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WO2013021049A1 - Verfahren zum betreiben, insbesondere zum kalibrieren von windkrafträdern, und windenergiepark mit mehreren windkrafträdern - Google Patents

Verfahren zum betreiben, insbesondere zum kalibrieren von windkrafträdern, und windenergiepark mit mehreren windkrafträdern Download PDF

Info

Publication number
WO2013021049A1
WO2013021049A1 PCT/EP2012/065710 EP2012065710W WO2013021049A1 WO 2013021049 A1 WO2013021049 A1 WO 2013021049A1 EP 2012065710 W EP2012065710 W EP 2012065710W WO 2013021049 A1 WO2013021049 A1 WO 2013021049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wind
actual
data
wind turbine
wind turbines
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/065710
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Karl
Original Assignee
Peter Karl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peter Karl filed Critical Peter Karl
Publication of WO2013021049A1 publication Critical patent/WO2013021049A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/047—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the controller architecture, e.g. multiple processors or data communications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/20—Purpose of the control system to optimise the performance of a machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/328—Blade pitch angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/335—Output power or torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/802—Calibration thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating, in particular for calibrating, windmill wheels.
  • the invention further relates to a wind farm with a plurality of wind turbines, which are interconnected.
  • DE 10 2005 033 229 A1 shows such a method.
  • a first computing unit of a wind turbine is provided, which evaluates sensor data and forwards information to a second computer unit of a second wind turbine.
  • the second arithmetic unit can effect a control of actuators taking into account the information.
  • the disclosed method can only be done an analog adjustment of wind turbines.
  • methods for a plurality of wind turbines would be desirable in which the greatest actual performance of one of these wind turbines can be further exceeded.
  • a control system for operating a wind farm with several wind turbines is apparent from the 1 790 851 A2. In this process, the data of several turbines are arranged, which are arranged one after the other in the flow direction, in order Control the windshield turbines to reduce their mechanical loads and rotor loads.
  • EP 2 141 359 A1 discloses a wind farm with a control system comprising a central computer with a memory in which parameters of the individual wind turbines are stored and kept ready for further operation.
  • a monitoring system for a wind turbine or several wind turbines for detecting the wind and rotor loads, in particular in the event of ice and snowfall and the associated additional rotor loads, is further disclosed in EP 2 317 131 A2.
  • WO 2009/065985 A1 discloses a wind farm with a plurality of
  • Wind turbines which are coupled to each other via a computer network tax technically.
  • the wind turbines are interconnected in a way that at least two of the wind turbines are used as reference turbines and provide operating and control data for the other turbines, so that they can be operated in an optimized manner.
  • WO 201 1/157348 A1 discloses a system and a method for condition monitoring of a wind energy plant.
  • the known control methods for joint control of a plurality of wind turbines or for larger wind farms do not provide any possibility of optimizing the energy yield of the entire wind farm in such a way that the operating data supplied by the individual wind turbines is used to obtain control parameters for further wind turbines.
  • a primary aim of the invention is to largely avoid these shortcomings of the known wind farms and to provide a method for optimizing the performance of wind turbines within a plant network. With this optimized procedure, the operating data of the individual systems should be evaluated and used to control each other's systems.
  • the invention proposes a method for operating, in particular for calibrating Wind turbines, in which the wind turbines are in communication with a central communication unit and send information and / or data about their respective actual performance as well as their respective actual performance associated actual adjustment to the communication unit or important operating parameters in terms of data with the communication unit change.
  • the communication unit or central computer unit can compare the received actual performance data of the various wind turbines with one another and selectively transmit and / or transmit information and / or data relating to one or more actual adjustments associated with the respective actual services to one or more wind power wheels.
  • the wind turbines each have a control unit which, taking into account the transmitted and / or transmitted information at least a first readjustment of the respective wind turbine causes and at least a second readjustment of the respective wind turbine causes and wherein after bringing about the at least two readjustments the wind turbine remains in the newly adjusted position or position with the largest apparent actual power or wherein the wind turbine is placed in the readjustment with the largest actual power.
  • the inventive method thus utilizes the knowledge that a simple optimization of all wind turbines of a wind farm is already possible based on the evaluation of the output powers of the various wind turbines, since usually some of the wind turbines run in a better mode than others, but this is easily recognized and Obtaining control and adjustment data for running in a worse mode wind turbines can be used.
  • it is not absolutely necessary that numerous wind parameters and sensor data must be evaluated. Rather, it is sufficient to evaluate the individual operating data of the wind turbines and to carry out an optimization on this basis. It is also not necessary to assign a reference position to certain wind turbines, since the entire process can remain dynamic and can select those wind turbines as reference devices which show better performance data than other wind turbines at a certain detection time.
  • these wind turbines can always change with respectively favorable operating data or with more favorable performance data than other wind turbines.
  • information about the actual power as well as data and / or information about the re-adjustment associated with the respective actual power can be sent to the communication unit so that it can possibly readjust the remaining wind power wheels based on these performance data.
  • the data exchange should take place cyclically, preferably at not too long intervals, so that the wind farm can always be operated with the most favorable performance data or close to an optimum operating point.
  • the time intervals for the data evaluation and for the readjustment of the wind turbines may, for example, in the order of several minutes or even half-hourly or at greater intervals. Too frequent evaluation and readjustment does not make sense, because the readjustments on the one hand require a certain amount of time for the rotation of the rotor units in the wind. On the other hand, these adjusting devices are relatively sluggish and, moreover, are subject to a certain amount of wear, so that a compromise must be found between too frequent (increased wear and possibly poor control quality) and too seldom readjustment (not optimal power output).
  • one or more wind turbines are each assigned markings and / or defined locations. These markings and / or defined locations and / or the actual adjustments and / or the actual services and / or further information about the respective wind turbine can be output and / or forwarded by the communication unit.
  • This variant ensures that all available information is exchanged between the wind turbines and the central computer unit or the communication unit in order to enable optimized operation of as many wind turbines as possible or of all wind turbines of the wind farm in terms of power yield of the entire wind farm.
  • This is inventively achieved in particular by a plurality or plurality of wind turbines or all existing wind turbines communicate with each other and with the computer and communication unit, exchange their data and operated by evaluating their operating parameters in a coordinated manner and / or adjusted.
  • the method is applicable to almost any units or clusters of windmills.
  • the plurality or plurality of wind turbines may be part of a locally limited area in which, for example, on a limited area several wind turbines are at a reasonable distance from each other.
  • the area can become however, extend over a very large area so that it may be part of an area spread over a large area with wind turbines remote from each other.
  • offshore parks can be operated sensibly and effectively with the method according to the invention, since alignment with the prevailing wind to increase the energy yield is necessary even with free installation in the sea.
  • the present invention equally relates to a wind energy park having a plurality or plurality of wind power wheels, each communicating with a central communication unit and communicating information and / or data about their respective actual power as well as their respective actual power associated actual adjustment with the Exchange communication unit.
  • the respective adjustment of each wind turbine (which means a complete wind turbine with mast, rotatable generator and propeller, possibly supplemented with control components to adjust the generator and the propeller to the prevailing wind direction) depends essentially on the measured operating parameters, since it makes sense to make the adjustment according to the criterion of maximum power output.
  • the maximum power is delivered by the wind turbine when the propeller is optimally aligned to the prevailing wind.
  • An essential feature of the present invention is that the operating parameters of the individual or at least some of the wind turbines are evaluated in terms of their performance data and used to obtain control data for the controlling adjustment of other wind turbines. That is, the various wind turbines exchange their data with each other and provide each other information about the optimal adjustment, largely independent of a separately operable measuring device o. The like., Although the wind direction data can deliver, but no assurance that this wind direction data optimized operation of all wind turbines enable. If instead the performance data of the windmill itself is used to obtain information about an optimal adjustment, the probability increases clearly that an energy-optimized operation of all interconnected wind turbines can succeed.
  • the wind energy park according to the invention is characterized in that the communication unit compares the received actual performance data of the individual or at least some of the wind turbines with each other and selectively by means of the comparison information and / or data to one or more of the respective actual services associated actual adjustments to one or several wind turbines det and / or transmits.
  • the communication unit compares the received actual performance data of the individual or at least some of the wind turbines with each other and selectively by means of the comparison information and / or data to one or more of the respective actual services associated actual adjustments to one or several wind turbines det and / or transmits.
  • the communication unit compares the received actual performance data of the individual or at least some of the wind turbines with each other and selectively by means of the comparison information and / or data to one or more of the respective actual services associated actual adjustments to one or several wind turbines det and / or transmits.
  • the wind turbines each have a control unit which, taking into account the transmitted and / or transmitted information at least a first readjustment of the respective wind turbine causes and at least a second readjustment of the respective wind turbine and causes wherein, after bringing about the at least two readjustments, the wind turbine remains in the readjustment with the largest actual power or wherein the wind turbine is brought into the readjustment with the greatest actual power.
  • the wind farm may include a plurality or a plurality of wind turbines include, which are part of a local area or part of a scattered over a large area area with remote wind turbines.
  • the present invention thus provides a very advantageous method for operating wind turbines, in which the wind power wheels are connected to a central communication unit.
  • the communication unit may be a computerized system.
  • the connection of the individual wind power wheels to the communication unit can be wireless and / or via cable connection.
  • each individual wind turbine can be provided with an IP number and be known by a common server, for example the communication unit, by means of its geo-coordination (length and width data) and its current values at intervals of 1 to 15 minutes Transmit actual operating data to the shared server.
  • a common server for example the communication unit
  • the wind turbines send information and / or data about their respective actual power as well as their actual adjustment to the communication unit associated with the respective actual power.
  • the data and / or information for actual adjustment may include information about the setting angle of rotor blades and / or information about a rotation angle of the respective wind turbine with respect to a vertical axis.
  • the actual power may, for example, be defined as a moment which is applied by the rotor blades to a rotor hub or defined as actual electricity or actual current which the respective wind turbine generates during actual adjustment.
  • the communication unit is further provided for comparing the received actual services with each other. It is conceivable here that suitable algorithms are stored on the communication unit in order to compare the actual services. It is also conceivable that after comparison actual services and respective actual adjustments associated with the actual services selected by the communication unit and sent to one or more wind turbines and / or transmitted. For example. In one embodiment, only the largest actual power can be selectively selected and information and / or data for one of the largest actual power associated with actual adjustment to one or more wind turbines are sent.
  • a control unit for implementing the method according to the invention, which, taking into account the information transmitted, creates a new tion of the respective wind turbine causes.
  • the control unit may, for example, be located here in the wind turbine and / or in the area of the wind turbine.
  • each wind turbine can be assigned exactly one control unit.
  • different algorithms and / or different parameters can be stored on the respective control units, which are taken into account in the readjustment in addition to the information transmitted to the respective wind turbine.
  • the parameters may have been stored on the control unit and / or sent to the control unit.
  • control unit taking into account the transmitted information, at least a first and at least a second readjustment of the respective wind turbine causes.
  • information about the respective actual power as well as data and / or information about the real adjustment associated with the respective actual power can be sent to the communication unit.
  • the transmitted information and / or data for the respective actual performance or for the respective readjustment can in turn be compared by the communication unit and selected selectively and transmitted to one or more wind turbines.
  • the wind turbine will remain in the readjustment with the largest actual power or be brought into the readjustment with the greatest actual power.
  • readjustments are carried out by one or more wind turbines at defined time intervals and data on the actual power of the respective readjustment is transmitted to the communication unit.
  • the communication unit can in turn perform a comparison of the transmitted actual services and selectively send information to readjustments to other wind turbines. For example.
  • the wind turbine can perform one or more readjustment with the lowest actual power. If the wind turbine with the lowest actual power finds a readjustment with optimized actual power, then another wind turbine with the lowest actual power can perform one or more readjustments.
  • one or more wind turbines is associated with an identification and / or a defined location, the identification and / or the defined location and / or the actual adjustment and / or the actual performance and / or further information about the respective wind turbine by the communication unit can be output and / or forwarded.
  • Another useful option of the method according to the invention for operating a wind farm according to the invention may be to take into account the individual wind characteristics of the wind farm to be controlled or regulated in connection with the individual positions of the wind turbines and their respective spatial Zu-order.
  • the wind turbines of a park which are closest to the wind direction, can be operated at full load or near full load, while each in the lee of these wind turbines are preferably no longer in a position with maximum Power to run.
  • the total power yield of the wind farm can be greater than when operating wind power turbines with full load in the wind direction.
  • a further option may be to reduce wind turbulence effects by, for example, rounding off more closely the rotor blade edges in the wind turbines at the edge of the wind farm than in those wind turbines that are in the slipstream of neighboring wind turbines in order to increase their effectiveness.
  • it may be sensible to at least moderately reduce the individual powers of the respective wind power wheels in order to simultaneously improve the wind conditions for downstream wind turbines such that their power yield due to reduced wind turbulence and turbulent flow rates can be improved.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a system for implementing an embodiment of a method according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically the essential steps of an embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic view of a system for implementing a further embodiment of a method according to the invention. Identical or equivalent elements of the invention will be identical
  • FIG. 1 shows a system 2 for implementing an embodiment of a method according to the invention for operating and / or calibrating a plurality of wind power wheels, which may be part of a wind energy park.
  • Several wind turbines 1, 1 'and 1 is each assigned its own control unit 5, 5' and 5".
  • These control units 5, 5 'and 5 are the wind turbines 1, 1' and 1" with a communication unit 3 in connection.
  • the control units 5, 5 'and 5 "of the wind turbines 1, 1' and 1" in this case send information and / or data about an actual power as well as an actual adjustment associated with the respective actual power to the communication unit 3.
  • Suitable algorithms are stored on the control units 5, 5 'and 5 "which, taking account of the transmitted information, readjust the respective wind-powered wheels 5, and / or 5' and It is not mandatory for a readjustment of one or more wind turbines 1 and / or 1 'and / or 1 "to take place immediately after the information has been transmitted can be set up that the transmitted information is stored on the respective control unit 5 and / or 5 'and / or 5 "in a later readjustment.
  • the communication unit 3 also has an online access 7, via which parameters and / or control instructions can be sent to the communication unit 3 and forwarded to the control units 5, 5 'and 5 ", possibly with the processing by the communication unit 3 are also data and information through the control units 5, 5 'and 5 " and by the communication unit 3 via the online access 7 to the Internet forwarded.
  • the system 2 can, of course, comprise considerably more wind power wheels, possibly a large number of wind power wheels which can form a wind power park 9.
  • the wind power wheels 1, 1' 1 ", etc. with their respective control units 5, 5, ', 5", etc. are interconnected with the same communication unit 3, as indicated in FIG. 1.
  • Fig. 2 shows schematically the essential steps of an embodiment of a method according to the invention.
  • a first method step A information about actual powers and actual adjustments of wind power wheels 1, 1 "and 1" 'relating to the actual power are sent to the communication unit 3 (cf., for example, FIG.
  • a comparison of the received actual powers by the communication unit 3 takes place.
  • information about one or more actual services and actual adjustments associated with the actual services are sent to the wind-powered wheels 1, 1 'and 1 " 'and 1' by the respective control unit 5 or 5 'or 5' '.
  • These method steps preferably run in cyclical repetitions for all wind turbines 1, 1', 1 ", etc. of a wind energy park 9 in a connected manner, so that the data of Wind turbines are constantly exchanged with each other in the interest of optimizing the performance of the overall system 2.
  • FIG. 3 illustrates a system for implementing a further embodiment of the method according to the invention; the successive, complementary and / or parallel process steps are explained in detail below.
  • the data server indicated in FIG. 3 can take over and / or control the further data processing, which will be explained below.
  • the server can check the incoming data values and determine the location of the wind turbine and now knows exactly in which wind farm the wind turbine is operated. Now the server determines three different system states:
  • the wind turbine is the fastest wind turbine in the wind park. None is arranged here. The wind turbine is already running optimally. 2) The wind turbine is worse than the fastest in the wind farm. If this is the case, then the normal adjustment program is started. Here, the wind turbine receives the current operating data of the currently fastest wind turbine reported. The wind turbine's internal self-tuning program now starts self-calibration using the best wind turbine data and sweeps 15 degrees plus and 15 degrees minus the best wind turbine's operating values and stores its own operating values and wind speed degrees during auto-calibration. Once the calibration procedure has been carried out, the wind turbine is adjusted to the wind direction at which it has run best during calibration. This makes it possible that the wind turbine finds the best setting for itself and wind deviations from the terrain surface are also taken into account.
  • the Scout adjustment allows a faster start of the wind turbines after a wind drought. Because when a single wind turbine starts again in any neighboring wind farm, this information is immediately available to all wind turbines of neighboring wind farms and the wind turbines receive the information that is necessary to align themselves as quickly as possible with the wind.
  • the present invention supplements the individual wind power wheels with two self-adjustment programs, wherein the SCOUT adjustment program is adapted dynamically to the respective wind conditions (FIG. 3 - upper half). These self-tuning programs are activated whenever the wind power plant passes its operating data to a common data server and it receives the message back that another wind turbine is running better. The data adjustment takes place in dynamic time intervals of, for example, 1 to 15 minutes and is stored in an operating database, (FIG. 3 - lower half).
  • the current data is displayed in a map overview by means of buttons. If you move the mouse to one of the buttons, the observer receives the current operating data of the wind farm / wind turbine. Depending on the zoom factor in the map, the data of the wind turbine or the wind farm will be displayed. The data is hereby e.g. made visible via a Google Map display system. With a further click on the data display, the history values of the individual wind turbines / wind farms can be made available.
  • each wind turbine represents its own weather station, in the control module for the adjustment program, a barometer for determining the air pressure is integrated and this data stored in the operating database.
  • the wind turbines can be used via a separate interface to weather forecasting systems
  • a method according to the invention offers the possibility that the individual wind turbines and wind farms are in mutual "competition about who the best wind power plant is.”
  • the individual wind turbine can find the best wind setting itself All wind turbines for data exchange work together and exchange the current operating data via the common server, which enables the wind situation to be tested by the system (consisting of all wind turbines)
  • Each wind farm is a stand-alone weather station, delivering its data to a central wind farm
  • the wind power wheels are not centrally controlled, but they control themselves.
  • Each wind power plant remains in a system according to the invention an independent INDIVIDUAL and is only in contact with his conspecifics to achieve the best performance together.
  • the present wind power control does not replace the existing autarkic control systems of the individual wind turbine, but supplements it with an additional information system.
  • the respective wind turbines report the current operating values to a common server and in this case receive the message as to which wind turbine currently runs the fastest with which settings and most of the electricity supplies.
  • These operating values are very important information for the individual wind turbine and the wind turbine is now able to find the best setting for itself with this data value information and a self-tuning program.
  • our server system the individual wind turbine can even be supplied with wind turbine data from other wind farm parks.
  • the data information happens in dynamic time intervals. An adaptation to the best wind situation is possible. Also, the system allows different wind conditions in an area to be taken into account, since not only the harmless data of the best wind power station are accepted and set harmlessly at the start of the self-adjustment program, but the self-adjustment program has a bandwidth of 15 degrees plus and 15 degrees minus the values of the best running wind turbine. During the adjustment phase, the operating values are sent to the server and the wind turbine then moves, after the adjustment process, with the data values which enable the highest energy yield.
  • each of the worst wind turbine is appointed scout. It launches the scout program and seeks its best setting in even greater bandwidth. This also takes into account data from neighboring wind farms, provided the wind turbines run even better there. With the Scout program it is therefore possible to make even better use of the current wind situations and to find the wind setting even better.
  • the operators of wind farms / wind turbines can be informed by email about malfunctions (including error codes) and all current and historical operating values are retrievable by means of lists, whereby the lists can also be provided as Excel lists. Since each wind turbine is a weather station, the data itself can be forwarded to weather services.
  • IP number and geo-coding Each wind turbine is provided with an individual IP wind turbine number when recorded in the central computer.
  • the location of the wind turbine is recorded with a display program as a map system and stored the wind turbine with its geo-coordinates (longitude and latitude).
  • Each wind farm receives an individual IP wind farm number and the corresponding geo-coding. This makes it possible to combine a large number of wind turbines into wind power parks.
  • Data message to central server The data of each wind turbine are communicated to a central server in dynamic time intervals.
  • the server can use the IP wind turbine number to determine the respective wind turbine.
  • the server now knows at which position the wind turbine is located and to which wind power park it is assigned.
  • the server receives the operating data of the wind turbine and saves the values in the operating data database. From the operating database, the history data of each individual wind turbine and each wind power park can be retrieved with lists and statistics. Display in the Google Map function: The Google Map function lists all wind turbines and wind parks on the Google Map.
  • Malfunction database and e-mail notification It can also be determined from the current data values whether a malfunction has occurred in a wind turbine.
  • the respective error code is communicated to the central server. If an error code appears, this message will be sent to the e-mail address, which was communicated during the installation of the wind turbine. In the email, the error code is communicated and there is a hyperlink that allows the email recipient to log into the wind turbine and retrieve all data values.
  • Data synchronization between the wind turbine and the central server It has already been described above that each wind turbine reports the current operating data to the central server at dynamic time intervals. The data sent is stored in the operating database. If the wind turbine is integrated in a wind farm, the data server determines whether there is a wind turbine inside the wind farm that turns faster and produces more power. If this is the case, then the wind turbine will be reported back this data.
  • Self-optimization of the wind turbine by the data of the central server If a wind turbine has received the message that another wind turbine is running faster, it can now align itself with the same number of degrees and the same angle of the rotor blades and thus increase its own performance. Here, the wind turbine is adjusted so that it is overdriven by a few degrees until it is set with the notified value. In the event that the wind turbine reaches even better values during the self-adjustment than the data values of the central server indicate for the best wind turbine, the wind turbine remains in the better found position and sends this data back to the central server.
  • the other wind turbines now also receive the data of the best wind turbine and can use these data values for self-optimization.
  • Optimization of the wind farm by the data of the best wind turbine The wind turbines of a wind farm are fed via the central server with the data of the best wind turbine and can achieve a better wind yield during the self-optimization.
  • Our data server supplies all wind turbines with the latest data required for optimum power generation.
  • the Scout System for Wind Farms In wind farm installations, ie when combining several wind turbines into one wind power park, there is always a wind turbine that currently has the worst data values, rotates the slowest and produces the lowest power output. This wind turbine will now be scouted for its current data request. His job is now to activate the scout program. This program oscillates with a larger difference range around the values of the best wind turbine, whereby the wind turbine remembers the best operating values. Once the scout program has been run, it goes back to the values that gave the best operating values. Then the current operating values are reported back to the server. The scout system therefore allows even greater fine tuning.
  • Geo-coordination of the wind farms also makes it possible for the data from neighboring wind farms to be compared. If it is the case that an adjacent wind farm has wind turbines with better operating values, then the neighboring wind farms will be given the data of the best wind farm. This best value can then be communicated to the scout wind turbine.
  • the Scout wind turbine uses these settings in the Scout program and can then test whether the data values of the neighboring wind farm can also improve performance in its own wind farm. This system allows the data values of neighboring wind farms to be mutually used to obtain even better energy yield.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Kalibrieren, von Windkrafträdern. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Windenergiepark mit einer Mehrzahl von Windkrafträdern, die miteinander verschaltet sind. So ist mit der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben von Windkrafträdern (1, 1', 1") offenbart. Die Windkrafträder (1, 1', 1") sind mit einer zentralen Kommunikationseinheit (3) verbunden und senden Informationen und/oder Daten über ihre jeweilige Ist-Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist-Justierung an die Kommunikationseinheit (3). Die Kommunikationseinheit (3) vergleicht die empfangenen Ist-Leistungen miteinander und sendet und/oder überträgt selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehreren den jeweiligen Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an ein oder mehrere Windkrafträder (1, 1', 1"). Die Windkrafträder (1, 1', 1") verfügen über jeweils eine Steuereinheit (5, 5', 5"), die unter Berücksichtigung der übersendeten Informationen mindestens eine erste Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades (1, 1', 1") herbeiführt und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und wobei nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad (1, 1', 1") in der Neujustierung mit der größten Ist-Leistung verbleibt oder wobei das Windkraftrad (1, 1', 1") in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht wird.

Description

Verfah ren zu m Betreiben , insbesondere zum Kalibrieren von Windkrafträdern , und Windenergiepark mit mehreren
Windkrafträdern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Kalibrieren, von Windkrafträdern. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Windenergiepark mit einer Mehrzahl von Windkrafträdern, die miteinander verschaltet sind.
Betrachtet man Windkraftparks mit einer Mehrzahl von Windkraftanlagen, so wird man feststellen, dass ein Betrieb aller Windkrafträder eher selten vorkommt. Die Regel ist vielmehr, dass ein Anteil von ca. 10 bis 30% der Windkrafträder entweder stillstehen und keine Energie liefern oder nicht optimal an den vorherrschenden Wind ausgerichtet sind und deshalb eine deutlich reduzierte Leistung liefern, während benachbarte Windkrafträder einen optimalen Betrieb zeigen. Der Grund hierfür ist, dass die Windkrafträder oftmals nur anhand der eigenen Sensorik betrieben werden, man- che Windparameter nicht erfassen und deshalb nur mit eingeschränkter Leistung laufen können. Nach einem Anlaufen der Windrotoren werden die eigenen Sensoren eines Windkraftrades zudem durch die Luftverwirbelungen der Rotorblätter oftmals so stark beeinträchtigt, dass eine Nachjustierung an Windveränderungen nach dem ersten Anlaufen des Windkraftrades nicht mehr sinnvoll möglich ist. Verfahren zum Betreiben von Windkrafträdern sind bereits aus dem Stand der
Technik bekannt. So zeigt bspw. die DE 10 2005 033 229 A1 ein derartiges Verfahren. Hierbei ist eine erste Recheneinheit einer Windkraftanlage vorgesehen, welche Sensordaten auswertet und als Information an eine zweite Recheneinheit einer zweiten Windkraftanlage weiterleitet. Die zweite Recheneinheit kann hierbei unter Berücksichti- gung der Information eine Steuerung von Aktoren bewirken. Durch dieses offenbarte Verfahren kann lediglich eine analoge Justierung von Windkrafträdern erfolgen. In der Praxis wären jedoch Verfahren für mehrere Windkrafträder wünschenswert, bei welchen die größte Ist-Leistung eines dieser Windkrafträder weiter übertroffen werden kann. Ein Steuersystem zum Betrieb eines Windparks mit mehreren Windkraftanlagen geht aus der 1 790 851 A2 hervor. Hierbei werden die Daten mehrerer Turbinen er- fasst, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, um durch gezielte An- Steuerung der im Windschatten liegenden Turbinen deren mechanische Belastungen und Rotorbelastungen zu reduzieren.
Die EP 2 141 359 A1 offenbart einen Windpark mit einem Steuersystem, das einen Zentralcomputer mit einem Speicher umfasst, in dem Parameter der einzelnen Windturbinen gespeichert und für den weiteren Betrieb bereitgehalten werden.
Ein Überwachungssystem für eine Windturbine oder mehrere Windturbinen zur Erfassung der Wind- und Rotorbelastungen, insbesondere bei Eis- und Schneefall und den damit einher gehenden zusätzlichen Rotorbelastungen geht weiterhin aus der EP 2 317 131 A2 hervor. Die WO 2009/065985 A1 offenbart einen Windpark mit einer Mehrzahl von
Windturbinen, die über ein Rechnernetzwerk steuertechnisch miteinander gekoppelt sind. Die Windturbinen sind in einer Weise miteinander verschaltet, dass wenigstens zwei der Windturbinen als Referenzturbinen eingesetzt werden und Betriebs- und Steuerdaten für die übrigen Turbinen liefern, damit diese in optimierter Weise betrieben werden können.
Aus der WO 201 1/157348 A1 geht schließlich ein System und ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage hervor.
Die bekannten Steuerungsverfahren für eine gemeinsame Steuerung einer Mehrzahl von Windenergieanlagen bzw. für größere Windparks liefern keine Möglich- keit, die Energieausbeute des gesamten Windparks dahin gehend zu optimieren, dass die von den einzelnen Anlagen gelieferten Betriebsdaten zur Gewinnung von Steuerparametern für weitere Anlagen genutzt werden.
Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, diese Unzulänglichkeiten der bekannten Windparks weitgehend zu vermeiden und ein Verfahren zur Leistungsopti- mierung für Windkrafträder innerhalb eines Anlagenverbunds zur Verfügung zu stellen. Bei diesem optimierten Verfahren sollen die Betriebsdaten der einzelnen Anlagen ausgewertet und zur Steuerung jeweils anderer Anlagen genutzt werden können.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Kalibrieren von Windkrafträdern vor, bei dem die Windkrafträder mit einer zentralen Kommunikationseinheit in Verbindung stehen und Informationen und/oder Daten über ihre jeweilige Ist- Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist-Justierung an die Kommunikationseinheit senden bzw. wichtige Betriebsparameter datenmäßig mit der Kommunikationseinheit austauschen. Die Kommunikationseinheit oder zentrale Rechnereinheit kann die empfangenen Ist-Leistungsdaten der verschiedenen Windkrafträder miteinander vergleichen und mittels des Vergleichs selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehrerer den jeweiligen Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an ein oder mehrere Windkrafträder übersenden und/oder übertragen. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Windkrafträder über jeweils eine Steuereinheit verfügen, die unter Berücksichtigung der übersendeten und/oder übertragenen Informationen mindestens eine erste Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und wobei nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad in der neu justierten Lage bzw. Position mit der größten erkennbaren Ist-Leistung verbleibt oder wobei das Windkraftrad in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt damit die Erkenntnis, dass bereits auf Basis der Auswertung der Ausgangsleistungen der verschiedenen Windkrafträder eine einfache Optimierung aller Windkrafträder eines Windenergieparks ermöglicht ist, da in der Regel einige der Windkrafträder in einem besseren Modus laufen als andere, was jedoch problemlos erkannt und zur Gewinnung von Steuer- und Einstelldaten für die in einem schlechteren Modus laufenden Windkrafträder genutzt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht unbedingt erforderlich, dass zahlreiche Windparameter und Sensordaten ausgewertet werden müssen. Es genügt vielmehr, die einzelnen Betriebsdaten der Windkrafträder auszuwerten und auf dieser Basis eine Optimierung vorzunehmen. Es ist auch nicht notwendig, bestimmte Windkrafträdern eine Referenzstellung zuzuweisen, da das gesamte Verfahren dynamisch bleiben kann und jeweils diejenigen Windkrafträder als Referenzgeräte auswählen kann, die zu einem bestimmten Erfassungszeitpunkt bessere Leistungsdaten zeigen als andere Windkrafträder. Bei sich zyklisch wiederholenden Messungen können diese Windkrafträder mit jeweils günstigen Betriebsdaten bzw. mit günstigeren Leistungsdaten als jeweils andere Windkrafträder durchaus wechseln. Untypisch wäre es dagegen, wenn immer dieselben Windkrafträder bessere Leistungsdaten liefern und als Referenzgeräte für die Neujustierung der übrigen Windkrafträder herangezogen werden. Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können Informationen zur Ist-Leistung sowie Daten und/oder Informationen über die der jeweiligen Ist- Leistung zugehörige Neujustierung an die Kommunikationseinheit gesendet werden, damit diese auf Basis dieser Leistungsdaten die übrigen Windkrafträder ggf. neu justie- ren kann. Der Datenaustausch sollte zyklisch, vorzugsweise in nicht zu langen Zeitabständen erfolgen, damit der Windpark immer mit möglichst günstigen Leistungsdaten bzw. nahe an einem optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann. Die zeitlichen Abstände für die Datenauswertung und für die Neujustierung der Windkrafträder können bspw. in Größenordnungen von mehreren Minuten oder auch halbstündlich oder in größeren Zeitabständen liegen. Eine zu häufige Auswertung und Neujustierung ist nicht sinnvoll, da die Neujustierungen einerseits eine gewisse Zeit für die Drehung der Rotoreinheiten in den Wind erfordern. Andererseits sind diese Einsteilvorrichtungen relativ träge und unterliegen zudem einem gewissen Verschleiß, so dass ein Kompro- miss zwischen einer zu häufigen (erhöhter Verschleiß und ggf. schlechte Regelqualität) und einer zu seltenen Neujustierung (nicht optimale Leistungsausbeute) gefunden werden muss.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden einem oder mehreren Windkrafträdern jeweils Kennzeichnungen und/oder definierte Standorte zugeordnet. Diese Kennzeichnungen und/oder definierten Standorte und/oder die Ist-Justierungen und/oder die Ist-Leistungen und/oder weitere Informationen über das jeweilige Windkraftrad können durch die Kommunikationseinheit ausgegeben und/oder weitergeleitet werden. Diese Variante stellt sicher, dass alle verfügbaren Informationen zwischen den Windkrafträdern und der zentralen Rechnereinheit bzw. der Kommunikationseinheit ausgetauscht werden, um auf diese Weise einen hin- sichtlich der Leistungsausbeute des gesamten Windparks optimierten Betrieb möglichst vieler Windkrafträder oder auch aller Windkrafträder des Windenergieparks zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch erreicht, dass eine Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern oder auch alle vorhandenen Windkrafträder miteinander sowie mit der Rechner- und Kommunikationseinheit kommunizieren, ihre Daten austauschen und durch Auswertung ihrer Betriebsparameter in aufeinander abgestimmter Weise betrieben und/oder justiert werden.
Das Verfahren ist für nahezu beliebige Einheiten oder Cluster von Windkrafträdern anwendbar. So kann die Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern Teil eines lokal begrenzten Areals sein, bei dem bspw. auf einem begrenzten Areal mehrere Windkrafträder in einem sinnvollen Abstand voneinander stehen. Das Areal kann sich jedoch auch auf eine sehr große Fläche erstrecken, so dass es Teil eines über eine große Fläche verstreuten Areals mit entfernt voneinander stehenden Windkrafträdern sein kann. Auch sog. Offshore-Parks können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sinnvoll und effektiv betrieben werden, da auch bei freier Aufstellung im Meer eine Aus- richtung auf den vorherrschenden Wind zur Steigerung der Energieausbeute notwendig ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft gleichermaßen einen Windenergiepark mit einer Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern, die jeweils mit einer zentralen Kommunikationseinheit in Verbindung stehen und Informationen und/oder Daten über ihre jeweilige Ist-Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist- Justierung mit der Kommunikationseinheit austauschen. Die jeweilige Justierung jedes Windkraftrades (damit ist eine komplette Windturbine mit Mast, drehbarem Generator und Luftschraube gemeint, ggf. ergänzt um Steuer- und Regelkomponenten, um den Generator und die Luftschraube auf die vorherrschende Windrichtung einzustellen) hängt im Wesentlichen von den gemessenen Betriebsparametern ab, da es sinnvoll ist, die Justierung nach dem Kriterium der maximalen Leistungsausbeute vorzunehmen. Die jeweils maximale Leistung liefert das Windkraftrad dann, wenn die Luftschraube optimal zum vorherrschenden Wind ausgerichtet ist. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Betriebsparameter der einzelnen oder zumindest einiger der Windkrafträder hinsichtlich ihrer Leistungsdaten ausgewertet und zur Gewinnung von Steuerdaten zur steuernden Justierung weiterer Windkrafträder genutzt werden. D.h., die verschiedenen Windkrafträder tauschen ihre Daten miteinander aus und liefern sich gegenseitig Informationen hinsichtlich der optimalen Justierung, weitgehend unabhängig von einer separat betreibbaren Messeinrichtung o. dgl., die Windrichtungsdaten zwar liefern kann, jedoch keine Gewissheit, dass diese Windrichtungsdaten einen optimierten Betrieb aller Windkrafträder ermöglichen. Wenn stattdessen die Leistungsdaten der Windkrafträder selbst zur Gewinnung von Informationen über eine optimale Justierung herangezogen werden, steigt die Wahrscheinlichkeit deutlich an, dass ein energieoptimierter Betrieb aller miteinander vernetzten Windkraft- räder gelingen kann.
Der erfindungsgemäße Windenergiepark ist dadurch charakterisiert, dass die Kommunikationseinheit die empfangenen Ist-Leistungsdaten der einzelnen oder zumindest einiger der Windkrafträder miteinander vergleicht und mittels des Vergleichs selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehrerer den jeweiligen Ist- Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an ein oder mehrere Windkrafträder übersen- det und/oder überträgt. Wenn in diesem Zusammenhang von einer Kommunikationseinheit die Rede ist, so ist damit nicht zwingend eine lokalisierte, zentrale Rechnereinheit gemeint. Ebenso möglich ist eine Konfiguration, bei der die Windkrafträder jeweils Teile der Kommunikationseinheit enthalten und in einer Weise miteinander vernetzt und verschaltet sind, dass sich im Austausch der Daten und Messwerte eine„virtuelle" Kommunikationseinheit bildet, die in der Realität durch die Teilkomponenten der Vielzahl von Windkrafträdern gebildet ist.
Wichtig für den möglichst energieeffizienten Betrieb des erfindungsgemäßen Windenergieparks ist, dass die Windkrafträder über jeweils eine Steuereinheit verfü- gen, die unter Berücksichtigung der übersendeten und/oder übertragenen Informationen mindestens eine erste Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und wobei nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad in der Neujustierung mit der größten Ist-Leistung verbleibt oder wobei das Windkraftrad in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht wird. Dies bedeutet, dass ggf. mehrere Justierungen notwendig sind, um durch einen Vergleich der verschiedenen Ausrichtungen die jeweils beste Ausrichtung zu ermitteln, bei welcher das Windkraftrad die besten Leistungsdaten zeigt. Diese ermittelten bzw. aus mehreren Justiervorgängen gewonnenen Informationen zur Ist-Leistung sowie Daten und/oder Informa- tionen über die der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Neujustierung können anschließend an die Kommunikationseinheit bzw. an die übrigen Windkrafträder gesendet werden, so dass diese durch einen Vergleich dieser Daten ebenfalls in einen leistungs- und energieoptimierten Bereich gebracht werden können, was in aller Regel durch eine Neujustierung erfolgt. Einem Windkraftrad oder mehreren Windkrafträdern sollte zudem eine Kennzeichnung und/oder ein definierter Standort zugeordnet sein, so dass diese Kennzeichnung und/oder der definierte Standort und/oder die Ist-Justierung und/oder die Ist- Leistung und/oder weitere Informationen über das jeweilige Windkraftrad an die Rechner- oder Kommunikationseinheit weitergeleitet werden kann und durch die Kommuni- kationseinheit an die übrigen Windkrafträder ausgegeben und weitergeleitet werden kann. Hierdurch wird ermöglicht, dass eine Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern miteinander kommunizieren und durch Auswertung ihrer Betriebsparameter in aufeinander abgestimmter Weise betrieben und/oder justiert werden können. Wie oben erwähnt, kann der Windenergiepark eine Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern umfassen, die Teil eines lokal begrenzten Areals oder Teil eines über eine große Fläche verstreuten Areals mit entfernt voneinander stehenden Windkrafträdern sind.
Die vorliegende Erfindung liefert damit ein sehr vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben von Windkrafträdern vorgesehen, bei welchem die Windkrafträder mit einer zentralen Kommunikationseinheit in Verbindung stehen. Bspw. kann es sich bei der Kommunikationseinheit um ein rechnergestütztes System handeln. Die Verbindung der einzelnen Windkrafträder zu der Kommunikationseinheit kann kabellos und/oder via Kabelverbindung erfolgen.
In der vorliegenden Erfindung kann jedes einzelne Windkraftrad mit einer IP- Nummer versehen sein und bei einem gemeinsamen Server, bspw. der Kommunikationseinheit, mittels seiner Geo-Koordinierung (Längen- und Breitenangaben) bekannt sein und in zeitlichen Abständen von 1 -15 Minuten seine aktuellen Ist-Betriebsdaten an den gemeinsamen Server übermitteln.
Zudem senden die Windkrafträder Informationen und/oder Daten über ihre je- weilige Ist-Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist- Justierung an die Kommunikationseinheit. Bspw. können die Daten und/oder Informationen zur Ist-Justierung Angaben über den Stellwinkel von Rotorblättern und/oder Angaben zu einem Rotationswinkel des jeweiligen Windkraftrades bezüglich einer vertikalen Achse beinhalten. Ferner kann die Ist-Leistung bspw. als Moment definiert sein, welches von den Rotorblättern auf eine Rotornabe aufgebracht wird oder als Ist- Elektrizität bzw. Ist-Strom definiert sein, welches das jeweilige Windkraftrad bei Ist- Justierung erzeugt.
Die Kommunikationseinheit ist weiterhin vorgesehen zum Vergleichen der empfangenen Ist-Leistungen miteinander. Denkbar ist hierbei, dass auf der Kommunikati- onseinheit geeignete Algorithmen abgelegt sind, um die Ist-Leistungen zu vergleichen. Weiter ist denkbar, dass nach Vergleich Ist-Leistungen und jeweilige den Ist- Leistungen zugehörige Ist-Justierungen durch die Kommunikationseinheit ausgewählt und an ein oder mehrere Windkraftanlagen übersendet und/oder übertragen werden. Bspw. kann in einer Ausführungsform lediglich die größte Ist-Leistung selektiv gewählt werden und Informationen und/oder Daten zu einer der größten Ist-Leistung zugehörigen Ist-Justierung an ein oder mehrere Windkrafträder übersendet werden.
Auch ist zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Steuereinheit vorgehsehen, die unter Berücksichtigung der übersendeten Informationen eine Neujus- tierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt. Die Steuereinheit kann sich hierbei bspw. im Windkraftrad und/oder im Bereich des Windkraftrades befinden. Somit kann jedem Windkraftrad genau eine Steuereinheit zugeordnet sein. Auf den jeweiligen Steuereinheiten können weiter unterschiedliche Algorithmen und/oder unterschiedliche Parameter abgelegt sein, die zusätzlich zur an das jeweilige Windkraftrad übersendeten Information bei der Neujustierung berücksichtigt werden. Die Parameter können auf der Steuereinheit abgelegt und/oder an die Steuereinheit übersendet worden sein.
Es ist vorgesehen, dass die Steuereinheit unter Berücksichtigung der übersendeten Informationen mindestens eine erste und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt. Hierbei können Informationen zur jeweiligen Ist-Leistung sowie Daten und/oder Informationen über die der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Neujustierung an die Kommunikationseinheit gesendet werden. Die übersendeten Informationen und/oder Daten zur jeweiligen Ist-Leistung bzw. zur jeweiligen Neujustierung können durch die Kommunikationseinheit wiederum verglichen und se- lektiv ausgewählt und an ein oder mehrere Windkrafträder übersendet werden.
Zudem wird nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad in der Neujustierung mit der größten Ist-Leistung verbleiben oder in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht werden. Vorstellbar ist zudem, dass von einem oder mehreren Windkrafträdern in definierten Zeitintervallen Neujustie- rungen durchgeführt werden und Daten zur Ist-Leistung der jeweiligen Neujustierung an die Kommunikationseinheit übermittelt werden. Die Kommunikationseinheit kann hierbei wiederum einen Vergleich der übermittelten Ist-Leistungen durchführen und selektiv Informationen zu Neujustierungen an weitere Windkrafträder senden. Bspw. kann das Windkraftrad mit geringster Ist-Leistung eine oder mehrere Neujustierung durchführen. Findet das Windkraftrad mit geringster Ist-Leistung eine Neujustierung mit optimierter Ist-Leistung, so kann ein weiteres Windkraftrad mit geringster Ist-Leistung eine oder mehrere Neujustierungen durchführen.
Auch kann es sein, dass einem oder mehreren Windkrafträdern eine Kennzeichnung und/oder ein definierter Standort zugeordnet wird, wobei die Kennzeichnung und/oder der definierte Standort und/oder die Ist-Justierung und/oder die Ist-Leistung und/oder weitere Informationen über das jeweilige Windkraftrad durch die Kommunikationseinheit ausgebbar und/oder weiterleitbar sind. Eine weitere sinnvolle Option des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Windparks kann darin bestehen, die individuelle Windcharakteristik des zu steuernden bzw. zu regelnden Windenergieparks im Zusammenhang mit den einzelnen Positionen der Windkrafträder sowie deren jeweilige räumliche Zu- Ordnung zueinander zu berücksichtigen. Es lässt sich erkennen, dass bei einer bestimmten Windrichtung die Windkrafträder eines Parks, die der Windrichtung am nächsten stehen, mit Volllast oder nahezu mit Volllast betrieben werden können, während die jeweils im Windschatten dieser bevorzugt angeströmten Windkrafträder nicht mehr in der Lage sind, mit maximaler Leistung zu laufen. Bei solchen auftretenden Effekten kann es durchaus im Einzelfall sinnvoll sein, die in Windrichtung zuvorderst stehenden Windkrafträder nicht mit maximaler Leistung zu betreiben, sondern in ihrer Leistungsaufnahme zumindest soweit zu drosseln, dass auch in die der Windströmungsrichtung nachgeordneten Windkrafträder eine ausreichende Leistung abgeben können. Bei einer solchen Steuersystematik kann die Gesamtleistungsausbeute des Windparks größer sein als bei einem Betrieb der in Windrichtung zuvorderst stehenden Windkrafträder mit Volllast.
Eine weitere Option kann darin bestehen, die Windverwirbelungseffekte zu reduzieren, indem bspw. bei den am Rande des Windparks stehenden Windkrafträdern die Rotorblattkanten stärker abzurunden als bei solchen Windkrafträdern, die im Windschatten von benachbarten Windkrafträdern stehen, um deren Effektivität steigern zu können. So kann es im Interesse einer Steigerung der Gesamtleistung eines Windparks durchaus sinnvoll sein, die Einzelleistungen der jeweiligen Windkrafträder zumindest maßvoll zu reduzieren, um gleichzeitig die Windverhältnisse für in Strömungsrichtung nachgeordnete Windkrafträder dahingehend zu verbessern, dass deren Leis- tungsausbeute aufgrund der reduzierten Windverwirbelungen und turbulenten Strömungsanteile verbessert werden kann.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems zur Umsetzung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 zeigt schematisch die wesentlichen Schritte einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems zur Umsetzung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische
Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele da, wie das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein kann und stellen keine abschlie- ßende Begrenzung dar.
Die schematische Ansicht der Fig. 1 zeigt ein System 2 zur Umsetzung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben und/oder zum Kalibrieren mehrerer Windkrafträder, die Teil eines Windenergieparks sein können. Mehreren Windkrafträdern 1 , 1 ' und 1 " ist jeweils eine eigene Steuereinheit 5, 5' und 5" zugeordnet. Über diese Steuereinheiten 5, 5' und 5" stehen die Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 " mit einer Kommunikationseinheit 3 in Verbindung. Die Steuereinheiten 5, 5' und 5" der Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 " senden hierbei Informationen und/oder Daten über eine Ist-Leistung sowie über eine der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist-Justierung an die Kommunikationseinheit 3. Hierauf nimmt die Kommunikationseinheit 3 einen Vergleich der empfangenen Ist-Leistungen vor und sendet mittels der Vergleichs selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehreren der jeweiligen Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an die Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 " bzw. an die Steuereinheiten 5, 5' und 5" der Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 ". Auf den Steuereinheiten 5, 5' und 5" sind geeignete Algorithmen abgelegt, die unter Berücksichtigung der übersendeten Informationen eine Neujustierung der jeweiligen Windkrafträder 5, und/oder 5' und/oder 5" bewirken. Nicht zwingend muss nach Übersenden der Informationen unmittelbar eine Neujustierung von einem oder mehreren Windkrafträdern 1 und/oder 1 ' und/oder 1 " erfolgen, auch ist vorstellbar, dass die übersendeten Informationen auf der jeweiligen Steuereinheit 5 und/oder 5' und oder 5" abgelegt werden uns bei einer späteren Neujustierung berücksichtigt werden. Die Kommunikationseinheit 3 besitzt ferner einen Online-Zugang 7, über welchen Parameter und/oder Steuerungsanweisungen an die Kommunikationseinheit 3 gesendet werden können und an die Steuereinheiten 5, 5' und 5", ggf. unter Aufbereitung durch die Kommunikationseinheit 3, weitergeleitet werden. Somit sind auch Daten und Informationen durch die Steuereinheiten 5, 5' und 5" und durch die Kommunikationseinheit 3 über den Online-Zugang 7 an das Internet weiterleitbar.
Neben den in der Fig. 1 gezeigten drei Windkrafträdern 1 , 1 ' und 1 " kann das System 2 selbstverständlich wesentlich mehr Windkrafträder umfassen, ggf. eine Viel- zahl von Windkrafträdern, die einen Windenergiepark 9 bilden können. Die Windkrafträder 1 , 1 ', 1 " etc. mit ihren jeweiligen Steuereinheiten 5, 5,', 5" etc. sind mit derselben Kommunikationseinheit 3 verschaltet, wie dies Fig. 1 andeutet.
Die Fig. 2 zeigt schematisch die wesentlichen Schritte einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei werden in einem ersten Verfahrens- schritt A Informationen über Ist-Leistungen und über der Ist-Leistung zugehörige Ist- Justierungen von Windkrafträdern 1 , 1 " und 1 "' an die Kommunikationseinheit 3 (vgl. bspw. Fig. 1 ) gesendet. Im nächsten Verfahrensschritt B findet hierauf ein Vergleich der empfangenen Ist-Leistungen durch die Kommunikationseinheit 3 statt. Anschließend werden in einem weiteren Verfahrensschritt C Informationen zu ein oder mehre- ren Ist-Leistungen und den Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an die Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 " gesendet. Hierauf erfolgt im Verfahrensschritt D eine Neujustierung der Windkrafträder 1 , 1 ' und 1 " durch die jeweilige Steuereinheit 5 bzw. 5' bzw. 5". Diese Verfahrensschritte laufen vorzugsweise in zyklischen Wiederholungen für alle Windkrafträder 1 , 1 ', 1 " etc. eines Windenergieparks 9 in verbundener Weise ab, so dass die Daten der Windkrafträder ständig im Interesse einer Leistungsoptimierung des Gesamtsystems 2 wechselseitig untereinander ausgetauscht werden.
Die schematische Darstellung der Fig. 3 verdeutlicht ein System zur Umsetzung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; die aufeinander folgenden, sich ergänzenden und/oder parallel ablaufenden Verfahrensschritte werden nachfolgend im Detail erläutert. Im Anschluss und/oder in Ergänzung an die anhand Fig. 2 verdeutlichten Prozessschritte A, B, C und D kann der in Fig. 3 angedeutete Datenserver die weitere Datenverarbeitung übernehmen und/oder steuern, was nachfolgend erläutert wird.
So kann der Server die eingehenden Datenwerte prüfen und den Standort des Windkraftrades ermitteln und weiß nun genau, in welchem Windkraftpark das Windkraftrad betrieben wird. Nun ermittelt der Server drei verschiedene Systemzustände:
1 ) Das Windkraftrad ist das schnellste Windkraftrad im Windkraftpark. Hier ist nichts weiter veranlasst. Das Windkraftrad läuft ja bereits optimal. 2) Das Windkraftrad ist schlechter als das Schnellste im Windkraftpark. Ist dies der Fall, so wird das normale Justierungsprogramm wird gestartet. Hierbei erhält das Windkraftrad die aktuellen Betriebsdaten des derzeit schnellsten Windkraftrades gemeldet. Das interne Selbstjustierungsprogramm des Windkraftrades startet nun die Selbstkalibrierung und verwendet hierbei die Daten des besten Windrades und schwenkt 15 Grad plus und 15 Grad minus um die Betriebswerte des besten Windrades und speichert während der Selbstkalibrierung die eigenen Betriebswerte und die jeweilige Gradzahl der Windausrichtung. Ist das Kalibrierungsverfahren durchgeführt, so wird das Windkraftrad auf die Windrichtung eingestellt, bei der es während der Ka- librierung ab besten gelaufen ist. Damit ist es ermöglicht, dass das Windkraftrad die beste Einstellung für sich selbst findet und auch Windabweichungen aus der Geländeoberfläche mitberücksichtigt werden. Es findet also keine Zentralsteuerung durch einen gemeinsamen Server statt, sondern es wird hier jedes Windrad als INDIVIDUUM betrachtet, dass sich durch die integrierte Selbstjustierung am besten ausrichten kann. 3) Das Windkraftrad ist das Langsamste im Windkraftpark. Ist dies der Fall, so wird das SCOUT-Justierungsprogramm gestartet. Dieses Programm verwendet nun das schlechteste Windkraftrad dazu, um eine noch größere Bandbreite bei der Selbstjustierung zu durchlaufen. Während das normale Justierungsprogramm nur eine Abweichung von 15 Grad plus und 15 Grad minus um die Betriebswerte zum besten Windkraftrad vorsieht, wird nun der Schwenkwinkel auf mindestens 30 Grad ausgeweitet. Zusätzlich, zu der Erhöhung des Schwenkwinkels, errechnet der Server nun noch die Datenwerte benachbarter Windparks und ermittelt hier die Betriebswerte des schnellsten Windkraftrades. Findet der Server in den benachbarten Windparks schnellere Windkrafträder, als das schnellste Windkraftrad im eigenen Park, so werden auch diese Datenwerte in die Selbstkalibrierung des SCOUT-Justierungsprogramms mit einbezogen.
Diese Zusatzinformationen benachbarter Windkraftparks geben die Möglichkeit einer noch besseren Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten. Die Scout-Justierung ermöglicht einen schnelleren Anlauf der Windkrafträder nach einer Windflaute. Denn wenn in irgendeinem benachbarten Windpark ein einzelnes Windkraftrad wieder anläuft, so stehen diese Informationen sogleich allen Windkrafträdern auch benachbarter Windkraftparks zur Verfügung und die Windkrafträder erhalten diejenigen Informationen, die erforderlich sind, um sich schnellstmöglich wieder in den Wind auszurichten. Die vorliegende Erfindung ergänzt die einzelnen Windkrafträder um zwei Selbstjustierungsprogramme, wobei das SCOUT-Justierungsprogramm dynamisch auf die jeweiligen Windverhältnisse angepasst wird, (Figur 3 - obere Hälte). Diese Selbstjustierungsprogramme werden immer dann aktiviert, wenn das Windkraftwerk seine Betriebsdaten an einen gemeinsamen Datenserver weiterleitet und es die Meldung zurück erhält, dass ein anderes Windkraftrad besser läuft. Der Datenabgleich erfolgt in dynamischen Zeitintervallen von z.B. 1 -15 Minuten und wird in einer Betriebsdatenbank gespeichert, (Fig. 3 - untere Hälfte).
Anhand der Betriebsdatenbank werden die aktuellen Daten in einer Landkar- tenübersicht mittels Buttons dargestellt. Geht man mit der Maus auf einen der Buttons, so erhält der Betrachter die aktuellen Betriebsdaten des Windkraftparks/Windrades angezeigt. Je nach Zoomfaktor in der Landkarte, werden die Daten des Windkraftrades oder des Windkraftparks angezeigt. Die Daten werden hierbei z.B. über ein Anzeigesystem von Google-Map sichtbar gemacht. Mit einem weiteren Klick auf die Datenanzeige, können auch die Historienwerte der einzelnen Windkrafträder / Windkraftparks zur Verfügung gestellt werden.
Loggt sich ein Windkraftrad in einem vordefinierten Zeitintervall nicht mehr ein, werden also die aktuellen Betriebswerte nicht mitgeteilt, so wird ein Datensatz in der Störungsdatei angelegt und der Eigentümer des Windrades erhält eine Email zur In- formation der Betriebsstörung. Gleiches gilt, wenn dem System vom Windkraftrad ein Fehlercode mitgeteilt wird.
Da jedes Windkraftrad eine eigene Wetterstation darstellt, wird in dem Steuermodul für das Justierungsprogramm auch ein Barometer zur Ermittlung des Luftdrucks integriert und auch diese Daten in der Betriebsdatenbank gespeichert. So können die Windkrafträder über eine eigene Schnittstelle zu Wettervorhersagesystemen verwendet werden
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Zum besseren Verständnis sollen Aspekte der vorliegenden Erfindung nochmals dargestellt werden. Die nachfolgende textuelle Zusammenfassung soll nicht einschränkend verstanden werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren bietet die Möglichkeit, dass sich die einzel- nen Windkrafträder und Windkraftparks im gegenseitigen„Konkurrenzkampf darum befinden, wer das beste Windkraftwerk ist". Durch das Selbstoptimierungssystem und das implementierte Scout-System kann das einzelne Windkraftrad die beste Windeinstellung selbst finden, wobei alle Windkrafträder für den Datenaustausch zusammenarbeiten. Sie tauschen über den gemeinsamen Server die aktuellen Betriebsdaten aus. Das ermöglicht, dass die jeweilige Windsituation vom System (bestehend aus allen Windkrafträdern) ausgetestet werden kann. Jedes Windkraftwerk ist eine eigenständige Wetterstation, liefert seine Daten an ein zentrales Datenverwaltungssystem und erfährt, welches Windkraftsystem mit welcher Betriebseinstellung aktuell am leistungsstärksten ist. Dabei werden die Windkrafträder bei einem erfindungsgemäßen System nicht zentral gesteuert, sondern sie steuern sich selbst. Jedes Windkraftwerk verbleibt bei einem erfindungsgemäßen System ein eigenständiges INDIVIDUUM und steht nur in Kontakt mit seinen Artgenossen, um gemeinsam die beste Leistung zu erzielen.
Ein optimaler Betrieb aller Windkrafträder kann durch eine einheitliche Steue- rung aller Windkrafträder nicht erreicht werden, denn jeder Windkraftpark kann andere Landschaftsstrukturen haben, durch welche die Windrichtung abgeändert wird. Eine optimale Windkrafteinstellung erfordert daher ein Selbstjustierungsprogramm jedes einzelnen Windkraftrades, was durch das vorliegende System geleistet wird.
Durch die Selbstjustierungsmöglichkeit der einzelnen Windkraftanlagen, durch die Datenanbindung an die Realtime-Wetterwerte und den Datenaustausch aller vernetzten Windkrafträder ist die maximale Windausnutzung gewährleistet. Hierdurch werden Leistungssteigerungen von 10%, 15% und über 20 % erreicht, ohne dass mehr Windkrafträder aufgestellte werden müssen.
Die vorliegende Windkraftsteuerung ersetzt die bestehenden autarken Steue- rungssysteme des einzelnen Windkraftrades nicht, sondern ergänzt sie durch ein zusätzliches Informationssystem. Hierbei melden die jeweiligen Windkrafträder die aktuellen Betriebswerte an einen gemeinsamen Server und erhalten hierbei die Meldung zurück, welches Windkraftrad mit welchen Einstellungen aktuell am schnellsten läuft und den meisten Strom liefert. Diese Betriebswerte (Ausrichtung in den Wind, Stellung der Rotorblätter, ...) sind für das einzelne Windrad sehr wichtige Informationen und das Windrad ist nun in der Lage, zusammen mit diesen Datenwertinformationen und ein Selbstjustierungsprogramm für sich selbst die beste Einstellung zu finden. Mit unserem Serversystem kann das einzelne Windrad sogar mit den Windraddaten anderer Windradparks versorgt werden.
Die Dateninformation geschieht in dynamischen Zeitintervallen. Eine Anpassung an die jeweils beste Windsituation ist ermöglicht. Auch ermöglicht das System, dass unterschiedliche Windsituationen in einem Gebiet Berücksichtigung finden, da bei einem Start des Selbstjustierungsprogramm nicht nur stupide die Datenwerte des besten Windkraftwerkes übernommen und eingestellt werden, sondern das Selbstjustierungsprogramm eine Bandbreite von 15 Grad Plus und 15 Grad Minus zu den Werten des best laufenden Windkraftrades antestet. Während der Justierungsphase werden die Betriebswerte zum Server geschickt und das Windrad fährt dann nach dem Justie- rungsverfahren mit den Datenwerten, mit denen die höchste Energieausbeute ermöglicht ist.
Bei größeren Windkraftparks wird jeweils das schlechteste Windkraftrad zum Scout ernannt. Es startet das Scout-Programm und sucht in einer noch größeren Bandbreite seine Besteinstellung. Hierbei werden auch Daten aus benachbarten Wind- kraftparks berücksichtigt, sofern dort die Windkrafträder noch besser laufen. Mit dem Scout-Programm ist es daher ermöglicht, die aktuellen Windsituationen noch besser auszunutzen und die Windeinstellung noch besser zu finden.
Das gesamte System der Selbstjustierung und die Integration eines Scout- Programms bietet dem Windrad nun die Möglichkeit, die flächendeckenden und aktuel- len Informationen für die Selbstoptimierung einzusetzen. Wenn ein Windkraftrad schlechter läuft als das Beste im Windkraftpark, dann kann es durch die Systemdaten und die Selbstjustierungsprogramme sich selbst zu einem besseren Betrieb einstellen und ständig an sich ändernde Windsituationen anpassen. Besteht Windstille und beginnt der Wind zu wehen, so wird über das System die Nachricht sofort an alle Wind- krafträder weitergegeben, mit welcher Einstellung das Windkraftrad gestartet werden kann. Mit dem vorliegenden System ist jedes Windkraftrad näher an dem Geschehen und kann auf die Informationen und Erfahrungen anderer Windkrafträder und benachbarter Themenparks zurückgreifen. Zudem können die Betreiber von Windparks / Windkrafträdern per Email über Funktionsstörungen (samt Fehlercodes) informiert werden und alle aktuellen und historischen Betriebswerte sind mittels Listen abrufbar, wobei die Listen auch als Excel- Listen zur Verfügung gestellt werden können. Da jedes Windrad eine Wetterstation ist, können die Daten selbst an Wetterdienste weitergeleitet werden.
IP-Nummer und Geo-Codierung: Jedes Windkraftrad wird bei der Erfassung im Zentralrechner mit einer individuellen IP-WindkraftradNummer versehen. Der Standort des Windkraftrades wird mit einem Anzeigeprogramm als Landkartensystem erfasst und das Windkraftrad mit dessen Geo-Koordinaten (Längen- und Breitengrad) gespeichert.
Zusammenfassung zu Windkraftparks: Jeder Windkraftpark erhält eine individuelle IP-WindkraftparkNummer und die entsprechende Geo-Kodierung. Damit ist es ermöglicht, eine Vielzahl von Windkraftanlagen zu Windkraftparks zusammenzuschlie- ßen.
Datenmitteilung an Zentralserver: Die Daten eines jeden Windkraftrades werden in dynamischen Zeitintervallen an einen Zentralserver mitgeteilt. Über die IP- WindkraftradNummer kann der Server das jeweilige Windkraftrad bestimmen. Der Server weiß nun, an welcher Position sich das Windkraftrad befindet und welchem Wind- kraftpark es zugewiesen ist.
Speichern der Betriebsdaten: Der Server erhält die Betriebsdaten des Windkraftrades und speichert die Werte in der Betriebsdaten-Datenbank. Aus der Betriebsdatenbank lassen sich die Historiendaten jedes einzelnen Windkraftrades und jedes Windkraftparkes mit Listen und Statistiken abrufen. Darstellung in der Google-Map-Funktion: Über die Google-Map-Funktion sind alle Windkrafträder und Windkraftparkanlagen auf der Google-Map verzeichnet.
Aufrufen der Datenwerte über die Google-Map-Funktion: Geht man mit der Maus über das in der Google-Map befindliche Symbol eines Windkraftrades oder Windkraftparks, so werden die aktuellen Betriebsdaten angezeigt oder es kann die Ausgabe der Historiendaten aufgerufen werden. Je nach dem Betriebsstand des Windkraftrades / Windkraftparks werden Symbole mit verschiedenen Farben verwendet. Rote Symbole zeigen, dass keine Energieproduktion stattfindet. Grüne Symbole zeigen, dass das Windkraftrad / der Windkraftpark im Volllastbetrieb läuft. Die Symbole von Rot bis Grün sind in 10 Farbschritten unterteilt, so dass man den genauen Betriebsstand von 10% bis 100 % bereits an der Farbe des Symbols ablesen kann. Ist ein Windkraftrad nicht aktiv, d.h. werden keine Daten an den Server gesendet, so erhält es das Offline-Symbol. Läuft das Windkraftrad / der Windkraftpark besser als die Nennleistung, so erhält er das Best-Symbol.
Betriebsstörungsdatenbank und Emailbenachrichtigung: Aus den aktuellen Datenwerten kann auch entnommen werden, ob sich bei einem Windkraftrad eine Be- triebsstörung eingestellt hat. Der jeweilige Fehlercode wird dem Zentralserver mitgeteilt. Erscheint ein Fehlercode, so wird diese Mitteilung an die Emailadresse versandt, welche bei der Installation des Windkraftrades mitgeteilt wurde. In der Email wird der Fehlercode mitgeteilt und es befindet sich ein Hyperlink, der es dem Emailempfänger erlaubt, sich in das Windkraftrad einzuloggen und alle Datenwerte abzurufen. Datenabgleich zwischen dem Windkraftrad und dem Zentralserver: Oben wurde bereits beschrieben, dass jedes Windkraftrad in dynamischen Zeitintervallen die aktuellen Betriebsdaten an den Zentralserver meldet. Die gesendeten Daten werden in der Betriebsdatenbank gespeichert. Ist das Windkraftrad in einem Windkraftpark integriert, so ermittelt der Datenserver, ob sich innerhalb des Windkraftparks ein Windkraftrad befindet, dass sich schneller dreht und mehr Leistung produziert. Ist das der Fall, so werden dem Windrad diese Daten zurückgemeldet.
Selbstoptimierung des Windkraftrades durch die Daten des Zentralservers: Hat ein Windkraftrad die Meldung zurück erhalten, dass ein anderes Windkraftrad schneller läuft, so kann es sich nun mit der gleichen Gradzahl und dem gleichen Winkel der Ro- torblätter ausrichten und so seine eigene Leistung steigern. Hierbei wird das Windkraftrad so eingeregelt, dass es um einige Grad übersteuert wird, bis es mit dem mitgeteilten Wert eingestellt wird. Für den Fall, dass das Windkraftrad bei der Selbstjustierung sogar bessere Werte erzielt, als die Datenwerte des Zentralservers für das beste Windkraftrad ausweisen, so verharrt das Windkraftrad in der besser gefundenen Ein- Stellung und sendet diese Daten an den Zentralserver zurück. Beim nächsten Einwahl der übrigen Windkrafträder eines Windkraftparks erhalten nun auch die anderen Windkrafträder die Daten des besten Windkraftrades mitgeteilt und können diese Datenwerte für die Selbstoptimierung verwenden. Optimierung des Windparks durch die Datenwerte des besten Windrades: Die Windkrafträder eines Windparks werden über den Zentralserver mit den Datenwerden des besten Windkraftrades gefüttert und können während der Selbstoptimierung zu einer besseren Windausbeute gelangen. Über unseren Datenserver werden alle Wind- krafträder mit den aktuellen Daten versorgt, die zu einer optimalen Stromerzeugung erforderlich sind.
Das Scout-System bei Windparkanlagen: Bei Windparkanlagen, also bei einer Zusammenfassung mehrerer Windräder zu einem Windkraftpark, befindet sich immer ein Windkraftrad, das aktuell die schlechtesten Datenwerte hat, sich am langsamsten dreht und die geringste Stromleistung produziert. Dieses Windkraftrad wird bei seiner aktuellen Datenanfrage nun zum Scout erklärt. Seine Aufgabe ist es nun, das Scout- Programm zu aktiveren. Dieses Programm pendelt mit einem größeren Differenzbereich um die Werte des besten Windkraftrades, wobei das Windkraftrad sich die besten Betriebswerte merkt. Wurde das Scout-Programm durchlaufen, so geht es zu den Wer- ten zurück, welche die besten Betriebswerte ergaben. Sodann werden die aktuellen Betriebswerte an den Server zurückgemeldet. Das Scoutsystem ermöglicht daher ein noch größeres Feintuning.
Datenabgleich zwischen Windkraftparks: Über die Geo-Koordinierung der Windkraftparks ist es auch möglich, dass die Daten von benachbarten Windkraftparks abgeglichen werden können. Ist es der Fall, dass ein benachbarter Windpark Windräder mit besseren Betriebswerten hat, so werden den benachbarten Windparks die Datenwerte des besten Windkraftparks mitgeteilt. Dieser beste Wert kann dann dem Scout-Windkraftrad mitgeteilt werden. Das Scout-Windkraftrad benutzt diese Einstellungen im Scout-Programm und kann dann testen, ob die Datenwerte des benachbar- ten Windparks auch im eigenen Windpark zu einer Leistungssteigerung führen können. Mit diesem System wird es ermöglicht, dass die Datenwerte benachbarter Windkraftparks gegenseitig dazu benutzt werden, um eine noch bessere Energieausbeute zu erhalten.
Daten für die Wettervorhersagen, Wetterdienste: Hierzu können die Hekto- pascal, Temperatur, Windrichtung und Windstärke gemessen und über das Serversystem für alle angeschlossenen Windparkanlagen an den Deutschen Wetterdienst weitergegeben werden. Eine entsprechende Datenschnittstelle zu unserem Server dürfte kein Problem sein, da ja die Geo-Kodierung der einzelnen Windkrafträder und Wind- kraftparks in unserer Datenbank gespeichert sind und die einzelnen Windkrafträder somit über unseren Server auch als Wetterstationen fungieren können.
Bezuqszeichenliste:
1 Windkraftrad
2 System
3 Kommunikationseinheit
5 Steuereinheit
7 Online-Zugang
9 Windenergiepark
A-D Verfahrensschritte

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Kalibrieren von Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 "), bei welchem die Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") mit einer zentralen Kommunikationseinheit (3) in Verbindung stehen und Informationen und/oder Daten über ihre jeweilige Ist-Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist- Justierung an die Kommunikationseinheit (3) senden, wobei die Kommunikationseinheit (3) die empfangenen Ist-Leistungen miteinander vergleicht und mittels des Vergleichs selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehrerer den jeweiligen Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an ein oder mehrere Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") übersendet und/oder überträgt und wobei die Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") über jeweils eine Steuereinheit (5, 5', 5") verfügen, die unter Berücksichtigung der übersendeten und/oder übertragenen Informationen mindestens eine erste Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades (1 , 1 ', 1 ") herbeiführt und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und wobei nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") in der Neujustierung mit der größten Ist-Leistung verbleibt oder wobei das Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht wird .
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei Informationen zur Ist-Leistung sowie Daten und/oder Informationen über die der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Neujustierung an die Kommunikationseinheit (3) gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem einem oder mehreren Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") eine Kennzeichnung und/oder ein definierter Standort zugeordnet wird und wobei die Kennzeichnung und/oder der definierte Standort und/oder die Ist-Justierung und/oder die Ist-Leistung und/oder weitere Informationen über das jeweilige Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") durch die Kommunikationseinheit (3) ausgebbar und/oder weiterleitbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") miteinander kommunizieren und durch Auswertung ihrer Betriebsparameter in aufeinander abgestimmter Weise betrieben und/oder justiert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") Teil eines lokal begrenzten Areals oder Teil eines über eine große Fläche verstreuten Areals mit entfernt voneinander stehenden Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") sind. 6. Windenergiepark (9) mit einer Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern (1 , 1 ',
1 "), die jeweils mit einer zentralen Kommunikationseinheit (3) in Verbindung stehen und Informationen und/oder Daten über ihre jeweilige Ist-Leistung sowie über ihre der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Ist-Justierung mit der Kommunikationseinheit (3) austauschen, wobei die Betriebsparameter der einzelnen oder zumindest einiger der Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") hinsichtlich ihrer Leistungsdaten ausgewertet und zur Gewinnung von Steuerdaten zur steuernden Justierung weiterer Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") genutzt werden.
7. Windenergiepark nach Anspruch 6, bei dem die Kommunikationseinheit (3) die empfangenen Ist-Leistungen der einzelnen oder zumindest einiger der Windkraft- räder (1 , 1 ', 1 ") miteinander vergleicht und mittels des Vergleichs selektiv Informationen und/oder Daten zu ein oder mehrerer den jeweiligen Ist-Leistungen zugehörigen Ist-Justierungen an ein oder mehrere Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") übersendet und/oder überträgt.
8. Windenergiepark nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Windkrafträder (1 , 1 ', 1 ") über jeweils eine Steuereinheit (5, 5', 5") verfügen, die unter Berücksichtigung der übersendeten und/oder übertragenen Informationen mindestens eine erste Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades (1 , 1 ', 1 ") herbeiführt und mindestens eine zweite Neujustierung des jeweiligen Windkraftrades herbeiführt und wobei nach Herbeiführung der mindestens zwei Neujustierungen das Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") in der Neujustierung mit der größten Ist-Leistung verbleibt oder wobei das Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") in die Neujustierung mit der größten Ist-Leistung gebracht wird.
9. Windenergiepark nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem Informationen zur Ist- Leistung sowie Daten und/oder Informationen über die der jeweiligen Ist-Leistung zugehörige Neujustierung an die Kommunikationseinheit (3) gesendet werden. 10. Windenergiepark nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welchem einem oder mehreren Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") eine Kennzeichnung und/oder ein definierter Standort zugeordnet wird und wobei die Kennzeichnung und/oder der definierte Standort und/oder die Ist-Justierung und/oder die Ist-Leistung und/oder weitere In- formationen über das jeweilige Windkraftrad (1 , 1 ', 1 ") durch die Kommunikationseinheit (3) ausgebbar und/oder weiterleitbar sind.
1 . Windenergiepark nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem eine Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") miteinander kommunizieren und durch Auswertung ihrer Betriebsparameter in aufeinander abgestimmter Weise betrieben und/oder justiert werden.
2. Windenergiepark nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , bei dem die Mehrzahl oder Vielzahl von Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") Teil eines lokal begrenzten Areals oder Teil eines über eine große Fläche verstreuten Areals mit entfernt voneinander stehenden Windkrafträdern (1 , 1 ', 1 ") sind.
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