DE102004060449A1 - Rotor blade for wind power station has rotor blade nose, deposition sensor device arranged in area of rotor blade nose with transmitter for wireless transmission of signals via transmission link and receiver for receiving signals - Google Patents

Rotor blade for wind power station has rotor blade nose, deposition sensor device arranged in area of rotor blade nose with transmitter for wireless transmission of signals via transmission link and receiver for receiving signals Download PDF

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Abstract

Rotor blade (30) has rotor blade nose (31), deposition sensor device (1) arranged in the area of a rotor blade nose with a transmitter for wireless transmission of signals via a transmission link and receiver for receiving signals that are transmitted in a wireless manner via transmission link. Surface depositions can be detected in area of transmission link based on signals transmitted via transmission link. An independent claim is also included for the wind power station.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage sowie eine Windenergieanlage mit einem entsprechenden Rotorblatt.The The present invention relates to a rotor blade for a wind turbine as well a wind turbine with a corresponding rotor blade.

Bei Windenergieanlagen ist es insbesondere in der kalten Jahreszeit wünschenswert, eine Vereisung an den Rotorblättern festzustellen, um geeignete Maßnahmen zur Enteisung vorzunehmen. Eine Vereisung der Rotorblätter ist nicht erwünscht, da sich durch die Vereisung das Gewicht der Rotorblätter erhöht. Ferner können sich von dem Rotorblatt lösende Eisbrocken während des Betriebes einer Windenergieanlage zu gefährlichen Geschossen werden und Personen- oder Sachschäden verursachen. Des Weiteren können sich von dem Rotorblatt lösende Eisbrocken zu einer Unwucht der Rotorblätter führen, was schließlich dazu führen kann, dass die Anlage abgeschaltet werden muss. Ein Abschalten der Anlage ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht.at Wind turbines are especially in the cold season desirable, an icing on the rotor blades determine appropriate action to de-ice. An icing of the rotor blades is not wanted, because the icing increases the weight of the rotor blades. Further can to be detached from the rotor blade Ice chunks during the operation of a wind turbine to dangerous floors and personal injury or property damage cause. Furthermore you can to be detached from the rotor blade Ice chunks lead to an imbalance of the rotor blades, which eventually to lead may mean that the system must be switched off. A shutdown of However, plant is undesirable for economic reasons.

Um dies zu verhindern, weisen viele Windenergieanlagen eine Heizvorrichtung für die Rotorblätter auf, um einen Eisansatz zu verhindern. Ferner können die Windenergieanlagen auch bei einem entsprechenden Eisansatz abgeschaltet werden. Hierbei muss jedoch ein Eisansatz sicher erkannt werden.Around To prevent this, many wind turbines have a heater for the rotor blades on to prevent ice formation. Furthermore, the wind turbines can be turned off even with a corresponding ice batch. in this connection However, an ice formation must be reliably detected.

Bei bekannten Sensorsystemen zur Erfassung eines Eisansatzes an einem Rotorblatt einer Windenergieanlage sind die entsprechenden Sensoren an der Gondel der Anlage installiert. Somit kann jedoch keine direkte Vergleichbarkeit der Strömungs- und Vereisungsbedingungen erreicht werden, da an dem Rotorblatt andere Strömungsbedingungen herrschen.at known sensor systems for detecting an ice accumulation on a Rotor blade of a wind turbine are the corresponding sensors installed at the nacelle of the plant. Thus, however, no direct Comparability of the flow and Icing conditions can be achieved, as on the rotor blade other flow conditions to rule.

Aus der DE 202 06 704 ist ein Eissensor für eine Windenergieanlage bekannt. Der Eissensor wird in der Nähe der Rotorblattspitzen angeordnet. Die ermittelten Daten werden unter Berücksichtigung der meteorologischen Rahmenbedingungen verarbeitet, um entsprechende Maßnahmen ergreifen zu können.From the DE 202 06 704 is an ice sensor for a wind turbine known. The ice sensor is placed near the rotor blade tips. The determined data are processed taking into account the meteorological conditions in order to be able to take appropriate measures.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage vorzusehen, welches sicher Ablagerungen wie Schmutz oder einen Eisansatz erkennen kann.It is therefore an object of the present invention, a rotor blade for a wind turbine provide, which is safe deposits such as dirt or ice accumulation can recognize.

Diese Aufgabe wird durch ein Rotorblatt gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 11 gelöst.These Task is achieved by a rotor blade according to claim 1 and by a Wind energy plant according to claim 11 solved.

Somit wird ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage mit einer Rotorblattnase vorgesehen. Im Bereich der Rotorblattnase wird eine Ablagerungs-Sensorvorrichtung angeordnet. Diese Ablagerungs-Sensorvorrichtung weist einen Sender zum drahtlosen Senden von Signalen über eine Übertragungsstrecke und einen Empfänger zum Empfangen der drahtlos über die Übertragungsstrecke übermittelten Signale auf. Anhand der über die Übertragungsstrecke übermittelten Signale können Ablagerungen auf der Oberfläche im Bereich der Übertragungsstrecke erfasst werden.Consequently becomes a rotor blade for a wind turbine provided with a rotor blade nose. In the area The rotor blade nose is arranged a deposit sensor device. These Deposition sensor device has a transmitter for wireless Sending signals via a transmission path and a receiver to receive the wireless over transmitted the transmission path Signals on. On the basis of over transmitted the transmission path Signals can Deposits on the surface in the area of the transmission line be recorded.

Somit wird ein Rotorblatt mit einer Ablagerungs-Sensorvorrichtung vorgesehen, welches in der Lage ist, Ablagerungen auf der Oberfläche des Rotorblattes schnell und sicher zu erfassen.Consequently a rotor blade is provided with a deposit sensor device, which is able to deposit on the surface of the Rotor blade to capture quickly and safely.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Rotorblatt eine Vergleichseinrichtung auf, welche dazu dient, die von dem Sender gesendeten und von dem Empfänger empfangenen Signale zu vergleichen, um Änderungen festzustellen. Durch das Feststellen der Veränderungen der übertragenen Signale kann unmittelbar festgestellt werden, inwieweit sich das Übertragungsverhalten der Übertragungsstrecke verändert, so dass unmittelbar Ablagerungen erfasst werden können.According to one Aspect of the present invention, the rotor blade has a comparison device which serves the purpose of transmitting from the transmitter and from the transmitter receiver to compare received signals to detect changes. By the detection of changes the transmitted Signals can be immediately determined to what extent the transmission behavior the transmission line changed so that deposits can be recorded immediately.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Vergleichseinrichtung einen Speicher zum Speichern der erfassten Veränderungen der empfangenen Signale auf, so dass eine Datenbank erstellt wird. Anhand der Datenbank können Rückschlüsse auf die Häufigkeit und die Bedingungen beim Auftreten von Ablagerungen ermittelt werden.According to one Another aspect of the present invention comprises the comparison device a memory for storing the detected changes of the received signals on, so that a database is created. Based on the database can Conclusions on the frequency and the conditions at the occurrence of deposits are determined.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Ablagerungs-Sensorvorrichtung eine optische Sensorvorrichtung dar. Die Erfassung von Ablagerungen erfolgt somit basierend auf optischen Signalen, so dass es nicht zu einer Wechselwirkung mit den elektronischen und elektrischen Komponenten der Windenergieanlage kommt.According to one preferred aspect of the present invention provides the deposit sensor device an optical sensor device. The detection of deposits is thus based on optical signals, so it does not to interact with the electronic and electrical Components of the wind turbine comes.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Sender eine Auskopplungslinse und der Empfänger eine Einkopplungslinse auf. Somit kann die Effektivität der Übertragung der optischen Signale verbessert werden.According to one Another aspect of the present invention, the transmitter has a Disengaging lens and the receiver a coupling lens on. Thus, the effectiveness of the transmission of the optical signals are improved.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind sowohl der Sender als auch der Empfänger jeweils über Lichtwellenleiter mit der Vergleichseinrichtung verbunden. Somit können elektrische Leitungen in dem Rotorblatt vermieden werden, um somit den Blitzschutz weiter zu verbessern.According to one Another preferred aspect of the present invention is both the transmitter as well as the receiver each over Optical waveguide connected to the comparison device. Consequently can electrical lines are avoided in the rotor blade so as to to further improve lightning protection.

Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further Aspects of the present invention are the subject of the subclaims.

Nachfolgend werden die Erfindung sowie deren Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.following The invention and its embodiments with reference closer to the drawings explained.

1 zeigt eine Vorderansicht einer Windenergieanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 1 shows a front view of a wind turbine according to the first embodiment,

2 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Rotorblattes der Windenergieanlage von 1, 2 shows a sectional view of a portion of a rotor blade of the wind turbine of 1 .

3 zeigt eine Draufsicht eines Abschnittes eines Rotorblattes von der Windenergieanlage von 1, und 3 shows a plan view of a portion of a rotor blade of the wind turbine of 1 , and

4 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Rotorblattes einer Windenergieanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 4 shows a plan view of a portion of a rotor blade of a wind turbine according to a second embodiment.

1 zeigt eine Vorderansicht einer Windenergieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Windenergieanlage weist dabei einen Turm 10, eine Gondel 20 sowie drei Rotorblätter 30 auf. An jedem der Rotorblätter ist ein Ablagerungssensor 1 angeordnet. Vorzugsweise ist der Ablagerungssensor 1 an der Rotorblattnase angeordnet. Die Ablagerungssensoren 1 sind jeweils über Lichtwellenleiter 2 mit einer Vergleichseinrichtung 3 verbunden. 1 shows a front view of a wind turbine according to a first embodiment. The wind turbine has a tower 10 a gondola 20 as well as three rotor blades 30 on. At each of the rotor blades is a deposit sensor 1 arranged. Preferably, the deposit sensor 1 arranged on the rotor blade nose. The deposit sensors 1 are each via optical fibers 2 with a comparison device 3 connected.

2 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnittes eines Rotorblattes 30 der Windenergieanlage von 1. Hierbei ist insbesondere der Abschnitt des Rotorblattes im Bereich des Ablagerungssensors 1 gezeigt. Der Ablagerungssensor ist im Bereich der Rotorblattnase 31 des Rotorblattes 30 angebracht. Der Ablagerungssensor 1 besteht im Wesentlichen aus einem optischen Sender 11 und einem optischen Empfänger 12. Der optische Sender 11 ist mit einer Auskopplungslinse 11a und der optische Empfänger 12 ist mit einer Einkopplungslinse 12a versehen. Der optische Sender 11 und der optische Empfänger 12 sind jeweils über Lichtwellenleiter 11b, 12b, 2 mit der Vergleichseinrichtung 3 verbunden. Zwischen der Auskopplungslinse 11a und der Einkopplungslinse 12a ist eine optische Übertragungsstrecke 13 vorgesehen. Diese optische Übertragungsstrecke verläuft im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Rotorblattnase 31. 2 shows a sectional view of a portion of a rotor blade 30 the wind turbine of 1 , In this case, in particular, the portion of the rotor blade in the region of the deposit sensor 1 shown. The deposit sensor is in the area of the rotor blade nose 31 of the rotor blade 30 appropriate. The deposit sensor 1 consists essentially of an optical transmitter 11 and an optical receiver 12 , The optical transmitter 11 is with a decoupling lens 11a and the optical receiver 12 is with a coupling lens 12a Mistake. The optical transmitter 11 and the optical receiver 12 are each via optical fibers 11b . 12b . 2 with the comparison device 3 connected. Between the coupling-out lens 11a and the coupling lens 12a is an optical transmission link 13 intended. This optical transmission path runs essentially parallel to the surface of the rotor blade nose 31 ,

Somit wird der Ablagerungssensor 1 direkt an dem Rotorblatt der Windenergieanlage angebracht, so dass die entsprechenden Ablagerungen wie zum Beispiel die Verschmutzung und Vereisung direkt am Rotorblatt ermittelt werden können. Vorzugsweise werden die Ablagerungssensoren im äußeren Drittel des Rotorblattes (siehe 1) angeordnet, da hier eine höhere Sicherheit der Erkennung von Ablagerungen wie beispielsweise Verschmutzungen und Vereisungen besteht. Zusätzlich dazu können weitere Ablagerungssensoren 1 an weiteren Stellen an dem Rotorblatt angeordnet werden, so dass ein mehrfach redundantes System erhalten werden kann.Thus, the deposit sensor becomes 1 mounted directly on the rotor blade of the wind turbine, so that the corresponding deposits such as pollution and icing can be determined directly on the rotor blade. Preferably, the deposition sensors in the outer third of the rotor blade (see 1 ), since there is a higher security of the detection of deposits such as dirt and icing. In addition to this, there may be other deposit sensors 1 be arranged at other locations on the rotor blade, so that a multi-redundant system can be obtained.

Da elektrische Leitungen in einem Rotorblatt einer Windenergieanlage nicht wünschenswert hinsichtlich des Blitzschutzes sind, wird das erfindungsgemäße Sensorsystem im Wesentlichen in zwei Teile, nämlich den tatsächlichen Sensor und die Auswerteeinheit, eingeteilt. Vorzugsweise wird dabei die Vergleichseinheit in der Blattwurzel des Rotorblattes oder an einem drehenden Teil des Maschinenhauses angeordnet. Der optische Sensor und Empfänger wird hingegen am Rotorblatt selbst angeordnet. Die Übertragung des Lichtsignals von der Vergleichseinrichtung zu dem optischen Empfänger erfolgt vorzugsweise über Lichtwellenleiter, so dass weitere elektrische Leitungen in dem Rotorblatt vermieden werden können. Alternativ dazu kann die Vergleichseinrichtung auch direkt in oder an dem Ablagerungssensor 1 angeordnet werden, soweit ein geeigneter Blitzschutz vorgesehen wird.Since electrical lines in a rotor blade of a wind turbine are not desirable with regard to lightning protection, the sensor system according to the invention is essentially divided into two parts, namely the actual sensor and the evaluation unit. Preferably, the comparison unit is arranged in the blade root of the rotor blade or on a rotating part of the machine house. The optical sensor and receiver, however, is arranged on the rotor blade itself. The transmission of the light signal from the comparison device to the optical receiver preferably takes place via optical waveguides, so that further electrical lines in the rotor blade can be avoided. Alternatively, the comparison device can also directly in or on the deposit sensor 1 be arranged, as far as a suitable lightning protection is provided.

Vorzugsweise werden die Verbindungen zwischen dem optischen Sender 11 und dem optischen Empfänger 12 und den jeweiligen Lichtwellenleitern 11b, 12b, 2 mittels Steckkontakten oder mittels einer Verschraubung gewährleistet. Somit kann der Ablagerungssensor 1 auf eine einfache Art und Weise ausgetauscht werden, ohne dass dabei das gesamte Rotorblatt ausgetauscht werden muss.Preferably, the connections between the optical transmitter 11 and the optical receiver 12 and the respective optical waveguides 11b . 12b . 2 ensured by means of plug contacts or by means of a screw. Thus, the deposit sensor 1 be replaced in a simple manner, without the entire rotor blade must be replaced.

Wie in 2 gezeigt, weist der Ablagerungssensor 1 vorzugsweise eine Auskoppellinse 11a und eine Einkoppellinse 12a auf, um eine geringe Dämpfung des Lichtstrahls zwischen dem optischen Sender 11 und dem optischen Empfänger 12 zu ermöglichen. Sobald sich Ablagerungen in der optischen Übertragungsstrecke 13 absetzen, wird das Übertragungsverhalten dieser Übertragungsstrecke 13 verändert, was durch die Vergleichseinrichtung 3 erfasst werden kann.As in 2 shown has the deposit sensor 1 preferably a coupling-out lens 11a and a coupling lens 12a on to a slight attenuation of the light beam between the optical transmitter 11 and the optical receiver 12 to enable. As soon as deposits in the optical transmission path 13 settle, the transmission behavior of this transmission path 13 changed what by the comparison device 3 can be detected.

3 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Rotorblattes von 1 im Bereich des Ablagerungssensors 1. Hierbei ist der Ablagerungssensor 1 fest mit der Rotorblattnase 31 des Rotorblattes 30 verbunden. Dies kann durch Verschrauben oder Verkleben erfolgen. Hierbei ist die optische Übertragungsstrecke 13 im Wesentlichen parallel zur Rotorblattnase in Rotorblattlängsrichtung ausgerichtet. Vorzugsweise sollte die Position des optischen Senders 11 und des optischen Empfängers 12 im Bereich des Profilstaupunktes angeordnet sein, da dies die wahrscheinlichste Stelle für eine beginnende Ablagerung darstellt. Die in 3 gezeigte äußere Formgebung des Ablagerungssensors 1 gewährleistet eine verlustarme Umströmung des Ablagerungssensors 1. Ferner trägt sie im Bereich des Luftspaltes, d. h. der optischen Übertragungsstrecke 13, durch die kanalisierende Wirkung auf die Umströmung der Rotorblattnase dazu bei, Verschmutzungen an dem optischen Sender und Empfänger zu vermeiden. Aufgrund der besonderen Formgebung des Ablagerungssensors sind die Richtungsvektoren der Strömung nie direkt in Richtung des optischen Senders 11 und des optischen Empfängers 12 bzw. deren Ein- oder Austrittsstellen gerichtet. 3 shows a plan view of a portion of the rotor blade of 1 in the area of the deposit sensor 1 , Here is the deposit sensor 1 firmly with the rotor blade nose 31 of the rotor blade 30 connected. This can be done by screwing or gluing. Here is the optical transmission path 13 aligned substantially parallel to the rotor blade nose in the rotor blade longitudinal direction. Preferably, the position of the optical transmitter should 11 and the optical receiver 12 be arranged in the range of Profilstaupunktes, as this represents the most likely location for a starting deposit. In the 3 shown outer shape of the deposit sensor 1 ensures a low-loss flow around the deposit sensor 1 , It also carries in the region of the air gap, ie the optical transmission path 13 , by the channeling effect on the flow around the rotor blade nose to avoid contamination on the optical transmitter and receiver. Due to the special shape of the deposit sensor, the directional vectors of the flow are never directly in the direction of the optical transmitter 11 and the optical receiver 12 or their entry or exit points directed.

Vielmehr sind die Richtungsvektoren der Strömung im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnet. Die durch die optische Übertragungsstrecke 13 entstehende Einkerbung des Ablagerungssensors 1 in der Nasenkontur sollte vorzugsweise breit genug sein, um die Entstehungsmechanismen bei der Entstehung beispielsweise von Eis nicht merklich zu verändern und schmal genug, um eine möglichst geringe Dämpfung oder Beeinflussung des Lichtstrahles in der optischen Übertragungsstrecke 13 durch Verschmutzung oder Verformung des Blattes zu gewährleisten.Rather, the directional vectors of the flow are arranged substantially perpendicular thereto. The through the optical transmission path 13 resulting notch of the deposit sensor 1 in the nose contour should preferably be wide enough not to change the formation mechanisms in the formation of, for example, ice appreciably and narrow enough to minimize the attenuation or interference of the light beam in the optical transmission path 13 to ensure contamination or deformation of the sheet.

Um den Einfluss von dem einfallenden Sonnenlicht auf den optischen Empfänger 12 zu verringern, wird der über die Übertragungsstrecke 13 übermittelte Lichtstrahl vorzugsweise gepulst. Durch eine weitere Miniaturisierung des Ablagerungssensors 1 kann bei einer entsprechenden Anordnung eine rastergesteuerte Eisdickenmessung realisiert werden.To the influence of the incident sunlight on the optical receiver 12 to decrease, the over the transmission line 13 transmitted light beam preferably pulsed. By further miniaturization of the deposit sensor 1 can be realized with a corresponding arrangement, a grid-controlled ice thickness measurement.

3 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Rotorblattnase eines Rotorblattes für eine Windenergieanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei beruht der Ablagerungssensor 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf dem gleichen Funktionsprinzip wie der Ablagerungssensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, d. h. es wird ein optischer Sender 16, ein optischer Empfänger 17 sowie eine optische Übertragungsstrecke 18 zwischen dem Sender 16 und dem Empfänger 17 vorgesehen. Während gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Abstandssensor im Wesentlichen an die Kontur der Rotorblattnase angepasst ist, ist der Ablagerungssensor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durch nadelförmige bzw. einförmige aus der Profilnase bzw. der Rotorblattnase austretende Lichtwellenleiter implementiert. 3 shows a plan view of a portion of a rotor blade nose of a rotor blade for a wind turbine according to a second embodiment. Here, the deposit sensor is based 1 according to the second embodiment on the same principle of operation as the deposit sensor 1 according to the first embodiment, ie it becomes an optical transmitter 16 , an optical receiver 17 and an optical transmission path 18 between the transmitter 16 and the receiver 17 intended. While according to the first embodiment, the distance sensor is substantially adapted to the contour of the rotor blade nose, the deposition sensor according to the second embodiment is implemented by acicular or uniform emerging from the profile nose or the rotor blade nose optical waveguide.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Ablagerungssensor 1 durch zwei aus der Oberfläche des Rotorblattes hinausragende einförmige Lichtwellenleiter 14, 15 mit einem seitlichen Strahlaustritt realisiert. Durch die Umlenkung des Lichtstrahles um 90° mittels entsprechender Linsen bzw. Prismen lassen sich Lichtwellenleiter im Inneren des Rotorblattes bis an die Unterseite der Linsen 14, 15 führen. Der Lichtstrahl wird dann an die Linse angekoppelt und von der Linse bzw. dem Prisma um 90° umgelenkt, so dass sich der Lichtstrahl im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Rotorblattes über die optische Übertragungsstrecke 18 von dem optischen Sender 16 zum optischen Empfänger 17 erstrecken kann. Der optische Empfänger 17 weist ebenfalls eine Linse bzw. ein Prisma auf, um den Lichtstrahl um 90° umzulenken und in den rückführenden Lichtwellenleiter einzukoppeln.According to the second embodiment, the deposit sensor becomes 1 by two out of the surface of the rotor blade protruding uniform optical waveguide 14 . 15 realized with a lateral beam exit. By deflecting the light beam by 90 ° by means of appropriate lenses or prisms, optical fibers can be inside the rotor blade up to the bottom of the lenses 14 . 15 to lead. The light beam is then coupled to the lens and deflected by the lens or the prism by 90 °, so that the light beam substantially parallel to the surface of the rotor blade over the optical transmission path 18 from the optical transmitter 16 to the optical receiver 17 can extend. The optical receiver 17 also has a lens or prism to redirect the light beam 90 ° and couple it into the recirculating fiber optic cable.

Im Wesentlichen entspricht der prinzipielle Aufbau des Ablagerungssensors 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau jedoch wesentlich einfacher ausgestaltet. Ferner ist eine Veränderung des Rotorblattes an seiner Nasenkontur nur noch in einem sehr geringen Umfang notwendig. Vorzugsweise werden der optische Sender 16 und der optische Empfänger 17 mit den entsprechenden Linsen zur 90°-Umlenkung verschraubbar oder versteckbar ausgestaltet, so dass sie ohne Weiteres bei Bedarf ausgetauscht werden können.In essence, the basic structure of the deposit sensor corresponds 1 according to the second embodiment according to the first embodiment. However, according to the second embodiment, the structure is much simpler. Furthermore, a change of the rotor blade on its nose contour is only necessary to a very small extent. Preferably, the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 screwed with the corresponding lenses for 90 ° deflection or hiding designed so that they can be easily replaced if necessary.

Vorzugsweise sind der optische Sender 16 und der optische Empfänger 17 nicht genau im vordersten Punkt der Blattnase angeordnet, sondern geringfügig dazu versetzt. Mit anderen Worten: der Ablagerungssensor 1 ist nicht im vordersten Bereich der Blattnase, d. h. der Nasenlinie, angeordnet. Der Ablagerungssensor 1 kann somit im Bereich der Blattnase angeordnet sein.Preferably, the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 not exactly in the foremost point of the leaf nose arranged, but slightly offset. In other words: the deposit sensor 1 is not in the foremost area of the leaf nose, ie the nose line, arranged. The deposit sensor 1 can thus be arranged in the area of the leaf nose.

Vorzugsweise sollte der Ablagerungssensor gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel im Bereich der Rotorblattnase im Bereich des Staupunktes angeordnet sein. Der Staupunkt stellt dabei den Punkt dar, an dem die Luftströmung auf das Blatt auftritt und sich dann in eine erste Strömung entlang der Saugseite und eine zweite Strömung entlang der Druckseite aufteilt. Im Bereich dieses Staupunktes wird ein Eisansatz beginnen und sich dann nach einem Zufallsmuster weiter aufbauen. Eine präzise Vorhersage über die Position des Staupunktes kann nicht getroffen werden, da dieser auch abhängig von dem Anstellwinkel des Rotorblattes ist.Preferably should the deposit sensor according to the first or second embodiment arranged in the region of the rotor blade nose in the region of the stagnation point be. The stagnation point represents the point at which the air flow on the Leaf occurs and then into a first flow along the suction side and a second flow along the pressure side divides. In the area of this stagnation point is Start an ice-break and then continue according to a random pattern build up. A precise Prediction about the position of the stagnation point can not be hit because of this also dependent from the angle of attack of the rotor blade.

Die Höhe des optischen Senders 16 und des optischen Empfängers 17 bzw. deren Linsen kann über der Rotorblattoberfläche einstellbar ausgestaltet werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der optische Sender 16 und der optische Empfänger 17 mehr oder weniger weit aus der Rotorblattoberfläche herausragt. Der Abstand zwischen dem optischen Sender 16 und dem optischen Empfänger 17 kann zwischen 10 bis 100 mm, vorzugsweise 20 bis 50 mm, betragen, da hier eine deutlich dünnere Eisschicht unbeachtet bleiben kann, während eine dickere Eisschicht zu erheblichen Problemen führen kann. Der Abstand zwischen dem Lichtstrahl zwischen dem optischen Sender 16 und dem optischen Empfänger 17 beträgt zwischen 2 bis 10 mm und vorzugsweise 5 bis 6 mm. Der Abstand zwischen der Oberfläche des Rotorblattes und dem Lichtstrahl zwischen dem optischen Sender und Empfänger bestimmt die detektierbare Eisdicke. Eine Eisdicke unter 2 mm kann dabei unbeachtet bleiben.The height of the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 or their lenses can be made adjustable over the rotor blade surface. This can be achieved by using the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 more or less protruding from the rotor blade surface. The distance between the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 may be between 10 to 100 mm, preferably 20 to 50 mm, since a much thinner layer of ice can be ignored here, while a thicker layer of ice can lead to considerable problems. The distance between the light beam between the optical transmitter 16 and the optical receiver 17 is between 2 to 10 mm and preferably 5 to 6 mm. The distance between the surface of the rotor blade and the light beam between the optical transmitter and receiver determines the detectable ice thickness. An ice thickness of less than 2 mm can be ignored.

Um ein vereinfachtes Austauschen der Linse zu ermöglichen, können Buchsen in dem Rotorblatt vorgesehen werden, in welche eine Linse, d. h. ein optischer Sender oder ein optischer Empfänger, eingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist zwischen der Buchse und den optischen Sendern und optischen Empfängern eine formschlüssige Verbindung wie beispielsweise ein Bajonettverschluss vorgesehen. Alternativ bzw. zusätzlich dazu können die Buchsen und der optische Sender und der optische Empfänger miteinander verschraubt werden. Dies ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, als dass die optischen Empfänger und optischen Sender stabiler gegen einen Eisansatz geschützt sind und nicht während eines Abtauvorganges vom Blatt herausgerissen werden und mit dem Eis nach unten stürzen.Around To facilitate a simplified replacement of the lens, sockets can be provided in the rotor blade into which a lens, i. H. an optical transmitter or a optical receiver, can be used. Preferably, between the socket and the optical transmitters and optical receivers a positive connection such as a bayonet lock provided. alternative or additionally can do this the jacks and the optical transmitter and the optical receiver with each other be screwed. This is particularly advantageous in that than that the optical receiver and optical transmitters are more stably protected against ice accumulation and not while a defrosting process are torn from the sheet and with the Tumble ice down.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel basierend auf dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann die Vergleichseinrichtung 3 einen Speicher aufweisen, in dem charakteristische Ablagerungen gespeichert werden, so dass diese bei Betrieb mit den tatsächlich erfassten Werten verglichen werden können. Somit kann beispielsweise unterschieden werden, ob es sich bei den Ablagerungen lediglich um eine Verschmutzung durch Vogeldreck oder Staub handelt oder ob es sich um eine ansetzende Eisbildung handelt. Zusätzlich dazu kann die Vergleichseinrichtung 3 weitere Daten aus der Umgebung der Windenergieanlage verarbeiten. Diese Daten können beispielsweise Temperaturdaten darstellen, so dass beispielsweise der Ablagerungssensor 1 ab einer Temperatur von 3°C abgeschaltet werden kann, da ab derartigen Temperaturen nicht mit einem Eisansatz zu rechnen ist.According to a further embodiment based on the first or second embodiment, the comparison device 3 have a memory in which characteristic deposits are stored, so that they can be compared in operation with the actually detected values. Thus, for example, a distinction can be made as to whether the deposits are merely contamination by bird droppings or dust or whether they involve ice formation. In addition, the comparator 3 process further data from the environment of the wind energy plant. This data can represent, for example, temperature data, so that, for example, the deposit sensor 1 can be switched off from a temperature of 3 ° C, since from such temperatures is not to be expected with an ice accumulation.

Ferner kann die Vergleichseinrichtung einen Datenbankspeicher aufweisen, in welchem die erfassten Veränderungen gespeichert und ggf. ausgewertet werden können, um beispielsweise ein Vereisungsmuster feststellen zu können, um ggf. eine entsprechende Früherkennung zu ermöglichen.Further the comparison device can have a database memory, in which the detected changes stored and possibly evaluated, for example, a Icing pattern to determine, if necessary, a corresponding early detection to enable.

Die Vergleichseinrichtung kann auch außerhalb des Rotorblattes, beispielsweise im Bereich der Nabe, angeordnet sein, was den Vorteil hat, dass keine elektrischen Leitungen in dem Rotorblatt verlegt werden müssen. In einem derartigen Fall weist das Rotorblatt im Übergangsbereich zur Nabe eine(n) entsprechende Verbindung bzw. Anschluss auf, um den Ablagerungssensor mit der Vergleichseinrichtung zu koppeln. Somit kann erreicht werden, dass lediglich Lichtwellenleiter in dem Rotorblatt verlegt werden müssen, was sich insbesondere hinsichtlich des Blitzschutzes als vorteilhaft erweist.The Comparator can also outside the rotor blade, for example in the area of the hub, be arranged, which has the advantage that no electrical cables must be laid in the rotor blade. In In such a case, the rotor blade in the transition region to the hub one (n) corresponding Connection or connection on to the deposit sensor with the Coupling comparator. Thus it can be achieved that only Fiber optic cables must be laid in the rotor blade, which especially advantageous in terms of lightning protection proves.

Claims (11)

Rotorblatt (30) für eine Windenergieanlage, mit einer Rotorblattnase (31), einer im Bereich der Rotorblattnase (31) angeordneten Ablagerungs-Sensorvorrichtung (1, 11, 12, 13) mit einem Sender (11) zum drahtlosen Senden von Signalen über eine Übertragungsstrecke (13) und einem Empfänger (12) zum Empfangen der drahtlos über die Übertragungsstrecke (13) übermittelten Signale, wobei anhand der über die Übertragungsstrecke (13) übermittelten Signale Ablagerungen auf der Oberfläche des Rotorblattes (30) im Bereich der Übertragungsstrecke (13) erfasst werden.Rotor blade ( 30 ) for a wind energy plant, with a rotor blade nose ( 31 ), one in the area of the rotor blade nose ( 31 ) arranged deposition sensor device ( 1 . 11 . 12 . 13 ) with a transmitter ( 11 ) for wireless transmission of signals over a transmission link ( 13 ) and a receiver ( 12 ) for receiving the wireless over the transmission link ( 13 ) transmitted signals, whereby on the basis of the transmission path ( 13 ) transmitted signals deposits on the surface of the rotor blade ( 30 ) in the area of the transmission line ( 13 ). Rotorblatt (30) nach Anspruch 1, mit einer Vergleichseinrichtung (3) zum Vergleichen der von dem Sender (11) gesendeten und von dem Empfänger (12) empfangenen Signale, um Veränderungen in den empfangenen Signale zu erfassen.Rotor blade ( 30 ) according to claim 1, with a comparison device ( 3 ) for comparing the from the transmitter ( 11 ) and sent by the recipient ( 12 ) received signals to detect changes in the received signals. Rotorblatt (30) nach Anspruch 1, mit einem Anschluss zum Koppeln einer externen Vergleichseinrichtung mit der Ablagerungs-Sensorvorrichtung (1, 11, 12, 13), wobei die von dem Sender (11) gesendeten und von dem Empfänger (12) empfangenen Signale in der Vergleichseinrichtung verglichen werden, um Veränderungen in den empfangenen Signalen zu erfassen.Rotor blade ( 30 ) according to claim 1, having a connection for coupling an external comparison device to the deposition sensor device ( 1 . 11 . 12 . 13 ), whereas those of the transmitter ( 11 ) and sent by the recipient ( 12 ) are compared in the comparator to detect changes in the received signals. Rotorblatt (30) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Ablagerungs-Sensorvorrichtung zur kontinuierlichen Erfassung oder zur Erfassung in vorgegebenen zeitlichen Abständen von Ablagerungen ausgestaltet ist.Rotor blade ( 30 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein the deposition sensor device is configured for continuous detection or detection at predetermined time intervals of deposits. Rotorblatt (30) nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Vergleichseinrichtung (3) einen Speicher zum Speichern der erfassten Veränderungen aufweist, um eine Datenbank zu erstellen.Rotor blade ( 30 ) according to claim 2, 3 or 4, wherein the comparison device ( 3 ) has a memory for storing the detected changes to create a database. Rotorblatt (30) nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Ablagerungs-Sensorvorrichtung (1, 11, 12, 13) eine optische Sensorvorrichtung darstellt.Rotor blade ( 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the deposit sensor device ( 1 . 11 . 12 . 13 ) represents an optical sensor device. Rotorblatt (30) nach Anspruch 6, wobei der Sender (11) eine Auskopplungslinse (11a) und der Empfänger (12) eine Einkopplungslinse (12a) aufweist.Rotor blade ( 30 ) according to claim 6, wherein the transmitter ( 11 ) a coupling-out lens ( 11a ) and the recipient ( 12 ) a coupling lens ( 12a ) having. Rotorblatt (30) nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei der Sender (11) und der Empfänger (12) jeweils über Lichtwellenleiter (11b, 12b) mit der Vergleichseinrichtung (3) verbunden sind.Rotor blade ( 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) in each case via optical waveguides ( 11b . 12b ) with the comparison device ( 3 ) are connected. Rotorblatt (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Übergang jeweils zwischen Sender (11) und der Oberfläche des Rotorblattes (30) sowie zwischen Empfänger (12) und der Oberfläche des Rotorblattes (30) scharfkantig erfolgt.Rotor blade ( 30 ) according to one of the preceding claims, wherein a transition between each transmitter ( 11 ) and the surface of the rotor blade ( 30 ) and between recipients ( 12 ) and the surface of the rotor blade ( 30 ) sharp-edged. Rotorblatt (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sender (11) und der Empfänger (12) pinförmig aus der Oberfläche des Rotorblattes herausragen.Rotor blade ( 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) pin-shaped protrude from the surface of the rotor blade. Windenergieanlage mit mindestens einem Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Wind energy plant with at least one rotor blade according to one of the claims 1 to 10.
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