú vetemá elektráreň napája a z ktorej vetemá elektráreň odoberá energiu na zachovanie svojho prevádzkového riadenia. A nakoniec prichádza do úvahy tiež zastavenie vetemej elektráme na0011 Zdokumentu AU 2009 339713 Al je okrem toho známy spôsob prevádzkovania vetemej elektráme, pri ktorom je merané množstvo námrazy na lopatkách rotora. Keď množstvo námrazy, ktoré je merané, napríklad, prostredníctvom deformácie lopatiek rotora, prekročí prvú hraničnú hodnotu, prechádza vetemá elektráreň do chodu naprázdno so zreteľnezníženým počtom otáčok. Keď je prekročená druhá hraničná hodnota pre množstvo námrazy,zastaví sa vetemá elektráreň úplne. Zastavenie vetemej elektráme sa uskutočňuje po nástupekonkrétneho javu, a to zaznamenaní námrazy na listoch rotora.0012 Základom predloženého vynálezu je teda úloha, adresovať minimálne jeden z problémov uvedených v predchádzajúcom texte. Predovšetkým má byť Zdokonalená detekcia námrazy, prípadne detekcia ľadu tak, aby detekcia nárnrazy mohla byť uskutočnená tiež mimo doposial bezpečného detekčného rozsahu vetemej elektráme. Prinajmenšom má byť však0013 Podľa vynálezu je teda navrhovaný spôsob prevádzkovania vetemej elektráme podľa0014 Podľa toho je základom vetemá elektráreň s gondolou s elektrickým generátorom na výrobu elektrického prúdu a aerodynamickým rotorom s jedným alebo viacerými listami rotora0015 Taká vetemá elektráreň je prevádzkovaná v zásade známym spôsobom, pričom sa totiž rotor otáča, keď námraza na listoch rotora môže byt bezpečne vylúčená. To je predovšetkým potom ten prípad, keď je teplota okolia vysoká, predovšetkým výrazne vyššia než 2 °C. Ale tiež pri nízkych teplotách okolo bodu mrazu je námraza vylúčená, keď prevádzkové parametre pri prevádzke vetemej elektráme majú zakaždým hodnotu, ktorú je možné očakávať. To predovšetkým znamená, že vrozsahu čiastočného zaťaženia, teda keď kdispozicii nie je dostatok vetra na prevádzkovanie vetemej elektráme s menovitým výkonom, výkon vyrobený vetemou elektrárňou zodpovedá výkonu, ktorý je očakávaný pri prevládajúcej rýchlosti vetra. Vrozsahu plného zaťaženia, keď teda na základe prevládajúceho vetra môže byť vetemá elektráreň prevádzkovaná s menovitým výkonom, to znamená, že pri vetemej elektrámi s regulovaným sklonom listov zodpovedá nastavený uhol nastavenia listu rotora uhlunastavenia listu rotora, ktorý je možné očakávať pri prevládajúcej rýchlosti vetra.0016 Keď naproti tomu je námraza na listoch rotora detegovaná, tak je vetemá elektráreň zastavená. Námraza je detegovaná, napríklad, tým, že pri výskyte teploty okolia, ktorá námrazu umožňuje, totiž predovšetkým pn teplote okolia nižšej než 2 °C, sa vyskytujú odchýlky medzi skutočným a očakávaným výkonom, prípadne odchýlky medzi skutočným a očakávaným uhlom nastavenia listu rotora, ktoré pľípúšťajú usudzovať na námrazu. V rozsahu čiastočnćhozaťaženia je toto zvyčajne potom pripad, keď skutočný výkon leží výrazne pod očakávanýmvýkonom, lebo je potrebné vychádzať z toho, že námraza znižuje efektívnosť veternej elektrárne. Teda pomer elektrického výkonu vyrobeného vetemou elektrárňou k výkonu poskytnutému v prevládajúcom vetre. Iná metóda detegovania nárnrazy je, napriklad,monitorovanie vlastnej frekvencie listov rotora pri prevádzke. Aj to sa opiera o predpoklady,ktoré nie sú vždy dostačujúco k dispozicii. Známe sú ešte ďalšie spôsoby, ktoré môžu rovnako narážať na svoje limity. K nim patrí, aby bol uvedený ďalší príklad, optický spôsob, ktorý je za0017 Keď teda námraza nebola detegovaná, ale je možné ju očakávať, ak sa nedá vylúčiť. je navrhované, aby bola vetemá elektráreň zastavená s časovým oneskorenim. V predchádzajúcom texte bolo opísané, kedy je nárnraza detegovaná. Je možné ju očakávať predovšetkým potom, ked teplota okolia leží pod hraničnou teplotou, predovšetkým pod 2 °C. Ľad by sa sice ešte nemusel pri 2 °C tvoriť, ale aby boli vylúčené riziká spôsobené nedetegovanim alebo nezohľadnením možnej námrazy, je navrhované, aby bola za základ vzatá táto relativne vysoká hodnota 2 °C. Týmto je tiež zohľadnené, že sa môžu vyskytnúť neistoty meraní, že meranie teploty sa neuskutočňuje bezprostredne na potenciálnom mieste námrazy a tiež, že teplota je ovplyvnená podmienkami prúdenia, Altematívne môže byť stanovená aj ináhodnota, predovšetkým hraničná hodnota 1 °C alebo 3 °C alebo 4 °C.0018 Podľa vynálezu bolo zistené, že zastavenie vetemej elektráme v prípade nedetegovanej námrazy, ktorú je ale možné očakávať alebo ktorú nie je možné vylúčiť, zvyšuje bezpečnosť pre osoby aveci v oblasti vetemej elektrárne, pričom rezultujúce straty výnosov vznikajú pomeme malé, merané na celoročnom výkone vetemej elektráme. Toto je spôsobené predovšetkým tým, že také zastavenie sa uskutočňuje pri veľmi vysokých rýchlostiach vetra,ktoré sa však vyskytujú zriedka, alebo pri veľmi malých rýchlostiach vetra, pri ktorých tak či tak môže byť poskytnutý malý výnos.0019 Podľa vynálezu bolo okrem toho tiež zistené, že len pri silnejšieh hrúbkach ľadu dochádza k odstreďovaniu jednotlivých kúskov ľadu, a preto zastavenie, pripadne zabránenie opakovanému štartu vetemej elektráme sa nemusi uskutočniť okamžite askôr sa môže uskutočniť sčasovým oneskorenim. Týmto sú eventuálne straty výnosov zmenšené, niekedy0020 Pritom zastavenie vetemej elektrárne azabránenie opakovanému štartu môžu byťvykonané za rovnakých predpokladov. Časovo oneskorené zabránenie opakovanému štartu

MPK / Značky

MPK: F03D 7/02, F03D 11/00

Značky: elektrárne, námrazy, prevádzkovania, spôsob, veternej, podmienok, tvorenia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/25-e18470-sposob-prevadzkovania-veternej-elektrarne-za-podmienok-tvorenia-namrazy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prevádzkovania veternej elektrárne za podmienok tvorenia námrazy</a>

Podobne patenty