[发明专利]风力涡轮机叶片清洁方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及风力涡轮机，且更具体地涉及一种用于 清洁风力涡轮机叶片的方法。

背景技术

近年来，风力涡轮机作为一种对环境安全且相对便宜的替 代能源，受到了日益增加的关注。随着对其关注的增长，人们已做出 了相当大的努力来研制可靠且高效的风力涡轮机。

通常，风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。转子安装在 外壳或机舱上，该外壳或机舱位于桁架式塔架或管状塔架的顶上。公 用级风力涡轮机(即，设计成用来将电力提供到公用电网上的风力涡轮 机)可具有大型转子(例如，直径为30米或更大)。此外，风力涡轮机 通常安装在高度至少为60米的塔架上。这些转子上的叶片将风能转 换成驱动一个或多个发电机的转动转矩或转动力，发电机可通过齿轮 箱可旋转地联接到转子上。齿轮箱逐步提升用于发电机的涡轮转子固 有的低转速，以有效地将机械能转换成输入到公用电网中的电能。

风力涡轮机叶片具有不断增大的尺寸，以便增大能量捕获。 重要的是优化风力涡轮机的运行，包括叶片能量捕获，以降低产能成 本。叶片的倾斜设置(即，翼型形状的叶片冲角)提供了用于风力涡轮 机控制的一个参数。通常，控制器构造成用以通过以提供增大或减小 风能传递的方式调整叶片倾斜或发电机转矩来调整转子速度(即，转子 围绕其旋转的浆毂的转速)和/或功率输出，相应地期望其调整转子速 度。

具有先进的控制系统的风力涡轮机通过主动的转矩和叶片 倾斜控制来保持恒定的末梢比速度(在低风速下)或功率(在高风速下)。 对于风力涡轮机来说，如果风力涡轮机的叶片在非最佳状态下运行， 则功率的产生会受到负面影响。导致机器的次最佳性能的常见问题为 叶片结垢。叶片结垢可由多种原因引起。例如，昆虫、污垢或其它碎 屑可积聚在涡轮机叶片的前缘或其它表面上。碎屑的累积可能会降低 风能传递的效率，且在一定环境下可能会因为翼片表面上的气流分离 而最终导致空气动力失速，从而损失效率。为了克服叶片结垢的问题， 需要进行定期维护，包括拆卸和清洁叶片。此外，为了克服叶片结垢 而进行的一些尝试包括设置成用以适当地清洁叶片的复杂和昂贵的 设备。

因此，需要一种用于清洁结垢的风力涡轮机叶片的方法， 其不需要昂贵和复杂的设备，并且不需要拆卸叶片或使风力涡轮机完 全停机。

发明内容

本文涉及一种感测降水且相应地调整叶片速度和倾斜的风 力涡轮机。本文还涉及一种清洁风力涡轮机叶片以除去可积聚于其上 的任何碎屑的方法。

风力涡轮机具有围绕转子旋转的一个或多个叶片，转子的 速度是可调整的。可检测是否存在降水的至少一个传感器提供成与风 力涡轮机进行通信。控制器构造成用以响应来自于至少一个传感器的 对应于是否存在降水的信号来调整转子速度。该至少一个传感器和该 控制器进行配合，以在存在降水的期间增大转子速度，从而容许降水 从风力涡轮机的叶片上除去碎屑。

控制器还可构造成用以响应来自于至少一个传感器的对应 于是否存在雨水的信号来调整叶片倾斜。该至少一个传感器和该控制 器进行配合，以在存在降水的期间增大叶片倾斜，从而容许降水与叶 片更大的表面积相配合来从风力涡轮机的叶片上除去碎屑。

控制器可具有控制系统，其可接收来自于构造成用以检测 是否存在降水的至少一个传感器及检测其它环境条件的其它传感器 的输入。控制系统处理所有的输入，且可响应于来自于至少一个传感 器的对应于是否存在降水的信号以及来自于其它传感器的对应于其 它环境条件的信号来指挥控制器调整转子速度或增大叶片倾斜。

用于清洁转子速度可调的风力涡轮机的叶片的方法包括确 定是否存在降水。响应于对存在降水的确定，调整转子速度以增大叶 片速度。增大的转子速度与存在降水相结合有助于通过降水来将碎屑 从叶片上除去。

用于清洁围绕转子旋转的风力涡轮机叶片的方法包括确定 是否存在降水，该风力涡轮机具有用以控制叶片倾斜的可变倾斜驱动 器。响应于对存在降水的确定，使用可变倾斜驱动器来改变叶片倾斜。 叶片的可变倾斜与存在降水相结合有助于通过在较大表面积上的降 水来将碎屑从叶片上除去。