[发明专利]具有海平面波特性确定的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机（1），其被配置为设置在海床（S）中或海床（S）上方。风力涡轮机（1）包括：塔架（2），其被配置为从海平面（S）突出，并且具有被配置为传送要在海平面（S）上反射的电磁波（100）的传送器（20，20A；30），和被配置为接收反射电磁波（200）的接收器（20，20B；40），其中传送器（20，20A；30）和接收器（20，20B；40）中的至少一个包括泄漏馈送部（20）；和处理单元（7），其与接收器（20，20B；40）进行通信并且被配置为分析反射电磁波（200），使得确定海平面（S）的波特性。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机的技术领域。特别地，本发明涉及能够确定其中风力涡轮机被放置的海平面的波特性的风力涡轮机。

背景技术

在上面定义的技术领域中，诸如LIDAR（光探测和测距）之类的一些雷达应用以及风力涡轮机周围的常规天气测量站被用于测量和预测风力条件。然而，常规解决方案的准确性和鲁棒性仍然可以改进。

发明内容

本发明的目的是要提供一种风力涡轮机和一种确定海平面波特性的方法，其更准确且更鲁棒。该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明进一步如从属权利要求中所限定的那样来发展。

根据本发明的第一方面，一种风力涡轮机被配置为设置在海床中或海床上方并且包括塔架，所述塔架被配置为从海平面突出并且具有被配置为传送要在海平面上反射的电磁波的传送器和被配置为接收反射电磁波的接收器，其中传送器和接收器中的至少一个包括泄漏馈送部。风力涡轮机进一步包括处理单元，所述处理单元与接收器进行通信并且被配置为分析反射电磁波，使得确定海平面波特性。海平面波特性可以是海平面中波的高度或速度。

本发明的风力涡轮机存在显著的优点，即天线增益图案的旁瓣可以通过涡轮机塔架处的泄漏馈送部而减小。常规地，旁瓣引起信号处理方面的问题。除此之外，泄漏馈送部的覆盖范围可以延伸到围绕涡轮机塔架约360°。

泄漏馈送部易于安装、鲁棒、灵敏且便宜。例如，泄漏馈送部可以由线缆制成，该线缆是商业上可用的线缆，并且易于处置和安装。不存在可能污染的光学零件。

除此之外，特别是如果所述风力涡轮机是浮动的而不是基于地面的，则所述风力涡轮机的闭环控制可能受到所确定的海平面波特性的影响。

优选地，泄漏馈送部被成形为围绕塔架的圆周延伸的弧形。所述弧形可以在至少360°的范围内延伸。优选地，传送器包括第一泄漏馈送部，并且接收器包括第二泄漏馈送部。

优选地，处理单元被配置为根据所确定的海平面波特性来确定风速、风向、风力预报和船只接近条件中的至少一个，其中船只接近条件是允许船只接近风力涡轮机或停靠在风力涡轮机处的条件。更优选地，处理单元被配置为根据所确定的海平面波特性和根据船只的负载来确定船只接近条件。此外，处理单元被配置为根据所确定的海平面波特性来确定风力涡轮机和船只之间的目标距离。

相对于船只接近条件，可以例如与维护/服务人员一起做出关于船只是否能够接近风力涡轮机或靠近风力涡轮机登陆的判定。当情况不好时，该判定可以避免船只与风力涡轮机的无效停靠。

优选地，处理单元被配置为基于海平面的反射平面相对于水平线的角度来确定波特性。优选地，处理单元被配置为在确定波特性时使用布拉格定律，其中d是两个波峰之间的距离或者海平面波的峰到峰高度，θ是反射电磁波相对于水平线的散射角度，是电磁波的波长，并且n是正整数。

泄漏馈送部可以提供围绕风力涡轮机及其支撑结构（诸如单桩、浮动支撑结构或任何其他支撑结构）的完整360°图像。例如，SAR（合成孔径雷达）和/或ISAR（逆合成孔径雷达）算法可以用于获得360°的海平面高分辨率图像。特别是通过ISAR技术，可以跟踪海平面中个体波的移动，并且将其用于生成图像。