特許 6169192 ロータブレード角の検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6169192

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】ロータブレード角の検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/26 20060101AFI20170713BHJP

   F03D 80/00 20160101ALI20170713BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/26 Z

   F03D80/00

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-554095(P2015-554095)

(86)(22)【出願日】2014年1月3日

(65)【公表番号】特表2016-505858(P2016-505858A)

(43)【公表日】2016年2月25日

(86)【国際出願番号】EP2014050058

(87)【国際公開番号】WO2014114474

(87)【国際公開日】20140731

【審査請求日】2015年9月1日

(31)【優先権主張番号】102013201163.6

(32)【優先日】2013年1月24日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512197272

【氏名又は名称】ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＷＯＢＢＥＮ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(74)【代理人】

【識別番号】100119415

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 充

(72)【発明者】

【氏名】シュトルテンヨハネス、ユルゲン

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５０２０９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｆ０３Ｄ ８０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力発電装置（１）のロータ（１０）のロータブレード（１６）の絶対ブレード角（α）の検出方法であって、以下の工程：
・風力発電装置（１）の前方に非接触型測定装置（２）を配置及び方向調整すること、
・測定装置（２）に対し風力発電装置（１）をそのアジマス位置について方向調整すること、但し、風力発電装置（１）のそのアジマス位置についての方向調整は、ロータブレード（１６）の距離測定が一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置において実行されるよう、実行される、ここで、ロータブレード（１６）の第１位置は第２位置と向い合う位置にある、
・風力発電装置（１）のロータ（１０）を回転すること、
・非接触型測定装置（２）によって、ロータブレード（１６）の軸方向位置において、ロータブレード（１６）のプロファイル（２６）又はその一部を走査及び検出すること、及び、
・プロファイル（２６）の走査の際に得られたデータからロータブレード（１６）の絶対ブレード角（α）を求めること、ここで、絶対ブレード角（α）はロータブレード（１６）が結合しているロータのブレードハブに関するロータブレード（１６）の角度をいう、
を含む方法。

【請求項2】

ロータブレード（１６）は、風力発電装置（１）のそのアジマス位置についての方向調整の際に、第１位置及び第２位置においてほぼ水平に配向される、即ち、第１位置においては３時位置に及び第２位置においては９時位置に又はその反対の関係に位置付けられる、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

非接触型測定装置（２）として、光学的測定装置（２）が使用され、及び、ロータブレード（１６）のプロファイル（２６）の走査及び／又は距離測定は、この測定装置（２）によって光学的に実行される、
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

夫々のロータブレード（１６）の１又は複数のプロファイル断面（２６）において走査が実行される、
請求項１〜３の何れかに記載の方法。

【請求項5】

測定装置（２）は少なくとも風力発電装置（１）の高さに相当する距離で風力発電装置（１）から離隔されて配置される、
請求項１〜４の何れかに記載の方法。

【請求項6】

ロータ（１０）が回転している間に走査が実行される、
請求項１〜５の何れかに記載の方法。

【請求項7】

関連するロータブレード（１６）がロータ（１０）の回転によってタワー（４）の前方を通過する間に走査が実行され、プロファイル（２６）ないしその一部の検出のための距離測定が実行される、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

風力発電装置（１）のそのアジマス位置についての方向調整は、以下のようにして、繰り返し実行される：
・一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置においてロータブレード（１６）の距離測定を実行する、
・次の段階において、第１位置と第２位置の距離（Ａ、Ｂ）が異なっていた場合、風力発電装置（１）がそのアジマス位置について方向調整される、及び、
・第１位置と第２位置の距離（Ａ、Ｂ）が等しくなるまで、距離測定及び方向調整が繰り返される、
請求項１〜７の何れかに記載の方法。

【請求項9】

ブレード調整が実行されない動作点及び／又は運転領域において風力発電装置（１）が運転される間に、絶対ブレード角（α）の検出が実行される、この場合、風力発電装置（１）は部分負荷で運転される、
請求項１〜８の何れかに記載の方法。

【請求項10】

風力発電装置のロータ（１０）のロータブレード（１６）の絶対ブレード角（α）を検出するための測定システムであって、測定装置（２）を含み、請求項１〜９の何れかに記載の方法を実行するよう構成されている測定システムであって、
・測定装置（２）は、風力発電装置（１）の前方に配置及び方向調整される非接触型測定装置（２）であり、
・風力発電装置（１）は、非接触型測定装置（２）に対しそのアジマス位置について方向調整され、但し、風力発電装置（１）のそのアジマス位置についての方向調整は、ロータブレード（１６）の距離測定が一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置において実行されるよう、実行され、ここで、ロータブレード（１６）の第１位置は第２位置と向い合う位置にあり、
・風力発電装置（１）は、ロータ（１０）を回転するよう構成され、及び、
・非接触型測定装置（２）は、ロータブレード（１６）の軸方向位置において、ロータブレード（１６）のプロファイル（２６）又はその一部を走査及び検出するよう構成され、
・測定システムは、更に、プロファイル（２６）の走査の際に得られたデータからロータブレード（１６）の絶対ブレード角（α）を求める設定装置を含む、ここで、絶対ブレード角（α）はロータブレード（１６）が結合しているロータのブレードハブに関するロータブレード（１６）の角度をいう、
測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風力発電装置のロータのロータブレードのブレード角（翼角）の検出方法に関する。更に、本発明は、風力発電装置のロータのロータブレードのブレード角の検出のための測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

とりわけ、少なくとも１つの、とりわけ３つの調整可能なロータブレードを有するいわゆる水平軸風力発電装置が本発明の基礎をなしている。これらのロータブレードは、可及的に適正な出力（電力）を風から取り出すために、又は風からの出力（電力）の取り出しをとりわけ風速が大きい場合に減少ないし制限するために、それらの角度即ちそれらの仰角を風に対し調整することができる。ロータブレードの角度を調整する場合、これはピッチング（ピッチ調整）とも称されるが、調整ユニットは、原理的に、実際のブレード角を検出することができる（なお、ブレード角（翼角）は本書においてはロータブレード角の概念と同義に使用されている）。しかしながら、これは、最初に、実際に存在するロータブレード角が調整ユニットによって求められた（計算ないし推定された）角度に合致される（abgeglichen）ことを前提としている。場合によっては、後に、そのような合致化（Abgleich）の繰り返しや修正（補正）が必要になることもある。

【0003】

とりわけ、ロータブレードが３つの場合、そのうちの１つが誤った角度即ち他の２つのロータブレードとは異なる角度を有すること、従って、調整ユニットによって求められたものとは異なる角度を有することが起こり得る。この場合、この角度ずれは持続的に存在し続ける。なぜなら、ロータブレード（複数）の更なる調整も常にこの誤った角度を出発点とするため、即ち、３つのすべてのロータブレードの対し、１つがずれているにも拘らず、同じ角度を出発点とするためである。このため、とりわけ、場合によって存在する軸受も、とりわけ回転軸に関し、非対称的に荷重を受ける。このため、効率の悪化に加えて、摩耗の増大も生じ得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＤＥ １００ ３２３ １４ Ｃ１

【特許文献2】ＤＥ １０ ２０１１ ０５３ ９６８ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このため、ドイツ特許ＤＥ １００ ３２３ １４ Ｃ１は、風力発電装置のタワーとその傍らを通過するロータブレードの間の距離測定を提案する。レーザ距離センサによるこの距離測定では、殆ど常時、この通過するロータブレードの距離従ってその輪郭の距離が検出される。レーザ距離測定装置は、相応にタワーに配設され、かくして、この距離測定従って通過するロータブレードの輪郭検出を実行することができる。

【0006】

次いで、ロータブレードの既知のプロファイルと検出された輪郭から、ロータブレードの実際の角度を求めることができる。そのような測定は風力発電装置のすべてのロータブレードに対して実行されるが、その間、ロータブレードの調整は実行されないため、その後に、これらのロータブレードのすべての角度の対比及び適合化（angeglichen）をすることができる。かくして、異なるブレード角が調整により生じることが回避される。

【0007】

しかしながら、この測定の際、距離測定によって検出される角度は、風力発電装置のアライメント（配向）によっても即ち風力発電装置の所謂アジマスアライメント（アジマス位置調整）によっても全体として影響を受ける。風力発電装置のこのアライメント（配向）、具体的にはとりわけロータを担持する風力発電装置のゴンドラ（ナセル）のアライメント（配向）ないしロータ軸のアライメント（配向）がレーザ測定センサのアライメント（配向）からずれる（逸れる）と、このずれにより、検出されるロータブレード角も変化する。これによって生じるエラーは、アジマス位置が測定中に変化されずに止まれば、風力発電装置のすべてのロータブレードに対し系統的に同じである。かくして、それにも拘らず、複数のロータブレード相互間の合致化（Abgleich）を実行することは可能である。

【0008】

更に、この特許は、レーザビームとハブの間の角度が既知の場合「真の」ブレード角をも求めることができることを記載している。

【0009】

しかしながら、ハブと測定センサの間の角度をそのように求めることは、この測定の精度に対し大きな要求が出される場合には何れにせよ、困難であり得る。ブレード角の測定即ち輪郭の走査のためのブレードに対する距離測定のための精度向上は、すべてのロータブレードの１ないし複数の測定の繰り返しによって達成することは可能ではある。しかしながら、これによって向上できるのは、複数のロータブレード相互のブレード角の精度だけである。換言すれば、この場合、相対ブレード角が検出され、その精度のみを向上することができる。ここで、相対ブレード角とは、それ（当該特定のロータブレード）以外のロータブレードに関するブレード角と理解されるべきものである。かくして、絶対ブレード角の検出は、少なくとも精度に関しては依然として問題がある。

【0010】

ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権主張の基礎出願について、以下の先行技術を調査した：ＤＥ １０ ２０１１ ０５３ ９６８ Ａ１。

【0011】

それゆえ、本発明の課題は、上述の問題の少なくとも１つに対処することである。とりわけ、絶対ブレード位置の可及的に正確な検出のための解決策の提案が意図されている。少なくとも、代替的な解決策の提供が意図されている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に応じ、風力発電装置のロータのロータブレードの絶対ブレード角（翼角）を検出するための請求項１に記載の方法が提案される。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点により、風力発電装置のロータのロータブレードの絶対ブレード角の検出方法が提供される。この方法は、以下の工程：
・風力発電装置の前方に非接触型測定装置を配置及び方向調整すること、
・測定装置に対し風力発電装置をそのアジマス位置について方向調整すること、但し、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整は、ロータブレードの距離測定が一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置において実行されるよう、実行される、ここで、ロータブレードの第１位置は第２位置と向い合う位置にある、
・風力発電装置のロータを回転すること、
・非接触型測定装置によって、ロータブレードの軸方向位置において、ロータブレードのプロファイル又はその一部を走査及び検出すること、及び、
・プロファイルの走査の際に得られたデータからロータブレードの絶対ブレード角を求めること、ここで、絶対ブレード角はロータブレードが結合しているロータのブレードハブに関するロータブレードの角度をいう、
を含む（基本構成）。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の方法では、各ロータブレードについての絶対ブレード角が検出される。ここで、絶対ブレード角とは、関連するロータブレードが結合しているブレードハブに関するロータブレードの角度をいう。従って、ブレードハブは、夫々のブレード角のための参照基準を構成する。

【0014】

本書において提案されるブレード角の正確な検出は、原理的に、ロータブレード角が固定された風力発電装置にも可変の風力発電装置にも適用可能である。更に、本発明の方法は、複数のロータブレードが個別に調整される風力発電装置にも適用可能である。

【0015】

かくして、最初に、非接触型測定装置が風力発電装置の前方に配置され、相応に風力発電装置に対して方向調整（配向：ausrichten）されることが提案される。次の段階で、風力発電装置がそのアジマス位置について測定装置に対して方向調整（配向アライメント）される。即ち、ロータが回転（回動）可能に支持されて配設されているゴンドラのアジマス位置の方向調整が実行される。この方向調整は、とりわけ、ロータ面が測定装置と風力発電装置、とりわけ風力発電装置のタワー中心点ないしマスト中心点、の間の光軸に対し直角に方向調整（ないし配向）されるよう、実行される。ここで、ロータ面とは、ロータブレードが運動する面であり、ないしは、ロータブレードが撓み（曲げ）及び／又は傾斜状態のために正確には１つの面内を運動しない場合には少なくともロータブレードの翼端が運動する面である。更に、ロータ面と光軸の間のこの直角は、平面図におけるものとして理解すべきである。この場合、垂直（鉛直）の状態にあるロータ面を出発点とする。しかしながら、ロータ軸が正確には水平に延伸せず（水平面に対し）少々傾斜していることにより、ロータ面が少々傾いている場合には、その代わりに、ロータ面における水平な直線を考慮してもよい。

【0016】

風力発電装置がこの意味で測定装置に対し方向調整ないし整合（アライメント）されている場合、即ちとりわけ可及的に正確に方向調整されている場合、測定のために、ロータはそのロータ軸の周りで回転されることができる。このとき、ロータブレードのプロファイル（輪郭：Profil）は、非接触型測定装置によって、予め設定される高さ（予設定高さ）において、即ち、ロータブレードの予め設定される軸方向位置（の表面）において、走査及び検出される。この場合、走査は、測定装置からロータブレードへの距離が連続的に測定されるよう、実行される。その際、測定装置の配向（アライメント）は一定に維持される。かくして、ロータブレードのプロファイルは、測定装置に対する距離の変化をもたらし、従って、この距離変化は相応の位置ないし高さにおけるロータブレードのプロファイルを与える。この場合、関連する位置におけるロータブレードのプロファイル全体が検出されるのではなく、その測定装置を指向する側（表面）のみが検出される。尤も、その検出結果から及び取り付けられたロータブレードの既知のプロファイルの知識（データ）においてブレード角を求めるためには、とりわけ計算する（算出する）ためには、これで十分である。

【0017】

有利には、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向（方位）調整ないし整合（アライメント）は、一定のアジマス設定（値）の下で第１位置及び第２位置においてロータブレードの距離測定が実行されるように、実行されるが、この場合、ロータブレードの第１位置は第２位置に向い合う位置にある。即ち、第１位置と第２位置は、原理的に、垂直（鉛直）鏡面に関し互いに対し鏡像対称的関係にある。例えば、第１位置は５時位置に第２位置は７時位置に位置すること、又はその反対の関係で位置することができる。同様に、第１位置及び第２位置ないしその反対に対し夫々４時位置及び８時位置を考慮することができる。更なる例としては、２時位置と１０時位置を挙げることができる。尤も、これらは単なる例であるが、好ましくは、３時位置と９時位置が、即ち風力発電装置の配向に関しロータブレードがこれら２つの位置において夫々水平に延在することが提案される。かくして、ロータブレードが第１位置に位置するとき、測定装置から該ロータブレードの予め設定される点（予設定点）への距離測定が実行される。次いで、ロータが回転することにより、該ロータブレードは反対側の位置に即ち第２位置に移動する。そして、測定装置から、今や第２位置に位置するロータブレードの該予設定点への第２の距離測定が実行される。これら２つの距離測定が同じ値を与える場合、それは、ロータ面がタワーに関し測定装置の光軸に対し横方向（直交方向）にあることを意味する。この場合、風力発電装置はそのアジマス位置について測定装置に対し正確に方向（位置）整合されており、そのため、アジマス位置は更なる測定に対して変化されない、即ち、風力発電装置はこのアジマス位置に固定される。次いで、ロータが回転された後、少なくとも１つのブレード或いは複数のブレードが走査され、プロファイルが測定され、角度が求められる。なお、この角度は、場合によって行われ得るアジマス調整はなく、従ってこれを考慮する必要もないため、絶対角度である。更に、相応に、各ロータブレードをその迎角に関し調整するための場合によって存在し得る設定装置によって、合致化（Abgleich）も実行することができる。更に、相応に、該設定装置は、それが存在すれば、各ロータブレードをその角度について正しく設定することができる。

【0018】

有利には、ロータブレードの予設定点（これに対して、風力発電装置の方向整合のための距離測定が実行される）は、ブレード軸方向において、ロータブレードのほぼ中央部、とりわけハブの翼根領域から翼端の方向に測って凡そ４０〜６０％の領域に位置する。

【0019】

かくして、第１位置における予設定点が第２位置における同じ予設定点から極めて大きく離隔されており、そのため、僅かなアジマス角としての僅かなアジマス位置変化がこの予設定点に対する大きな距離変化をその都度もたらすため、方向調整の際に高精度を達成することができる。同時に、そのような測定点をロータブレードの翼端の近くに設定することが回避されるため、ロータブレードの撓みによる場合により生じる不正確さが排除されるか、少なくとも小さな範囲に留められる。ここで考慮されることは、場合によってあり得るロータブレードの撓みは、たとえ僅かであっても、翼端の領域におけるロータブレードの逸れとして極めて大きく現れるということである。これに対し、軸方向においてロータブレードのほぼ中央部に配置されている点に対しては、場合によって生じ得る逸れは無視することができる。

【0020】

本発明の一実施形態に応じ、走査は各ロータブレードの１又は複数のプロファイル断面について実行することが提案される。このため、ロータブレードは少なくとも（１つの）（その）軸方向位置において、詳しくはロータブレードの軸方向延伸（縦軸：Ausdehnung）に対し横方向に、走査される。これは、プロファイル断面の走査として理解されるものである。なぜなら、この位置におけるロータブレードの縦（長手）延伸に対する横方向のこの走査によって、この位置におけるロータブレードの断面であって、この断面におけるロータブレードのプロファイル（輪郭）を示すもの、プロファイル断面と称される、が検出されるからである。あるプロファイル断面の走査に加えて、ロータブレードの他の軸方向位置における更なるプロファイル断面を走査することにより、場合によって生じ得るエラーを最小化することができる。有利には、２、３又は４以上のプロファイル断面が各ロータブレードについて走査される。この場合、走査は、風力発電装置の各ロータブレードにおいて夫々同じプロファイル断面について実行される。

【0021】

本発明の有利な一実施形態は、測定装置が風力発電装置から離隔されて配置されることを提案する。有利には、光学的測定装置が、とりわけレーザ測定装置が、使用される。測定装置は、例えば風力発電装置のタワー脚部（基底部）を基準として、風力発電装置から所定距離離隔したところに配置されるが、この距離は少なくとも風力発電装置の高さに対応する。ここで、風力発電装置の高さとは、地面（地表）に対するロータ軸の高さとして理解されるものである。ロータ軸が少々傾斜している場合には、有利には、ロータハブの領域におけるロータ軸の高さが使用される。（離隔）距離としては、少なくとも風力発電装置の高さの２倍が選択されると好都合であるが、更に好ましくは、少なくとも風力発電装置の高さの３倍が（離隔）距離として選択される。かくして、測定装置からの光軸が著しくは傾斜しないで延伸し、以て、その都度走査されるべきロータブレードに対し所望の角度をなすことを達成することができる。

【0022】

有利には、ロータブレードのプロファイルの検出のためのロータブレードの走査は、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整（配向）に既に使用されていたものと同じ測定装置によって実行される。かくして、ロータブレードの走査のためにも、風力発電装置の方向調整のためにも、距離測定のためのこの測定装置を使用することができる。

【0023】

有利には、ロータブレードのプロファイル又はその一部の走査及び検出は、ロータが回転している間に、とりわけ関連するロータブレードがロータの回転によってタワーの前方を通過する間に、実行され、その際、とりわけ、プロファイルないしその一部の検出のために連続的な距離測定が実行される。かくして、走査の際に、測定装置は一点に対し配向（方向ないし位置合わせ）されることができ、この配向（状態）は、測定中、維持することができる。ロータブレードは、このとき原理的に、測定装置ないし固定された測定点の傍らを通り過ぎるよう回転するため、走査はプロファイル断面に沿って実行することができる。ロータブレードがロータの回転によってタワーの前方を通過する位置における好ましい測定によって、実質的に、垂直に（鉛直に）延在するロータブレードについて測定が行われるため、風力発電装置の前方の地面に配置された測定装置に対するとりわけ好都合な角度が得られる。更に、この位置では、最小の風を見込むことができる。なぜなら、ロータブレードは下側に位置しているからであり、タワー自体がその前方に対しある種の風の陰（Windschatten）ないし風の減衰（ないし減少）を生成するからである。かくして、測定装置によって連続的測定を実行することにより、プロファイルを可及的に正確に測定すること、以って、所望のロータブレード角を可及的に正確に計算することができる。デジタル式の測定及び／又はデジタル式の評価は有利であるが、その限りにおいて、連続的測定とは、大きな走査速度で走査を行う測定としても理解されるものである。連続的測定には、その限りにおいて、デジタル式測定も含まれる。

【0024】

有利には、風力発電装置のそのアジマス位置においての方向調整（配向）は繰り返し実行される。このため、最初に、一定のアジマス設定（値）（Azimutstellung）の下で、第１位置におけるロータブレードの距離測定と第２位置におけるロータブレードの距離測定が実行される。この場合、アジマス設定（値）は固定されるか、又は、少なくとも、アジマス位置の変化が生じないこと及び両位置において同じアジマス位置が存在することが監視される。

【0025】

次の段階において、測定装置に対する両位置（第１位置及び第２位置）の距離が異なっていた場合、風力発電装置はそのアジマス位置について方向（位置）調整される。この場合、距離測定及び方向調整は、両位置の距離が等しくなる（これにはその差異が許容範囲内に含まれる場合も含まれる）までの間、繰り返し行われる。なお、異なるロータブレードを用いた両位置の測定は、風力発電装置の方向調整（配向）のためにも、原理的には、実行することができる。この場合、例えば、３つのロータブレードを有するロータが検査される場合、例えばある１つのロータブレードが４時位置にあり、他の１つのロータブレードが８時位置にあるとき、測定は、ロータの回転なしで実行することができるであろう。尤も、この場合問題となるのは、両方のロータブレードにおいて、実際に、同じ点において、とりわけロータブレード軸の同じ位置において、夫々測定が行われることを保証することである。この問題を解決するための可能な方策の１つは、予め、例えばロータブレードの取付けの前に、１又は複数のそのような距離測定点をロータブレードに描く（表示する）こと、又は、少なくとも、測定装置がそのような点を特定できるようにマーキングすることであろう。この場合、距離測定は、ロータの回転がなくても、実行できるであろう。

【0026】

本発明の有利な一実施形態に応じ、ブレード調整が実行されない動作点及び／又は運転領域において、とりわけその際に風力発電装置が部分負荷で運転される動作点及び／又は運転領域において、風力発電装置が運転されている間に、ブレード角の検出を実行することが提案される。

【0027】

なお、運転領域とは、とりわけ、回転数（回転速度）領域及び／又は出力領域として理解されるものである。

【0028】

有利には、風力発電装置がある動作点及び／又は運転領域において運転されている間にブレード角の検出が実行されるが、この場合、ロータブレード角が調節可能に構成された風力発電装置では、ブレード調整が実行されない動作点ないし運転領域が、とりわけ風力発電装置が部分負荷領域で動作する程に小さい風速で当該風力発電装置が運転される動作点ないし運転領域が、選択される。かくして、測定は、何れにせよ風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整後には、ロータが風によって駆動されて回転している間に、簡単に実行することができる。また、ロータが、風力発電装置の発電機がモータ運転モードで運転されることによって目的に合致するよう（目標を定めて）回転されることが、選択的に提案される。

【0029】

本発明に応じ、請求項１０に記載の風力発電装置のロータの１又は複数のロータブレードのブレード角の検出のための測定システムも提案される。そのような測定システムは、風力発電装置に加えて、風力発電装置の前方の地面に位置決め及び方向調整される測定装置、とりわけ光学的測定装置を含む。測定システムは、少なくとも上述の実施形態の１つに応じた方法を実行するよう構成されている。

【0030】

測定装置の方向調整（配向）のために、とりわけ風力発電装置のそのアジマス位置についての上述の方向調整を実行するための測定装置の方向調整のためにも、本発明の一実施形態に応じた測定システム、とりわけ測定装置は、予設定位置においてロータブレード上の特定点に目標を定めた方向調整を可能にする照準光学系を含む。とりわけ、そのような照準光学系は、ロータブレードが停止している間に、測定装置をロータブレード上のマーキングに対し方向調整するよう構成・適合化されている。

【0031】

ここに、本発明の好ましい実施の形態を示す。
（形態１）上記基本構成参照。
（形態２）上記の方法において、ロータブレードは、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整の際に、第１位置及び第２位置においてほぼ水平に配向される、即ち、第１位置においては３時位置に及び第２位置においては９時位置に又はその反対の関係に位置付けられることが好ましい。
（形態３）上記の方法において、非接触型測定装置として、光学的測定装置が、とりわけレーザ測定装置が、使用され、及び、ロータブレードのプロファイルの走査及び／又は距離測定は、この測定装置によって光学的に実行されることが好ましい。
（形態４）上記の方法において、夫々のロータブレードの１又は複数のプロファイル断面において走査が実行されることが好ましい。
（形態５）上記の方法において、測定装置は風力発電装置から離隔されて配置される、とりわけ、少なくとも風力発電装置の高さに相当する、有利には少なくとも風力発電装置の２倍の高さに相当する、とりわけ少なくとも風力発電装置の３倍の高さに相当する距離のところに配置されることが好ましい。
（形態６）上記の方法において、ロータが回転している間に走査が実行されることが好ましい。
（形態７）上記の方法において、関連するロータブレードがロータの回転によってタワーの前方を通過する間に走査が実行され、プロファイルないしその一部の検出のための距離測定が実行されることが好ましい。
（形態８）上記の方法において、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整は、以下のようにして、繰り返し実行される：
・一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置においてロータブレードの距離測定を実行する、
・次の段階において、第１位置と第２位置の距離が異なっていた場合、風力発電装置がそのアジマス位置について方向調整される、及び、
・第１位置と第２位置の距離が等しくなるまで、距離測定及び方向調整が繰り返されることが好ましい。
（形態９）上記の方法において、ブレード調整が実行されない、とりわけ風力発電装置が部分負荷で運転される、動作点及び／又は運転領域において風力発電装置が運転される間に、絶対ブレード角の検出が実行されることが好ましい。
（形態１０）風力発電装置のロータのロータブレードの絶対ブレード角を検出するための測定システムであって、測定装置、とりわけ光学的測定装置を含み、上記形態１〜９の何れかの方法を実行するよう構成されている測定システムであって、
・測定装置は、風力発電装置の前方に配置及び方向調整される非接触型測定装置であり、
・風力発電装置は、非接触型測定装置に対しそのアジマス位置について方向調整され、但し、風力発電装置のそのアジマス位置についての方向調整は、ロータブレードの距離測定が一定のアジマス設定の下で第１位置及び第２位置において実行されるよう、実行され、ここで、ロータブレードの第１位置は第２位置と向い合う位置にあり、
・風力発電装置は、ロータを回転するよう構成され、及び、
・非接触型測定装置は、ロータブレードの軸方向位置において、ロータブレードのプロファイル又はその一部を走査及び検出するよう構成され、
・測定システムは、更に、プロファイルの走査の際に得られたデータからロータブレードの絶対ブレード角を求める設定装置を含む、ここで、絶対ブレード角はロータブレードが結合しているロータのブレードハブに関するロータブレードの角度をいう、
測定システムも有利に提供される。
以下に、本発明の実施例を添付の図面を参照して例示的に詳細に説明する。なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】風力発電装置と測定装置を有する測定システムの一例。

【図2】ロータブレードの運動時におけるロータブレードの（１つの）プロファイル断面（翼型）の走査の一例の模式図。

【図3】アジマス位置が方向調整（アライメント）されていない風力発電装置の一例の模式図。

【図4】アジマス位置が方向調整（アライメント）されている風力発電装置の一例の模式図。

【図5】本発明に応じて適合化された角度の一例の詳細平面図。

【実施例】

【0033】

図１は、風力発電装置１と測定装置２の模式的側面図であり、これらは併せて実質的に一実施例の測定システムを構成する。風力発電装置１は、タワー中心軸６を有するタワー４を有し、このタワー４（の頂部）には、ロータ１０を有するゴンドラ（ナセル）８が配設されている。ロータ１０は、実質的に水平に延在するロータ軸１２の周りで回転可能に支承されている。この場合、ロータ１０は、スピナ１４を有するハブを有し、このスピナ１４には３つのロータブレード１６が配設されている。このうち１つのロータブレード１６は下方を指向し、従って、６時位置に位置している。他の２つのロータブレード１６は斜め上方を指向し、１０時位置又は２時位置に位置している。

【0034】

測定装置２は、下側に位置するロータブレード１６のほぼ中央領域に位置調整（配向ないし指向）されているが、その様子は光ラインないし光軸（optisch Linie）１８によって示されている。この光ライン１８は、ロータブレード１６において光学的測定を実行するためのレーザビームも表している。この場合、測定装置２は、ロータ軸１２に関する風力発電装置１のほぼ２倍の高さに相当する距離だけ離れて風力発電装置１の前方の地面に載置されている。

【0035】

ロータブレード１６は、夫々、ハブないしスピナ１４に取り付けるための翼根２０と、翼端２２を有する。なお、これについては、図１には、下側のロータブレード１６についてのみ示されている。図１は、３つのロータブレード１６の配置を示しているが、そのうち上側に示されている２つのロータブレード１６は、これらの視認性をより良好にするために、更に説明の容易化の観点からも、少々斜めにずらして示されている。風力発電装置１とロータ１０を正確な側面図で示すとすれば、上側においては、１つのロータブレードしか視認できないであろう。

【0036】

図２は、図１のシステムないし配置に関し上方から見たという意味でロータブレード１６のプロファイル断面（翼型）２６の平面図を原理的説明として示す。尤も、図２と図１の寸法比は、見易さの観点から異なるものが選択されている。図２では、プロフィル断面は、ロータブレード１６の縦軸位置に関し走査点２４の高さにおけるものが対象とされている。この走査点４は、説明のために、図１にも示されているが、これは、光ライン１８ないし例えばロータブレード１６に対する走査のためのレーザビーム１８が入射する点である。

【0037】

図２は、破線で記載された２つのプロファイル断面２６’も示しているが、これらのプロファイル断面２６’は、ロータブレード１６の運動のために異なる位置にあるプロファイル断面２６従ってロータブレード１６を示す。図２には、運動方向２８が示されている。運動方向２８は、定義に従ってロータ１０のロータ面内に位置する。

【0038】

光ライン１８は、運動方向２８に対し直角をなしている。

【0039】

かくして、測定装置２は、ロータブレード１６の運動によって、プロファイル断面２６を走査することができ、少なくともプロファイル断面２６の測定装置２を指向する側を走査することができる。かくして、プロファイル断面２６のこの部分が検出（測定）され、かくして、運動方向２８に対する従ってロータ面に対するプロファイル断面２６の位置従ってロータブレード１６の位置が検出される。

【0040】

図２では、プロファイル断面２６ないしロータブレード１６には、例えばプロファイル断面（翼型）２６の翼弦（Sehne）に対応し得る１つの配向（Ausrichtung）３０が割り当てられている。なお、ここでは、説明のために例として翼弦３０に言及したが、配向としては直線も定義することができる。かくして、走査されたプロファイル断面２６ないしその走査された部分から、プロファイル断面の位置従って配向３０即ち翼弦３０の位置、詳しくはロータ面ないし運動方向２８に関するそれらの位置が分かる。これは、角度αによって表すことができる。この場合、この角度αは、運動方向２８と配向３０ないし翼弦３０の間の角度として示されている。

【0041】

ブレード角（翼角）α即ち配向３０と運動方向２８の間の角度従って配向３０ないし翼弦３０とロータ面の間の角度は、この場合、光ライン１８がロータ面に対し直角をなすことないし図２に示された状態では運動方向２８に対し直角をなすことを前提として計算によって求められる。

【0042】

このために、図３及び図４について説明するように、同様に測定装置２によって実行されることができる方向調整（配向アライメント）が必要である。図３は、まだそのアジマス位置が方向調整されていないゴンドラ８を平面図で示す。検出及び最終的に方向調整の実行のために、測定装置２によって、ロータブレード１６への距離が、詳しくはロータブレード１６がその都度水平位置に位置する場合に、その都度検出される。ロータブレード１６が図示左側の位置にある場合、これは第１位置と称することもできるが、ロータブレード１６の測定点３２について、測定装置２への距離Ａが測定される。ロータブレードが図示右側の水平位置にある場合、これは第２位置と称することもできるが、同じ測定点３２について、距離Ｂが測定される。

【0043】

距離Ｂが距離Ａより大きいことは図３から容易に分かる。これに応じて、ゴンドラはそのアジマス位置（方位角）が位置（方位）調整される必要がある。ロータブレード面と称することも可能なロータ面は、まだ光ライン１８に対し直角をなしていない。

【0044】

なお、図１〜図５において同じ図面参照符号が使用されてはいるが、必ずしも全く同一の構成要素又は寸法比が存在しているないし図示されているとは限らないことを、念のため指摘しておく。

【0045】

図４は、基本的に、図３におけると同じ状態を示すが、距離Ａ及びＢが同じであるという点において相違する（その限りにおいて、図４におけるＡ及びＢは、図３の距離Ａ及びＢとはそれらの値は同一ではない）。風力発電装置は、具体的にはゴンドラは、そのアジマス位置が測定装置２に対し方向調整（アライメント）されており、ロータ面は光ライン１８に対し直角をなしている。このため、図４の平面図においては、光ライン１８とロータ軸１２は重なり合っている。アジマス位置は、留めること、とりわけ固定することが可能であり、図１及び図２に関連して説明したロータブレード１６の走査を実行することができる。

【0046】

図５は、光軸１８とロータ面３４の方向調整（アライメント）を、図４の平面図に関連して説明する。このため、ロータ面３４と光軸１８の間には直角が存在する（ロータ面３４と光軸１８は直交している）。なお、図１に示されているように、横から見た場合には勿論、光軸１８とロータ面の間に直角が存在している必要はないことを念のため指摘しておく。この場合、光ラインが即ちとりわけレーザビームがロータ面３４に完全に直角に入射するほど高い位置に測定装置２が配置される場合を別とすれば、そのような直角は存在しないのが通常である。

【0047】

ロータ面３４に対するロータブレード１６ないしプロファイル断面（翼型）２６の検出角αは、光ライン１８とロータ面３４の間に９０°の角度が維持されているときに、求めることができる。

【0048】

その他の点では、ロータブレードの表面（外周面）ないしプロファイル断面の走査（の結果）からロータブレードの位置ないし相対角度を求めることについては、上掲ドイツ特許ＤＥ １００ ３２３ １４ Ｃ１が参照される。走査されたプロファイルから角度を決定することをこの文献において求めることはできるが、本発明により、他のロータブレードに対する相対角度の表示データ（Angaben）を超える絶対ブレード角αを、可及的に正確なアジマスアライメント（アジマス位置調整）に基づいて、求めることが提案される。そのために、風力発電装置に対し具体的にはとりわけタワー中心点に対し正確に方向調整（アライメント）されている地面を基準とする測定システムとりわけ地面を基準とする測定装置２が提案される。更に、風力発電装置の正確なアジマスアライメントであって、その後に実行される測定から絶対ブレード角αを求めることができるものが提案される。この場合、本発明により提案されるゴンドラのそのアジマス位置の方向（方位）調整（アライメント）は、アジマス位置調整システムからの、場合によって存在する、というより一般的に存在する、エラーを含む位置値を必要とせず、反対に、地面を基準とする測定センサないし地面を基準とする測定装置を使用できる有利なかつ正確に実行可能なシステム及び方法を提案する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】