本發(fā)明涉及一種用于設(shè)計(jì)風(fēng)能設(shè)備的方法以及一種相應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備。本發(fā)明此外涉及風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行。本發(fā)明還涉及一種具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)電場以及一種用于運(yùn)行這種風(fēng)電場的方法。

背景技術(shù)：

風(fēng)能設(shè)備一般而言是已知的并且所述風(fēng)能設(shè)備從風(fēng)能中產(chǎn)生電流。風(fēng)能設(shè)備在此能夠完全粗略地根據(jù)其額定功率和風(fēng)場來分類，也就是說，根據(jù)按照經(jīng)驗(yàn)風(fēng)能設(shè)備的所計(jì)劃的所在地處的風(fēng)多強(qiáng)來分類。除此之外，將風(fēng)能設(shè)備設(shè)計(jì)為，使得所述風(fēng)能設(shè)備承受所謂的50年一遇的陣風(fēng)。在此，基于如下基本思想，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上整個(gè)50年出現(xiàn)如此大的陣風(fēng)，所述陣風(fēng)能夠在機(jī)械方面危害或者甚至損壞風(fēng)能設(shè)備。也就是說，風(fēng)能設(shè)備必須能夠承受住這樣的陣風(fēng)，而不被損壞或者不被嚴(yán)重?fù)p壞。

為了保護(hù)風(fēng)能設(shè)備免受風(fēng)暴損壞，已經(jīng)已知的是，在風(fēng)速非常高時(shí)切斷風(fēng)能設(shè)備并且在此之前使轉(zhuǎn)子葉片處于所謂的順槳位置。因此，風(fēng)能設(shè)備在這種狀態(tài)中不再運(yùn)行從而能夠更好地承受強(qiáng)的風(fēng)速。這也包括因50年一遇的陣風(fēng)引起的負(fù)荷。

盡管如此，風(fēng)暴情況并且尤其在此出現(xiàn)的50年一遇的陣風(fēng)仍然能夠施加強(qiáng)的力到風(fēng)能設(shè)備的部件上。除了這種50年一遇的陣風(fēng)的高的風(fēng)速外還存在的問題是：這種50年一遇的陣風(fēng)會(huì)不可預(yù)見地并且相當(dāng)具有沖擊性地出現(xiàn)。在無風(fēng)時(shí)或者弱風(fēng)時(shí)不將50年一遇的陣風(fēng)考慮在內(nèi)，但是在風(fēng)暴風(fēng)速時(shí)需考慮在內(nèi)。但是當(dāng)基本上考慮50年一遇的陣風(fēng)時(shí)，仍然無法預(yù)測是否不久就出現(xiàn)一個(gè)50年一遇的陣風(fēng)或者不出現(xiàn)。

因此，風(fēng)能設(shè)備必須相當(dāng)穩(wěn)固地，即在機(jī)械上穩(wěn)固地設(shè)計(jì)。對(duì)于這種負(fù)荷而言尤其關(guān)鍵性的或易受影響的是風(fēng)能設(shè)備的塔、轉(zhuǎn)子葉片、用于承載部件的機(jī)器承載件和風(fēng)能設(shè)備的地基，所述部件包括發(fā)電機(jī)從而包括空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子，如果無論如何都使用無傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的話。

因此，相應(yīng)地僅由于下述原因就會(huì)產(chǎn)生非常高的成本：風(fēng)能設(shè)備必須針對(duì)在統(tǒng)計(jì)學(xué)方面來看在50年中出現(xiàn)一次的這一事件來設(shè)計(jì)。特別地，剛剛提到的可能尤其易受影響的部件必須相應(yīng)地設(shè)計(jì)，這會(huì)導(dǎo)致成本相當(dāng)昂貴。

在此，尤其在有相當(dāng)?shù)挚沽Φ卦O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子葉片時(shí)需考慮在內(nèi)的是，這需要一定的材料使用從而需要一定的重量。相應(yīng)地，需考慮轉(zhuǎn)子葉片的這種因機(jī)器承載件和/或轉(zhuǎn)子葉片的支承裝置引起的大的重量。也就是說，這些元件因此同樣必須設(shè)計(jì)成大尺寸的。這也適用于其它元件并且最終地基必須承受所有這些重量并且同時(shí)承受相應(yīng)的風(fēng)負(fù)荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明基于下述目的，針對(duì)在上文中所提到的問題中的至少一個(gè)。特別地，應(yīng)降低因考慮50年一遇的陣風(fēng)而引起的耗費(fèi)。關(guān)于迄今為止已知的解決方案至少應(yīng)提出一種替選的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明提出一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。據(jù)此設(shè)計(jì)風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備具有至少一個(gè)發(fā)電機(jī)和空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子葉片。首先，基本上針對(duì)計(jì)劃的架設(shè)地點(diǎn)確定待設(shè)計(jì)的風(fēng)能設(shè)備的尺寸。這尤其涉及對(duì)轉(zhuǎn)子直徑和轉(zhuǎn)子的軸高度的預(yù)設(shè)。其中在此以水平軸轉(zhuǎn)子為出發(fā)點(diǎn)。此外，本發(fā)明基本上以具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子為出發(fā)點(diǎn)，其中基本發(fā)明思想并不受限于此。轉(zhuǎn)子直徑涉及轉(zhuǎn)子葉片在運(yùn)行時(shí)所描述的圓。

如此從第一基本數(shù)據(jù)方面確定的風(fēng)能設(shè)備此時(shí)針對(duì)減小的最大負(fù)荷來設(shè)計(jì)，即針對(duì)如下負(fù)荷來設(shè)計(jì)，所述負(fù)荷低于當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從最大承受負(fù)荷側(cè)撞擊到風(fēng)能設(shè)備上時(shí)出現(xiàn)的最大負(fù)荷。

在此首先已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，風(fēng)能設(shè)備雖然必須針對(duì)50年一遇的陣風(fēng)設(shè)計(jì)，即風(fēng)能設(shè)備必須承受住50年一遇的陣風(fēng)，但是所述風(fēng)能設(shè)備不一定必須承受住來自任意方向的50年一遇的陣風(fēng)。

這也基于如下基本思想：雖然出現(xiàn)50年一遇的陣風(fēng)幾乎是無法預(yù)測的，但是這種50年一遇的陣風(fēng)來自的方向絕對(duì)是可以差不多已知的。也就是說，這種50年一遇的陣風(fēng)與已經(jīng)存在的高的風(fēng)速相關(guān)聯(lián)地出現(xiàn)。并且在風(fēng)速高時(shí)盡管有紊流，但是風(fēng)速的大致方向從而50年一遇的陣風(fēng)可能來自的大致方向，即風(fēng)在那一刻來自的方向，分別差不多是已知的。

因此，此時(shí)可行的是，與必須承受住來自任意方向的50年一遇的陣風(fēng)相比，更弱地設(shè)計(jì)風(fēng)能設(shè)備。

當(dāng)至少保證50年一遇的陣風(fēng)不從最大受負(fù)荷側(cè)撞擊風(fēng)能設(shè)備時(shí)，針對(duì)這種減小的最大負(fù)荷的設(shè)計(jì)尤其能夠是有意義的。

優(yōu)選地，風(fēng)能設(shè)備針對(duì)減小的最大負(fù)荷來設(shè)計(jì)，所述減小的最大負(fù)荷當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從不引起最大負(fù)荷的方向撞擊到風(fēng)能設(shè)備上時(shí)出現(xiàn)。尤其有利的是，針對(duì)如下減小的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)，所述減小的最大負(fù)荷當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從引起最小的負(fù)荷的方向撞擊到風(fēng)能設(shè)備上時(shí)出現(xiàn)。

在最大地出現(xiàn)負(fù)荷的情況下關(guān)鍵的能夠是轉(zhuǎn)子葉片的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片處于順槳位置中時(shí)，這在風(fēng)速非常高時(shí)是常規(guī)位置，側(cè)向地撞擊到風(fēng)能設(shè)備的吊艙上的陣風(fēng)例如會(huì)引起高的，可能最高的負(fù)荷。

優(yōu)選地，減小的最小負(fù)荷是當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從前方撞擊到風(fēng)能設(shè)備上時(shí)，尤其當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片處于順槳位置中時(shí)出現(xiàn)的負(fù)荷。陣風(fēng)因此在轉(zhuǎn)子葉片上具有小的作用面。此外，轉(zhuǎn)子葉片以其前緣指向風(fēng)或陣風(fēng)，而以其后緣沿著相反的方向指向，并且轉(zhuǎn)子葉片在這種定向中，即從前緣至后緣，是尤其剛性的。因此對(duì)于這種情況，轉(zhuǎn)子葉片在沿著該作用方向具有高的穩(wěn)定性的同時(shí)僅提供非常小的作用面。

但是與陣風(fēng)側(cè)向地撞擊到風(fēng)能設(shè)備的吊艙上相比，陣風(fēng)從前方撞擊到風(fēng)能設(shè)備吊艙上也引起更小的負(fù)荷，因?yàn)榕c從前方相比吊艙側(cè)向地提供更多的作用面。此外，吊艙的設(shè)計(jì)主要針對(duì)來自前方的風(fēng)。

因此，風(fēng)能設(shè)備可能相應(yīng)地針對(duì)當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從前方撞擊到具有處于順槳位置中的轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)能設(shè)備上時(shí)出現(xiàn)的負(fù)荷來設(shè)計(jì)。如果針對(duì)這種情況來設(shè)計(jì)，那么與當(dāng)陣風(fēng)從任意側(cè)或從任意方向，尤其側(cè)向地撞擊時(shí)相比，能夠?qū)嵭懈醯脑O(shè)計(jì)方案。因此，部件此時(shí)能夠更弱地設(shè)計(jì)，這能夠引起在若干位置處的節(jié)約。除了原則上材料節(jié)約的潛在性外，必要時(shí)甚至能夠涉及運(yùn)輸并且還有用于設(shè)立風(fēng)能設(shè)備的起重機(jī)的尺寸或起重能力。

優(yōu)選地，減小的最大負(fù)荷是當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)從前方一個(gè)扇區(qū)撞擊到風(fēng)能設(shè)備上時(shí)出現(xiàn)的負(fù)荷，所述扇區(qū)尤其例如表示前方+-20°的區(qū)域。因此，在這種情況下提出：風(fēng)能設(shè)備針對(duì)在50年一遇的陣風(fēng)來自該前方的扇區(qū)時(shí)會(huì)出現(xiàn)的負(fù)荷來設(shè)計(jì)。由此，縮減的設(shè)計(jì)方案是可行的，但是同時(shí)對(duì)于前方的陣風(fēng)的可能的出現(xiàn)方向保留一定公差。因此，與針對(duì)來自任意方向的陣風(fēng)相比更細(xì)長地設(shè)計(jì)風(fēng)能設(shè)備，但是同時(shí)不受限于恰好一個(gè)撞擊方向。

如此細(xì)長地設(shè)計(jì)的風(fēng)能設(shè)備因此隨后也應(yīng)當(dāng)運(yùn)行為，使得這種50年一遇的陣風(fēng)也僅從如下區(qū)域撞擊到風(fēng)能設(shè)備上，設(shè)備由此已經(jīng)針對(duì)所述區(qū)域來設(shè)計(jì)。通過確定這種前方的扇區(qū)，尤其在該+-20°的區(qū)域上的扇區(qū)，找到一種能實(shí)際應(yīng)用的折衷方案。

優(yōu)選地，風(fēng)能設(shè)備的針對(duì)減小的最大負(fù)荷的設(shè)計(jì)方案涉及下述列表中的部件的至少一個(gè)，包括：

-用于容納發(fā)電機(jī)的吊艙，

-用于承載吊艙的塔，

-用于承載塔的塔地基，和

-轉(zhuǎn)子葉片。

此外，根據(jù)本發(fā)明提出一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法。據(jù)此提出一種用于運(yùn)行風(fēng)能設(shè)備的方法。該方法首先以如下風(fēng)能設(shè)備為前提，所述風(fēng)能設(shè)備配設(shè)有方位角調(diào)節(jié)裝置，以便在運(yùn)行時(shí)使風(fēng)能設(shè)備朝向風(fēng)定向。此外，風(fēng)能設(shè)備配設(shè)有可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子葉片，以便針對(duì)當(dāng)前的風(fēng)速設(shè)置轉(zhuǎn)子葉片并且必要時(shí)使其旋轉(zhuǎn)到風(fēng)中。由此，將風(fēng)能設(shè)備的這種運(yùn)行理解為風(fēng)能設(shè)備的定向并且風(fēng)能設(shè)備在此通常不再產(chǎn)生電流。但是只要風(fēng)力條件——和其它條件——再次被允許，那么風(fēng)能設(shè)備也再次運(yùn)行，使得其產(chǎn)生電流。

所述方法此時(shí)提出：在有風(fēng)暴的情況下，當(dāng)無法排除50年一遇的陣風(fēng)的出現(xiàn)時(shí)，或者尤其當(dāng)50年一遇的陣風(fēng)的出現(xiàn)是極其有可能時(shí)，風(fēng)能設(shè)備在其方位角位置中定向到風(fēng)中，使得出自當(dāng)前的風(fēng)向的50年一遇的陣風(fēng)僅引起減小的最大負(fù)荷。

由此提出：風(fēng)能設(shè)備即使在風(fēng)暴情況中，即與風(fēng)能設(shè)備是否運(yùn)行無關(guān)，也朝向當(dāng)前的風(fēng)定向。因此，即使當(dāng)空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子不再使風(fēng)能設(shè)備旋轉(zhuǎn)并且風(fēng)能設(shè)備不產(chǎn)生電流時(shí)，尤其因?yàn)樗鲲L(fēng)能設(shè)備出于風(fēng)暴安全的原因不再產(chǎn)生功率，所述風(fēng)能設(shè)備仍然旋轉(zhuǎn)到風(fēng)中并且也相應(yīng)地跟隨風(fēng)。

在轉(zhuǎn)子葉片處于順槳位置期間，優(yōu)選進(jìn)行風(fēng)能設(shè)備的這種通過其方位角位置進(jìn)入到風(fēng)中的定向。

優(yōu)選地，風(fēng)能設(shè)備尤其在風(fēng)暴情況下通過其方位角位置定向到風(fēng)中并且跟隨風(fēng)，其中當(dāng)無法從供電網(wǎng)和/或由發(fā)電機(jī)獲取功率或者無法從供電網(wǎng)和/或由發(fā)電機(jī)獲取足夠的功率時(shí)，通過能量儲(chǔ)存器提供為此所需要的功率。因此，這尤其涉及如下情況：風(fēng)能設(shè)備不再處于生產(chǎn)運(yùn)行模式。這包括如下情況：風(fēng)能設(shè)備由于過高的風(fēng)速而不再運(yùn)行以進(jìn)行其自身的保護(hù)。但是也包括如下情況：在所述情況中，風(fēng)能設(shè)備出于電網(wǎng)保護(hù)的原因不再向電網(wǎng)饋電，尤其也不再與電網(wǎng)連接。這也包括如下情況：風(fēng)能設(shè)備已經(jīng)完全設(shè)立，但是其首次運(yùn)行尚未進(jìn)行。

據(jù)此提出：風(fēng)能設(shè)備在任何情況下，至少在風(fēng)暴情況下，當(dāng)無法排除50年一遇的陣風(fēng)時(shí)，定向到風(fēng)中。為了即使在所有狀況中也能夠確保上述情況而提出：這必要時(shí)借助于出自能量儲(chǔ)存器的能量來實(shí)行。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式提出一種方法，其特征在于，設(shè)有用于檢測風(fēng)能設(shè)備處的風(fēng)向的至少一個(gè)測量設(shè)備，并且當(dāng)出現(xiàn)50年一遇的陣風(fēng)無法排除時(shí)，或者尤其是極其可能時(shí)，用于檢測風(fēng)向的所述至少一個(gè)測量設(shè)備即使在風(fēng)暴情況下也運(yùn)行。由此提出一種用于確定風(fēng)向的測量設(shè)備的持續(xù)的運(yùn)行，以便對(duì)于風(fēng)能設(shè)備而言，即使其不向電網(wǎng)饋入功率，風(fēng)向也是已知的從而如下方向是已知的，50年一遇的陣風(fēng)大致預(yù)期來自所述方向。測量設(shè)備優(yōu)選經(jīng)由電能量儲(chǔ)存器運(yùn)行，使得所述測量設(shè)備即使當(dāng)電網(wǎng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能夠運(yùn)行。畢竟強(qiáng)風(fēng)暴也是電網(wǎng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的原因。

優(yōu)選地，設(shè)有附加的測量設(shè)備尤其作為用于檢測風(fēng)向的冗余測量設(shè)備。風(fēng)能設(shè)備由此即使在測量設(shè)備中的一個(gè)失效的情況下也仍能夠獲悉風(fēng)向并且必要時(shí)將風(fēng)能設(shè)備定向?yàn)?，使?0年一遇的陣風(fēng)不從不利的方向撞擊設(shè)備。優(yōu)選地，在此設(shè)有至少兩個(gè)用于檢測風(fēng)向的測量設(shè)備，所述測量設(shè)備彼此間以一定間距設(shè)置和運(yùn)行，使得它們不同時(shí)通過轉(zhuǎn)子葉片遮蓋。由此至少總有一個(gè)測量設(shè)備能夠充分檢測風(fēng)向。

優(yōu)選地，這些關(guān)于運(yùn)行風(fēng)能設(shè)備所提出的方法應(yīng)用于根據(jù)上述用于設(shè)計(jì)風(fēng)能設(shè)備的方法中的一個(gè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的風(fēng)能設(shè)備。有利的是，這兩種方法共同工作。也就是說，據(jù)此風(fēng)能設(shè)備首先如所描述的那樣細(xì)長地設(shè)計(jì)并且隨后借助于遵循下述條件的方法運(yùn)行，，所述條件是細(xì)長的設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)。但是即使在沒有這種設(shè)計(jì)方案的情況下所提出的用于風(fēng)能設(shè)備的方法也能夠引起負(fù)荷的減小。

根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案提出，為了使風(fēng)能設(shè)備定向到風(fēng)中而利用至少一個(gè)其它風(fēng)能設(shè)備的至少一個(gè)風(fēng)向信息。該建議尤其在風(fēng)電場的情況下是有利的，但是對(duì)于多個(gè)處于附近的風(fēng)能設(shè)備也能夠是有意義的，所述風(fēng)能設(shè)備未組織到一個(gè)電場中，也就是說尤其不使用共同的饋入點(diǎn)。尤其在于此相關(guān)的風(fēng)暴情況中，風(fēng)向的測量也不一定像在弱的層流風(fēng)的情況中那樣是相當(dāng)簡單或相當(dāng)精確的。由此能夠經(jīng)由利用其它相鄰的風(fēng)能設(shè)備或者同一風(fēng)電場的風(fēng)能設(shè)備的其它風(fēng)向信息改進(jìn)信息情況。經(jīng)由利用其它風(fēng)能設(shè)備的其它風(fēng)向信息此外必要時(shí)能夠更快地獲悉風(fēng)向改變。必要時(shí)在風(fēng)電場上也會(huì)存在風(fēng)向的局部改變。風(fēng)向的這種局部改變也能夠被考慮并且風(fēng)能設(shè)備必要時(shí)能夠在其定向中匹配于此。

風(fēng)向例如能夠從平均風(fēng)向測量值中形成。但是如果經(jīng)由對(duì)風(fēng)電場的風(fēng)能設(shè)備的多個(gè)風(fēng)向的評(píng)估確定：在風(fēng)電場上存在風(fēng)向的局部改變，那么在整個(gè)風(fēng)電場上的風(fēng)向值的平均并非是符合實(shí)際情況的。替代于此，能夠從如此檢測的風(fēng)向分布中使用相應(yīng)的風(fēng)向用于相關(guān)的風(fēng)能設(shè)備。還有其它可行性，使用關(guān)于風(fēng)例如一個(gè)接一個(gè)豎立的多個(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)向的值。

優(yōu)選提出：風(fēng)能設(shè)備在風(fēng)暴情況下通過其轉(zhuǎn)子定向?yàn)?，使得轉(zhuǎn)子葉片處于6點(diǎn)鐘位置和/或轉(zhuǎn)子能夠圍繞其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)尤其避免轉(zhuǎn)子葉片的12點(diǎn)鐘位置時(shí)，能夠有利地避免非常高的負(fù)荷。在12點(diǎn)鐘位置中，相關(guān)的轉(zhuǎn)子葉片由此達(dá)到最高高度，所述最高高度完全是可能的。但是風(fēng)速隨著高度增加從而在此在其它情況下比較參數(shù)相同時(shí)可能提供最高負(fù)荷。如果一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片處于6點(diǎn)鐘位置，那么三葉片風(fēng)能設(shè)備的兩個(gè)其余的轉(zhuǎn)子葉片的10點(diǎn)鐘位置和2點(diǎn)鐘位置仍保持作為最高的位置。

但是減負(fù)荷也能夠通過如下方式引起：轉(zhuǎn)子不固定在一個(gè)位置中，而是可自由旋轉(zhuǎn)。如果此時(shí)尤其在轉(zhuǎn)子葉片上出現(xiàn)負(fù)荷，那么轉(zhuǎn)子葉片能夠至少部分地屈從于該負(fù)荷，如果轉(zhuǎn)子由此少量地旋轉(zhuǎn)的話。尤其優(yōu)選地提出：盡可能將風(fēng)能設(shè)備引導(dǎo)到轉(zhuǎn)子葉片處于6點(diǎn)鐘位置的位置中，在此仍然允許轉(zhuǎn)子的自由旋轉(zhuǎn)。這例如通過轉(zhuǎn)子葉片的，尤其處于6點(diǎn)鐘位置中的或者幾乎6點(diǎn)鐘位置中的下方的轉(zhuǎn)子葉片的相應(yīng)最小的俯仰調(diào)節(jié)是可行的。其它兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片因此能夠保持在可預(yù)期最小的負(fù)荷的位置中。轉(zhuǎn)子葉片中的靠下者總歸會(huì)承受較小的負(fù)荷。

處于6點(diǎn)鐘位置中的轉(zhuǎn)子葉片的小的負(fù)荷一方面基于風(fēng)速在較小的高度是較低的。但是也基于如下事實(shí)：塔遮蔽部引起減負(fù)荷。當(dāng)相關(guān)的葉片處于塔的迎風(fēng)側(cè)上時(shí)，即來自塔前方的風(fēng)向時(shí)，此外也產(chǎn)生塔遮蔽部抵抗風(fēng)的效果。此外，尤其在轉(zhuǎn)子葉片定向到順槳位置中時(shí)，無法預(yù)期葉片接觸塔的危險(xiǎn)。

此外，根據(jù)本發(fā)明提出一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備具有發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子葉片，并且所述風(fēng)能設(shè)備已經(jīng)根據(jù)之前所描述的設(shè)計(jì)方案來設(shè)計(jì)。此外或者作為替選方案，風(fēng)能設(shè)備的特征在于，所述風(fēng)能設(shè)備根據(jù)之前所描述的用于運(yùn)行風(fēng)能設(shè)備的方法中的一個(gè)來運(yùn)行。因此，該風(fēng)能設(shè)備尤其如所描述的那樣細(xì)長地設(shè)計(jì)，即針對(duì)減小的最大負(fù)荷來設(shè)計(jì)，并且所述風(fēng)能設(shè)備配置用于：尤其通過相應(yīng)設(shè)有的和執(zhí)行的控制，遵循如下條件，所述條件是細(xì)長的設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)。

此外提出一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)電場，所述風(fēng)電場具有多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能設(shè)備。

附圖說明

接下來根據(jù)實(shí)施方式示例性地參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。

圖1示出風(fēng)能設(shè)備的示意的立體視圖。

圖2在示出風(fēng)電場的示意圖。

圖3以示意的并且簡化的視圖示出風(fēng)能設(shè)備吊艙的俯視圖，以圖解說明可能的風(fēng)作用方向。

圖4圖解說明在示意的負(fù)荷曲線b上與風(fēng)的作用方向相關(guān)的可能的負(fù)荷波動(dòng)。

具體實(shí)施方式

圖1示出具有塔102和吊艙104的風(fēng)能設(shè)備100。在吊艙104上設(shè)置有轉(zhuǎn)子106，所述轉(zhuǎn)子具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108和導(dǎo)流罩110。轉(zhuǎn)子106在運(yùn)行時(shí)通過風(fēng)處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)吊艙104中的發(fā)電機(jī)。

圖2示出具有示例性三個(gè)風(fēng)能設(shè)備100的風(fēng)電場112，所述風(fēng)能設(shè)備能夠是相同或者不同的。三個(gè)風(fēng)能設(shè)備100由此基本上表示風(fēng)電場112的任意數(shù)量的風(fēng)能設(shè)備。風(fēng)能設(shè)備100提供其功率，即尤其經(jīng)由風(fēng)電場電網(wǎng)114提供所產(chǎn)生的電流。在此，各個(gè)風(fēng)能設(shè)備100的分別所產(chǎn)生的電流或功率相加，并且通常設(shè)有變壓器116，所述變壓器升壓變換風(fēng)電場中的電壓，以便隨后在饋入點(diǎn)118處饋入供電網(wǎng)120，所述饋入點(diǎn)通常也稱為pcc。圖2僅是風(fēng)電場112的簡化視圖，所述視圖例如未示出任何控制，盡管控制是顯然存在的。風(fēng)電場電網(wǎng)114例如也能夠不同地設(shè)計(jì)，其中在每個(gè)風(fēng)能設(shè)備100的輸出端例如也存在變壓器，以便僅列舉另一實(shí)施例。

圖3在示意性的俯視圖中示出風(fēng)能設(shè)備的吊艙2并且以其完全準(zhǔn)備就緒的略圖示出轉(zhuǎn)子葉片4以及以虛線示出在其上部區(qū)域中塔6的環(huán)周?；旧?，如在圖1和圖2中所簡略示出的那樣，以具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)能設(shè)備為出發(fā)點(diǎn)。由此，在圖3中除了在此在12點(diǎn)鐘位置中示出的轉(zhuǎn)子葉片4之外，還應(yīng)可以看到兩個(gè)其它的轉(zhuǎn)子葉片，即在4點(diǎn)鐘位置和8點(diǎn)鐘位置中的轉(zhuǎn)子葉片。但是為了簡化，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片已經(jīng)被省略。由此，所示出的轉(zhuǎn)子葉片與所示出的導(dǎo)流罩10可共同圍繞大致水平的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線8旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。

此外，轉(zhuǎn)子葉片4圍繞僅作為點(diǎn)示出的俯仰軸線12在其相對(duì)于風(fēng)的迎角中是可調(diào)節(jié)的。圖3就此而言示出轉(zhuǎn)子葉片4的順槳位置。在此需注意，圖3是示意性視圖，所述示意性視圖為了簡化視圖不探討轉(zhuǎn)子葉片的通常的扭轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片4的所示出的部段由此代表整個(gè)轉(zhuǎn)子葉片4說明順槳位置。

所示出的吊艙2此外圍繞豎直的方位角軸線14是可調(diào)節(jié)的，使得吊艙2能夠在相對(duì)于風(fēng)所期望的位置中定向。

圖3象征性地圖解說明四個(gè)可能的風(fēng)向w，所述風(fēng)向在此針對(duì)四個(gè)方向來繪制，即0°、90°、180°和270°。當(dāng)然，所有中間方向也是可行的。這些風(fēng)向w在該視圖中涉及已定向的吊艙2從而涉及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線8的定向。風(fēng)向w的涉及吊艙的這種相對(duì)定向也基于圖4的視圖，所述視圖接下來仍將闡述。

圖3此時(shí)示出風(fēng)能設(shè)備與其吊艙2針對(duì)如下情況的一個(gè)優(yōu)選的定向：風(fēng)向如所繪制為0°。這種優(yōu)選的定向也具有處于順槳位置中的轉(zhuǎn)子葉片4，如這針對(duì)示例性的轉(zhuǎn)子葉片4所表面的那樣。

就此而言，三個(gè)其它所繪制的風(fēng)向，即以90°、180°和270°，為此是吊艙2的所不期望的風(fēng)向或者說定向。

尤其對(duì)于具有90°的風(fēng)向w而言，由于側(cè)向的迎流在吊艙2上產(chǎn)生大的作用面。此外，風(fēng)在此流到轉(zhuǎn)子葉片4的壓力側(cè)16上。然而需注意的是，圖3僅是圖解說明性的并且尤其優(yōu)選提出如下風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備具有一個(gè)處于6點(diǎn)鐘位置的轉(zhuǎn)子葉片和其它兩個(gè)處于10點(diǎn)鐘位置或2點(diǎn)鐘位置的轉(zhuǎn)子葉片。

由此產(chǎn)生：相反的迎流，即以270°，整體上表示對(duì)于風(fēng)能設(shè)備而言并非小得多的負(fù)荷。

圖3就此而言也圖解說明180°的風(fēng)向w，即針對(duì)從后方作用于吊艙的風(fēng)。這種負(fù)荷雖然與側(cè)向的風(fēng)的負(fù)荷相比是更小的，因?yàn)榈跖撋系淖饔妹媾c在側(cè)向的風(fēng)中相比也是更小的，但是風(fēng)能設(shè)備基本上針對(duì)來自前方的，即根據(jù)圖3具有0°或306°的風(fēng)來設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)子葉片4的所示出的順槳位置對(duì)于0°或360°的風(fēng)向w的風(fēng)而言與對(duì)于180°的風(fēng)向相比也是更有利的。

圖4示出負(fù)荷曲線b，所述負(fù)荷曲線可根據(jù)風(fēng)向w圖解說明可能的負(fù)荷變化。作為以在橫坐標(biāo)上的相應(yīng)的度數(shù)繪制的風(fēng)向w，以根據(jù)圖3的理解為基礎(chǔ)。因此，0°或360°是從前方作用到吊艙2或?qū)Я髡?0上的風(fēng)向。

圖4此時(shí)圖解說明在0°或360°時(shí)存在最小負(fù)荷bmin，其中曲線示出簡化的變化。在90°時(shí)假設(shè)為最大負(fù)荷，而在270°時(shí)假設(shè)類似高度的，僅略小的負(fù)荷。在180°時(shí)，負(fù)荷是更小的，但是仍然大于在0°時(shí)的最小負(fù)荷。

圖4的所圖解說明的曲線在此將所述負(fù)荷以負(fù)荷值bmax歸一化。也就是說，最大負(fù)荷bmax被設(shè)置為1。

此時(shí)提出：風(fēng)能設(shè)備不針對(duì)負(fù)荷bmax來設(shè)計(jì)，而是針對(duì)減小的負(fù)荷bmin來設(shè)計(jì)。

存在許多包括風(fēng)能設(shè)備的這種負(fù)荷的可行性。一個(gè)可行性在于，以在負(fù)荷臨界位置處出現(xiàn)的力為基礎(chǔ)。這種力能夠從多個(gè)臨界位置，即例如從葉片根部、塔頂、塔底部和軸頸固定處，記錄和整合。一種這樣的考慮基于圖4的所圖解說明的視圖。

在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，因此當(dāng)然需確保每個(gè)單獨(dú)的臨界位置即使在50年一遇的陣風(fēng)的情況下也不承受超過其負(fù)荷極限的負(fù)荷。但是對(duì)于選擇作為基礎(chǔ)的邊緣條件，根據(jù)圖4的這種整合視圖的考慮是有意義的，在所述邊緣條件中出現(xiàn)減小的最大負(fù)荷。最后，這些邊緣條件，即尤其吊艙的、轉(zhuǎn)子的和轉(zhuǎn)子葉片的定向，因此必須對(duì)于臨界的部件或所研究的位置中的每一個(gè)作為基礎(chǔ)。