(57)【要約】      （修正有）【課題】風力タービンおよび／または風力タービン翼の上の複数の負荷管理デバイスの一部のみを作動させるためのシステム、装置、および方法を提供すること。【解決手段】作動シーケンスは、付け根−先端作動シーケンス、先端−付け根作動シーケンス、最大分布負荷作動シーケンス、ランダム作動シーケンス、サイクルカウント作動シーケンスで、さらに２つ以上の作動シーケンスの組合せが、所望の結果を達成するために利用されてもよい。システムは、動作条件にしたがって適切な翼ベース作動シーケンスまたはロータベース作動シーケンスを選択してもよく、複数の作動シーケンスを交互に利用してもよく、風力タービンの複数の翼間においてそれぞれ異なる作動シーケンスを利用してもよい。負荷管理デバイスは、それぞれ異なる最大高さまたは可変高さへと作動されるように構成されてもよい。【選択図】図４
2014181710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エーロフォイル上の負荷管理デバイスを作動させるための方法であって、
エーロフォイル制御デバイスにより、エーロフォイルにおける動作条件を判定するステップと、
前記エーロフォイル制御デバイスにより、前記動作条件に応じて作動すべき負荷管理デバイスの個数を判定するステップであって、作動すべき負荷管理デバイスの前記個数は、前記エーロフォイル上の複数の負荷管理デバイスの中の全数未満である、ステップと、
前記エーロフォイル制御デバイスにより、前記個数の負荷管理デバイスを作動させるための作動シーケンスを決定するステップと、
前記エーロフォイル制御デバイスにより、前記決定された作動シーケンスにしたがって前記個数の負荷管理デバイスを作動させるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記複数の負荷管理デバイスは、可変高さまで作動されるように構成され、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップは、第２の負荷管理デバイスとは異なる高さへと第１の負荷管理デバイスを作動させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記作動シーケンスは、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記個数の最も内側の負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、付け根−先端作動シーケンスである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エーロフォイルは、風力タービンの一部であり、前記エーロフォイルにおける前記動作条件を判定する前記ステップは、前記風力タービンのロータ速度を判定するステップを含み、前記個数の最も内側の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップは、前記風力タービンの前記ロータ速度が最大定格ロータ速度であるという判定に応答する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記作動シーケンスは、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記エーロフォイル上の前記個数の最も外側の負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、先端−付け根作動シーケンスである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エーロフォイルは、風力タービンの一部であり、前記エーロフォイルにおける前記動作条件を判定する前記ステップは、前記風力タービンのロータ速度を判定するステップを含み、前記個数の最も外側の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップは、前記風力タービンのロータ速度が最大定格ロータ速度未満であるという判定に応答する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エーロフォイルにおける前記動作条件を判定する前記ステップは、前記複数の負荷管理デバイスのそれぞれの位置において前記エーロフォイルに対して作用する空力負荷を判定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記作動シーケンスは、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記判定された空力負荷の最大負荷位置に配設された負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、最大分布負荷シーケンスである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記エーロフォイル制御デバイスにより、前記複数の負荷管理デバイスが以前に作動された回数を示すサイクルカウントを判定するステップであって、前記作動シーケンスは、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記判定されたサイクルカウントの最小サイクルカウントを有する負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、サイクルカウント作動シーケンスである、ステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記作動シーケンスは、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記個数のランダムに位置する負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、ランダムシーケンスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
風力タービンの翼上の負荷管理デバイスを作動させるための方法であって、
翼制御デバイスにより、前記風力タービンの動作条件を判定するステップと、
前記風力タービンの複数の翼の中の各翼について、
前記翼制御デバイスにより、前記動作条件にしたがって前記翼上の作動すべき負荷管理デバイスの個数を判定するステップであって、作動すべき負荷管理デバイスの前記個数は、前記翼上の複数の負荷管理デバイスの全数未満である、ステップと、
前記翼制御デバイスにより、前記翼上の前記個数の負荷管理デバイスを作動させるための作動シーケンスを決定するステップと、
前記翼制御デバイスにより、前記決定された作動シーケンスにしたがって前記個数の負荷管理デバイスを作動させるステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記複数の翼の中の第１の翼に対する作動シーケンスが、前記複数の翼の中の第２の翼に対する作動シーケンスとは異なる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の翼に対する前記作動シーケンスは、前記第１の翼上の前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記個数のランダムに位置する負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、ランダムシーケンスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の翼に対する前記作動シーケンスは、前記第２の翼用の前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記個数の最も内側の負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、付け根−先端シーケンスである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の翼用の前記作動シーケンスは、前記第２の翼用の前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップが、前記個数の最も内側の負荷管理デバイスを作動させるステップを含むような、先端−付け根シーケンスである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の負荷管理デバイスは、可変高さまで作動されるように構成され、前記個数の負荷管理デバイスを作動させる前記ステップは、第２の負荷管理デバイスとは異なる高さへと第１の負荷管理デバイスを作動させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
風力タービンの翼上の偏向板を作動させるための方法であって、
制御装置により、前記風力タービンにおける動作条件を判定するステップと、
前記制御装置により、前記動作条件にしたがって前記風力タービン上の作動すべき偏向板の総数を判定するステップであって、作動すべき偏向板の前記総数は、前記風力タービン上の複数の偏向板の全数未満である、ステップと、
前記制御装置により、前記風力タービン上の前記個数の偏向板を作動させるための作動シーケンスを決定するステップと、
前記制御装置により、前記風力タービン上の前記個数の偏向板を作動させるステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記制御装置により、前記風力タービンの複数の翼の中のそれぞれの上の作動すべき偏向板の個数を判定するステップであって、前記複数の翼の中のそれぞれの上の作動すべき偏向板の前記個数は、前記風力タービン上の作動すべき偏向板の前記総数と同一である、ステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の翼の中の第１の翼に対する作動シーケンスが、前記複数の翼の中の第２の翼用の作動シーケンスとは異なる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の翼の上のある個数のランダムに位置する偏向板を作動させるステップであって、偏向板の前記個数は、その合計が、前記第１の翼上において作動すべき偏向板の個数となる、ステップと、
前記第２の翼の上のある個数の最も内側の偏向板を作動させるステップであって、最も内側の偏向板の前記個数は、その合計が、前記第２の翼上において作動すべき偏向板の前記判定された個数となる、ステップと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[001]本出願は、一般的には風力タービンの設計および制御に関する。より詳細には、本発明のいくつかの態様は、風力タービンの空力学的作用の変更に関する。
【背景技術】
【０００２】
[002]化石燃料および他の従来的なエネルギー源は、それらの入手可能性の低下および環境に対する悪影響により、支持率が低下し続けている一方で、クリーンな再生可能エネルギー源が、急速な成長を見せている。今後数年のうちに、これらの化石燃料が不足状態になり続けることにより、およびかかるエネルギー源の環境的影響に関する知識が得られるようになることにより、クリーンな再生可能エネルギーに対する需要は増加し続けるであろう。かかるクリーンな再生可能エネルギー源の１つが、風力である。例えば、風からの運動エネルギーが、例えば風力タービンなどを使用することにより、電気へと変換され得る。したがって、電気は、これらの高額かつ環境的危険性を有する化石燃料のいずれを燃焼することもなく生成され得る。
【０００３】
[003]風力タービンは、それらの翼の受風面積に比例した出力を生成する。したがって、風力タービン翼の長さ（例えば翼長）を長くすることにより、より多大なエネルギーが生成され得る。しかし、風力タービン用のロータ属性（ロータの直径など）の選択は、弱風時により多大なエネルギーを生成するためのより長い翼と、強風時に負荷を制限するためのより短い翼との間における、設計トレードオフとなる。より長い翼を有する風力タービンは、受風面積を増大させるため、これによってより多大な出力を生成する。しかし、高風速時には、より長い翼を有する風力タービンは、その構成要素に対してより高い要求を課し、構成要素の損傷を回避するためにタービンを運転停止しなければならない状況をより多く生み出す。風速平均が損傷を引き起こすほど高くはない状況であっても、周期的な突風が、風の速度および方向を共に変え、設備に損傷を与えるのに十分な強さとなり得る力を印加し得る。
【０００４】
[004]出力の上昇、運転停止の減少、および構成要素に対する損傷例の減少において様々なレベルの成功を伴ったアプローチが、試みられてきた。例えば、ピッチ制御が、翼のピッチ（すなわち翼の角度）を変更するために利用されている。ピッチ制御型風力タービンにおいては、タービン上の電子制御装置が、タービンの出力を確認する。出力が、あるしきい値を超過する場合には、翼ピッチ機構が、動翼を回転させることにより動翼に対する負荷を減少させる。これらの翼は、後に風が再びおさまると、回転されて戻される。しかし、ピッチ制御は、風の変化に対する応答がかなり遅くなり得るため、急激な突風により与えられる負荷に対しては比較的効果が低い。
【０００５】
[005]失速制御が、もう１つのアプローチであり、これは、より高い出力を達成し、運転停止および構成要素に対する損傷を減少させようという試みにおいて利用されてきた。受動タイプの失速制御型風力タービンにおいては、動翼は、固定角度配向でハブに対して取り付けられる。失速制御は、翼の形状が、風速があるしきい値を超過する場合に翼が空力学的失速（揚力の消滅）状態になるような形状であることによって、受動的に実現される。能動タイプの失速制御型風力タービンが存在する。かかるシステムにおいては、動翼は、翼に沿って失速を生じさせるように調節される。しかし、これらの両タイプの失速制御システムは、最適化が困難かつ応答が遅くなり得るため、所望を下回る結果予測性を被り得る。これらの欠点は、不規則な風および突風を伴う条件においては誇張される。
【０００６】
[006]可変長動翼システムもまた、より高い出力を達成し、被る運転停止および構成要素に対する損傷を減少させる試みとして利用されてきた。かかるシステムにおいては、風力タービン動翼は、その長さを風速に基づき調節し得るように、伸縮式である。これは、動翼が、弱風条件においてはより高い出力を生成するように延伸され、強風条件においてはより低い負荷へと収縮され得る点で、有利となる。「Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｎｇ  Ｗｉｎｄ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｂｌａｄｅ」と題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，９０２，３７０号は、伸縮型風力タービン動翼を有する風力タービンシステムを開示している。可変長動翼システムが、いくつかの利点を有する一方で、これらは、不規則な風の条件においては短所を示す場合があり、または突風を被る際には応答が遅すぎる場合がある。
【０００７】
[007]より近年では、偏向板が、風力タービンの構成要素に対する負荷を制御するために使用されている。例えば、偏向板は、風力タービン翼に対する気流を妨害することにより、揚力および風力タービン構成要素に対してかかるそれに対応する負荷を軽減させるために、使用されている。例えば、「Ｗｉｎｄ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ  Ａｉｒ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒｓ」と題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第８，２６７，６５４号は、負荷を制御するための風力タービン翼上における偏向板の使用を説明している。これらの偏向板は、センサまたは他の構成要素が、出力生成、速度、加速度、または負荷等々がしきい値を超過したことを感知した場合に、展開され、したがってこれらの感知された出力生成、速度、加速度、負荷等々をしきい値内に戻すように展開される。
【０００８】
[008]いくつかの例においては、複数の偏向板が、負荷を制御するために風力タービンおよび／または風力タービン翼において使用される。例えば、いくつかの実施形態においては、複数の偏向板が、風力タービン翼の長さ部分に沿って配置される。したがって、複数の偏向板の中の１つまたは複数が、上述のように負荷を制御するために展開され得る。しかし、かかる実施形態においては、いくつかの偏向板が、他の偏向板よりも多く展開されることにより、結果としていくつかは活動過剰となり（したがって早期故障を引き起こす）、他は過少使用となる場合がある。さらに、展開された各空気偏向板の翼長方向位置によっては、いくつかの条件に対して、いくつかの偏向板が、他よりも効果が低くなり得るため、結果として必要以上の偏向板が展開されることとなる（したがって最終的に、システム全体に対するデューティサイクルの合計が上昇する）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，９０２，３７０号
【特許文献２】米国特許第８，２６７，６５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[009]したがって、電気がより価値の高い商品となり続けるという理由から、および風力タービンが電力不足の問題を解決するための環境に優しい解決策をもたらすという理由から、前述の欠点を解消し、出力の上昇、タービンの運転停止の減少、および構成要素に対する損傷の減少を実現する風力タービン設計が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[010]次に、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を促すために、本発明の簡単な概要を示す。本概要は、本発明の包括的概観ではない。本発明の重要な要素を特定すること、または本発明の範囲を詳細に説明することを意図しない。以下の概要は、以下に提示されるさらに詳細な説明の前置きとして簡単な形で本発明のいくつかのコンセプトを示すに過ぎない。
【００１２】
[011]本発明の１つまたは複数の態様は、エーロフォイル上の１つまたは複数の負荷管理デバイスを作動させるための作動シーケンスを提供することにより、先行技術における限界を克服する。例えば、いくつかの実施形態においては、風力タービンおよび／または風力タービン翼上の複数の負荷管理デバイスの一部のみを作動させる作動シーケンスが提供される。これらの作動シーケンスは、所望の結果（例えば、翼、タワー、ドライブトレーン等々に対する負荷などの負荷の軽減、出力の上昇、負荷管理デバイスのデューティサイクルの低下等々）が達成され得るように、感知した動作条件に応答して利用され得る。
【００１３】
[012]いくつかの態様によれば、付け根−先端作動シーケンスが利用されてもよい。かかる実施形態においては、風力タービンおよび／または風力タービン翼の１つまたは複数の最も内側の負荷管理デバイスが、所望の結果を達成するために作動され得る。
【００１４】
[013]他の態様によれば、先端−付け根作動シーケンスが利用されてもよい。かかる実施形態においては、風力タービンおよび／または風力タービン翼の１つまたは複数の最も外側の負荷管理デバイスが、所望の結果を達成するために作動され得る。
【００１５】
[014]他の態様によれば、最大分布負荷作動シーケンスが利用されてもよい。かかる実施形態においては、風力タービンおよび／または風力タービン翼の１つまたは複数の負荷管理デバイスが、感知された最大空力負荷の位置の付近において作動され得る。
【００１６】
[015]他の態様によれば、ランダム作動シーケンスが利用されてもよい。かかる実施形態においては、風力タービンおよび／または風力タービン翼の１つまたは複数のランダムな負荷管理デバイスが、作動され得る。
【００１７】
[016]他の態様によれば、サイクルカウント作動シーケンスが利用されてもよい。かかる実施形態においては、合計累積展開サイクルが最も低い、風力タービンの、および／または風力タービン翼に沿った、１つまたは複数の負荷管理デバイスが、作動され得る。
【００１８】
[017]他の態様によれば、２つ以上の作動シーケンスの組合せが、風力タービンおよび／または風力タービン翼に対して利用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、付け根−先端作動シーケンスが、いくつかの感知される動作条件に対して利用されてもよく、その一方で、先端−付け根作動シーケンスが他の感知される動作条件に対して利用されてもよい。いくつかの実施形態においては、ランダム作動シーケンスまたはサイクルカウント作動シーケンスが、風力タービンの翼の中の一部のみに対して利用され、異なる作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷等々）が、風力タービンの他の翼に対して利用されてもよい。他の実施形態においては、１つまたは複数の作動シーケンスが、風力タービンおよび／または風力タービンの翼において、１つまたは複数の他の作動シーケンスとの間で交互に利用されてもよい。
【００１９】
[018]添付の図面を鑑みつつ以下の説明を参照することにより、本発明およびその利点のより完全な理解が得られよう。添付の図面においては、同様の参照番号は、同様の特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】[019]本発明の第１の実施形態による風力タービンの斜視図である。
【図２】[020]通常の風条件下にある気流を示す、動翼の概略断面図である。
【図３】[021]負荷管理デバイスが延伸位置にある状態での気流を示す、図２の動翼の概略断面図である。
【図４】[022]本発明の一態様による空気偏向板を示す動翼の断面図である。
【図５】[023]収縮位置にある図４の空気偏向板を示す動翼の等角断面図である。
【図６】[024]延伸位置にある図４の空気偏向板を示す動翼の等角断面図である。
【図７】[025]動翼に沿って翼長方向に配置された複数の空気偏向板を備える動翼の概略図である。
【図８】[026]風力タービンに関する例示的な出力曲線の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[027]様々な実施形態の以下の説明においては、本明細書の一部を構成し、本発明を実施し得る様々な実施形態を例示として示す、添付の図面を参照とする。他の実施形態を使用し得る点と、本発明の範囲から逸脱することなく構造的および機能的な変更をなし得る点とを理解されたい。
【００２２】
[028]本発明の態様は、風力タービンに配設される複数の負荷管理デバイスと、感知した動作条件に応答して負荷管理デバイスの中の１つまたは複数を作動させる方法とに関する。さらに、本発明の態様は、風力タービン翼上の負荷管理デバイスの中の一部のみを作動させることと、作動させるべき負荷管理デバイスの判定において使用される作動シーケンスとに関する。
【００２３】
[029]図１は、ナセル８を支持するタワー６を有する土台４上の風力タービン２を示す。１つまたは複数の翼１０が、ボルトフランジ１４を介してハブ１２に対して装着される。図示する実施形態においては、風力タービンは、３つの翼１０を備える。ハブ１２は、ナセル８内のギヤボックス、発電機、および他の構成要素に対して連結される。翼１０は、固定長さを有してもよく、または図１に示すように可変長タイプの、すなわち伸縮式のものであってもよい。図１に示すように、各可変長動翼１０は、付け根部分または基礎部分１６と、先端部分１８とを備える。先端部分１８は、動翼１０の長さの増減を可制御的に行うために、およびその結果として動翼１０の受風面積の増減をそれぞれ行うために、付け根部分１６に対して可動である。スクリュードライブ、ピストン／シリンダ、またはプーリ／ウィンチなどの任意の所望の駆動システムが、付け根部分１６に対して先端部分１８を移動させるために使用されてもよい。かかる駆動システムは、「Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｎｇ  Ｗｉｎｄ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｂｌａｄｅ」と題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，９０２，３７０号に記載されている。風力タービン２は、ヨー・ドライブおよびヨー・モータ（図示せず）をさらに備える。
【００２４】
[030]各動翼１０は、図３に概略的に示すように、１つまたは複数の負荷管理デバイス２８を備えてもよい。図面に示す翼１０は、単なる１つの例示的な断面設計であり、無限の断面的多様性が、本発明の一部として使用され得るものと認識される。動翼１０は、繊維ガラスおよび／または炭素繊維などの、任意の適切な構造および材料からなるものであってもよい。翼１０上に配置された負荷管理デバイス２８は、例えば動翼１０における揚力を消滅させる（したがって風力タービン２の構成要素に対する対応する負荷を低下させる）ためになど、動翼１０に沿って気流を消滅させてもよい。負荷管理デバイス２８の機能性は、図２〜図３に概略的に示される。例えば、図２は、動翼１０が、通常の風条件下において気流を受ける様子を示す。動翼１０は、前縁２０、後縁２２、高圧側２４、および低圧側２６を有する。翼弦線ｃは、翼１０の前縁２０と後縁２２との間の線として定義することが可能である。動翼１０の前縁側は、動翼１０の前縁側半部に相当し、動翼１０の後縁側は、動翼１０の後縁側半部に相当するものと認識される。
【００２５】
[031]いずれの負荷管理デバイス２８も作動されない状態では（例えば図２に示すような）、低圧側２６と高圧側２４との間の差圧により生成される揚力は、風速の上昇と共に上昇する。例えば、強曲線表面２６ａおよび対向側の弱曲線表面２４ａは、周知の空力学的原理により、低圧側２６および高圧側２４の動力学作用を生成する。これは、動翼１０に対する気流との組合せにおいて、ロータの回転を支援する「揚力」として知られる効果を生じさせる。負荷管理デバイス２８がない状態では、高風速時には、風力タービン２は、１つまたは複数の構成要素に対して損傷をもたらす負荷を被り得る。例えば、風力タービン２のロータ速度が上昇するにつれて、様々な構成要素に対する負荷が上昇することにより、ならびに、風速が過度に高くなると、低圧側２６および高圧側２４との間の差圧により生成される揚力が風速と共に上昇し続け、したがって風力タービン２のロータ速度が上昇することにより、風力タービン２は、損傷をもたらす負荷を被り得る。
【００２６】
[032]したがって、本発明のいくつかの態様は、１つまたは複数の負荷管理デバイス２８を使用することにより、例えば風速が過度に高くなった場合などに動翼１０に沿って気流を妨害することによって、揚力およびロータ速度を低下させ、風力タービン２およびその様々な構成要素に対する負荷を低下させる。図３は、負荷管理デバイス２８を使用する動翼１０を示す。負荷管理デバイス２８は、気流を妨害するのに適した任意の負荷管理デバイスであってもよい。本発明のいくつかの態様によれば、負荷管理デバイス２８は、例えば、以降でさらに十分に論じられるような空気偏向板であってもよい。負荷管理デバイス２８は、動翼１０が風力タービン２の最大定格速度を超過しつつあるとセンサが判定した場合に、および／または風力タービン２の様々な構成要素に対する負荷がしきい値を超過しつつあるとセンサが感知した場合に、作動される。負荷管理デバイス２８は、動翼１０の側部に沿って（図示する実施形態においては、低圧側２６に沿って）流れ剥離を誘発する。したがって、作動時には、負荷管理デバイス２８は、例えば強風条件などにおいて風力タービン２の様々な構成要素が被る負荷を低下させるように助長し得る。
【００２７】
[033]図４は、本発明の１つまたは複数の態様による負荷管理デバイス２８の一例としての空気偏向板３２を使用する動翼１０の断面図を示す。図４において分かるように、動翼１０は、少なくとも１つのアクチュエータ３０をさらに備える。空気偏向板３２は、空気偏向板３２が動翼１０の外部表面から延伸する延伸位置と、空気偏向板３２が動翼１０の外部表面と実質的に同一平面に位置するか、またはこの外部表面から引っ込んだ位置に位置するか、またはこの外部表面から他の態様で物理的に延伸しない、収縮位置との間において可動である。例えば、アクチュエータ３０は、例えば制御装置（図示せず）などにより指示された場合に、感知した動作条件にしたがって偏向板３２を延伸および収縮させ得る。
【００２８】
[034]図４は、動翼１０の低圧側２６における気流に影響を与えるためのアクチュエータ３０および空気偏向板３２の配置を示す。しかし、実際には、アクチュエータ３０および空気偏向板３２は、動翼１０の高圧側２４における気流に影響を与えるように配置されてもよい。さらに、アクチュエータ３０および空気偏向板３２は、動翼に沿って任意の翼弦方向位置に配置されてもよく、いくつかの実施形態においては、空気偏向板３２は、図示するような動翼１０の前縁半部ではなく後縁半部に配設される。さらに、および以降においてより十分に論じられるように、動翼１０は、２つ以上のアクチュエータ３０および／または空気偏向板３２を備えてもよい。
【００２９】
[035]空気偏向板３２は、所望の風力タービン条件パラメータに基づき、およびさらには使用される負荷管理デバイス２８の個数を鑑みて、サイズ設定されてもよい。空気偏向板３２は、繊維ガラス、炭素繊維、ステンレス鋼、プラスチック、ポリカーボネート、および／またはアルミニウム等々の任意の適切な材料から作製されてもよい。空気偏向板３２は、例えば数センチメートルから数メートルまで（数インチから数フィートまで）など、任意の所望の幅を有するものであってもよい。さらに、空気偏向板３２は、エーロフォイル表面から、例えば翼弦ｃの１パーセント未満から数パーセントまでなど任意の所望の高さまで延伸してもよく、空気偏向板３２は、選択される材料に基づき任意の適切な厚さを有してもよく、典型的には２．５４ｃｍ（１インチ）未満の厚さを有する。
【００３０】
[036]図５〜図６は、空気偏向板３２が収縮位置（図５）および延伸位置（図６）にある状態のアクチュエータ３０を示す、動翼１０の等角断面図である。アクチュエータ３０は、動翼１０の表面輪郭を実質的に維持するための接続装置により適切に取付けられる。別の構成においては、アクチュエータ３０の前縁面が、動翼１０の下側に対して取り付けられてもよい。ハードウェアおよび接着剤などの適切な固定具が使用されてもよい。
【００３１】
[037]本発明のいくつかの態様によれば、複数の負荷管理デバイス２８が、動翼１０上に設けられてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、複数のアクチュエータ３０および／または空気偏向板３２が、動翼１０の長さ部分に沿って翼長方向に配置および離間されてもよい。図７に示すように、複数の空気偏向板３２ａ〜３２ｉが、動翼１０に沿って配置されてもよい。図７においては、風力タービン２の他の構成要素（例えば、他の動翼１０、タワー６、土台４等々）は、単純化のために切り捨てられているおよび／または図示されていない。しかし、２つのさらなる動翼１０が、図７に示すものと同様の様式で配置された複数の空気偏向板３２を備え得ることが、本開示の利益を享受する当業者には理解されよう。複数の負荷管理デバイス２８（例えば複数のアクチュエータ３０および／または空気偏向板３２）を備えるかかる実施形態においては、任意の所与の時間に作動される（例えば延伸される）負荷管理デバイス２８の個数は、動翼１０および／または風力タービン２の感知した動作条件によって決定されてもよい。例えば、いくつかの例においては、センサ（例えば、加速度計、差圧センサ、速度センサ、出力センサ等々）により、風力タービン２のロータ速度が風力タービン２の最大定格速度以上であることを判定してもよい。したがって、制御装置または他の適切なデバイス（図示せず）が、１つまたは複数のアクチュエータ３０に対して１つまたは複数の空気偏向板３２を作動させるように指示することにより、ロータ速度および／または負荷を許容範囲内に戻してもよい。
【００３２】
[038]図７に戻ると、いくつかの実施形態においては、全ての使用可能な負荷管理デバイス２８（例えば空気偏向板３２ａ〜３２ｉ）が、ロータ速度および／または負荷を許容範囲内に戻すために作動されてもよい。例えば、風力タービン２が、非常に強い風を被りつつある場合には、全ての使用可能な負荷管理デバイス２８（例えば空気偏向板３２ａ〜３２ｉ）が、例えば風力タービンの運転停止などを回避するために作動されてもよい。しかし、他の実施形態においては、制御装置または他のデバイスは、動翼１０に設けられた負荷管理デバイス２８（例えば空気偏向板３２ａ〜３２ｉ）の一部のみが、ロータ速度および／または感知された負荷を許容範囲内に戻すために作動される必要があると判断してもよい。かかる実施形態においては、制御装置または同様のデバイスは、以降でさらに十分に論じられるように、決定された作動シーケンスにしたがって使用可能な空気偏向板３２ａ〜３２ｉの一部のみを作動させるように、１つまたは複数のアクチュエータ３０に指示することになる。
【００３３】
[039]いくつかの実施形態においては、制御装置が、使用可能な空気偏向板３２ａ〜３２ｉの全てを常に作動させるわけではないため、いくつかの空気偏向板３２は、システム（例えば翼１０および／または風力タービン２など）の寿命にわたって他のものよりも作動される場合がある。例えば、各空気偏向板３２は、例えば空気偏向板３２の翼１０に沿った翼長方向位置などに応じて、それぞれ個別に負荷に対して影響を及ぼし得る。例えば、空気偏向板３２ａ（例えば翼１０の付け根３５付近に配置された最も中央寄りの空気偏向板３２）は、空気偏向板３２ｉ（例えば翼１０の先端３７付近に配置された最も外側寄りの空気偏向板３２）とは大きく異なるように負荷に対して影響を及ぼし得る。したがって、いくつかの実施形態においては、制御装置が、空気偏向板３２ｉよりもさらに高い頻度で空気偏向板３２ａを作動させることにより、負荷を制御してもよい。かかる実施形態においては、空気偏向板３２ａは、活動過剰となり得る（例えば、翼１０に沿った他の空気偏向板３２よりも多く使用される）。１つの空気偏向板を過剰使用すると、その空気偏向板が他のものに大きく先んじて故障する結果となるため、例えば活動過剰な偏向板などの修理のためになど、風力タービン２の運転停止を招く場合がある。
【００３４】
[040]本発明のいくつかの実施形態によれば、例えば各空気偏向板３２のデューティサイクル（例えば被ることとなる展開／収縮サイクル数など）が同等になるように、作動対象の空気偏向板３２を変更することによって、風力タービン２システム全体が保護されてもよい（例えばより少なく運転停止を受ける等々）。これは、例えば風力タービン２の運転停止の減少などを結果としてもたらし得る。例えば、各空気偏向板３２のデューティサイクルが、ほぼ同等である場合には、風力タービン２は、全ての空気偏向板３２がその耐用寿命に至った時点の付近においてメンテナンス（例えば空気偏向板３２の交換等々）のために運転停止されることが必要となるに過ぎなくなり得る。
【００３５】
[041]さらに、各空気偏向板３２が、例えば動作条件等々に応じてそれぞれ個別に風力タービン２の負荷および／または電力発生に対して影響を及ぼし得るため、特定の条件に対して効果がより低い空気偏向板３２を作動させることが、システム全体のデューティサイクルの上昇につながり得る。例としては、いくつかの動作条件（例えば、風速、風力タービン２のロータ速度、翼１０のピッチ等々）においては、空気偏向板３２ｉ（例えば最も外側の空気偏向板３２）は、例えば空気偏向板３２ａ（例えば最も内側の空気偏向板３２）よりも、負荷の低減においてより高い効果を有する場合がある。したがって、制御装置が、所与の動作条件に対して風力タービン２に対する負荷を低下させるためなどに、１つまたは複数の空気偏向板３２が作動される必要があると判断した場合には、空気偏向板３２ａを作動させることは、空気偏向板３２ｉを作動させることよりも効果がより低くなる。したがって、制御装置が、空気偏向板３２ａを作動させない場合には、所望の負荷低減を達成するためには、結果的に、空気偏向板３２ｉを作動させた場合に比べてより多数の空気偏向板３２を作動させることが必要になり得る。換言すれば、この実施形態においては、１つの外側空気偏向板３２（例えば先端３７付近の空気偏向板３２）と同一の負荷低減の利益を実現するために、２つ以上の内側空気偏向板３２（例えば付け根３５付近の空気偏向板３２）が必要となり得る。したがって、このシステム全体についての空気偏向板３２のデューティサイクルは、必要となり得る（例えば１つ）よりも多数の空気偏向板３２が作動される（例えば２つ）ことにより、上昇し得る。
【００３６】
[042]本発明のいくつかの態様によれば、制御装置等々が、種々の作動シーケンスを利用して翼１０に沿った１つまたは複数の空気偏向板３２ａ〜３２ｉ（しかし例えば空気偏向板３２ａ〜３２ｉの中の一部のみ）を作動させることにより、例えば所望の負荷軽減および／または出力上昇の利益を依然として達成しつつ、各空気偏向板３２および／またはシステム全体のデューティサイクルを低下させてもよい。各シーケンスに対して、制御装置は、初めに動作条件（例えば、風速、風力タービン２のロータ速度、翼１０のピッチ等々）を判定し、それに応じて利用すべき作動シーケンスを決定してもよい。
【００３７】
[043]例えば、いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の空気偏向板３２が、付け根−先端シーケンスを利用して作動されてもよい。図７に示すように、複数の空気偏向板３２ａ〜３２ｉが、翼１０の付け根３５から翼１０の先端３７にかけて翼１０に沿って配置されてもよい。いくつかの動作条件に対して、内側空気偏向板３２（例えば付け根３５のより近くに配置されたもの）が、外側空気偏向板３２（例えば先端３７のより近くに配置されたもの）よりも、所望の結果（例えば風力タービン２に対する負荷の軽減、最大出力の達成、等々）を達成するのにより高い効果を有し得ると、制御装置が判断する場合がある。したがって、かかる動作条件については、制御装置は、付け根−先端シーケンスを利用して２つ以上の空気偏向板３２を作動させてもよい。かかる作動シーケンスについて、制御装置は、付け根３５の最も近くに配置された所望の個数の空気偏向板３２（例えば最も内側の空気偏向板３２）を作動させてもよい。例えば、最も内側の空気偏向板３２が最も効果的に所望の結果を達成するような動作条件であると、制御装置が判断した場合には、および、その結果を達成するために１つの内側空気偏向板３２を作動させることが必要であると、制御装置が判断した場合には、制御装置は、例えば、付け根−先端シーケンスにしたがい、それにより空気偏向板３２ａを作動させ得る。他の実施形態においては、最も内側の空気偏向板３２が最も効果的に所望の結果を達成するような動作条件であると、制御装置が判断した場合には、およびその結果を達成するために４つの内側空気偏向板３２を作動させることが必要であると、制御装置が判断した場合には、制御装置は、例えば、付け根−先端シーケンスにしたがい、それにより最も内側の空気偏向板３２ａから開始させ、続く３つの最も内側の空気偏向板３２ｂ〜３２ｄを作動させ得る。かかる作動シーケンスは、所望の結果を達成するためにより少ない（しかしより効果的な）空気偏向板３２が作動され得ることにより、結果的には全体としてのシステムの合計デューティサイクルを低下させ得る。
【００３８】
[044]他の実施形態においては、１つまたは複数の空気偏向板が、先端−付け根シーケンスを利用して作動されてもよい。すなわち、いくつかの動作条件に対して、外側の空気偏向板３２が、内側の空気偏向板３２よりも、所望の結果（例えば風力タービン２に対する負荷の軽減、最大出力の達成、等々）の達成においてより高い効果を有し得ると、制御装置が判断する場合がある。したがって、かかる動作条件については、制御装置は、先端−付け根シーケンスを利用して２つ以上の空気偏向板３２を作動させてもよい。かかる作動シーケンスについて、制御装置は、先端３７の最も近くに配置された所望の個数の空気偏向板３２（例えば最も外側の空気偏向板３２）を作動させてもよい。例えば、最も外側の空気偏向板３２が最も効果的に所望の結果を達成するような動作条件であると、制御装置が判断した場合には、および、その結果を達成するために１つの外側空気偏向板３２を作動させることが必要であると、制御装置が判断した場合には、制御装置は、例えば、先端−付け根シーケンスにしたがい、それにより空気偏向板３２ｉを作動させ得る。他の実施形態においては、最も外側の空気偏向板３２が最も効果的に所望の結果を達成するような動作条件であると、制御装置が判断した場合には、およびその結果を達成するために４つの外側空気偏向板３２を作動させることが必要であると、制御装置が判断した場合には、制御装置は、例えば、先端−付け根シーケンスにしたがい、それにより最も外側の空気偏向板３２ｉから開始させ、続く３つの最も内側の空気偏向板３２ｆ〜３２ｈを作動させ得る。かかる作動シーケンスは、所望の結果を達成するためにより少ない（しかしより効果的な）空気偏向板３２が作動され得ることにより、結果的には全体としてのシステムの合計デューティサイクルを低下させ得る。
【００３９】
[045]他の実施形態においては、１つまたは複数の空気偏向板３２が、最大分布負荷作動シーケンスを利用して作動されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、１つまたは複数のセンサ（例えば、差圧センサ、加速度計、速度センサ等々）が、例えば１つまたは複数の空力負荷などを測定するおよび／または近似値を求めるために、翼１０の長さ部分に沿って設けられてもよい。いくつかの実施形態においては、複数のセンサが、設けられ、それぞれが、各空気偏向板３２ａ〜３２ｉの近似位置に位置する。例えば、図７に示す実施形態においては、翼１０は、９つのセンサを備えてもよく、各センサは、対応する空気偏向板３２ａ〜３２ｉの近似位置に位置する。いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の制御装置が、最大空力負荷を受けているセンサを判定し、この最大空力負荷を受けているセンサの近似位置に位置する対応する空気偏向板３２を作動させてもよい。例えば、１つまたは複数の制御装置が、例えば風力タービン２に対して作用する負荷を軽減させるためなどに例えば３つの空気偏向板３２が作動される必要があると判断する場合がある。さらに、１つまたは複数の制御装置が、空気偏向板３２ｅとほぼ同一位置に配置されたセンサが、各空気偏向板３２ａ〜３２ｉの位置の中で最大空力負荷を受けていると判断する場合がある。したがって、１つまたは複数の制御装置は、最大分布負荷作動シーケンスを利用することにより、空気偏向板３２ｅをこれに応じて作動させ、次いで所要の空気偏向板３２の総数に達するために周辺の空気偏向板３２（例えば空気偏向板３２ｆおよび空気偏向板３２ｄ）を比例的に作動させてもよい。かかる実施形態においては、システム全体（例えば翼１０および／または風力タービン２）のデューティサイクルは、軽減され得る。例えば、最大空力負荷位置に配置された空気偏向板３２が、所望の結果（例えば風力タービン２に対して作用する負荷の軽減など）の達成において最も高い効果を有し得ることにより、より少数の空気偏向板３２が、結果的に作動されてもよい。
【００４０】
[046]いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の空気偏向板３２が、ランダム作動シーケンスを利用して作動されてもよい。例えば、（論じられるように）１つまたは複数の空気偏向板３２が、定期的に作動される場合には、１つまたは複数の定期的に作動される空気偏向板３２は、システムの寿命にわたって、さほど定期的には作動されない他の空気偏向板よりもはるかに高いデューティサイクルを被り得る。したがって、いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の制御装置が、ランダム作動シーケンスを利用することにより、空気偏向板３２間においてデューティサイクルを分配してもよい。かかる実施形態においては、制御装置が、１つまたは複数の空気偏向板３２が作動される必要があると判断すると、作動させる１つまたは複数の空気偏向板３２をランダムに選択し得る（例えば乱数発生器または他の周知の方法などを利用して）。例としては、現在の動作条件に対して風力タービン２に対する負荷を低下させるために、例えば３つの空気偏向板３２が作動される必要があると、１つまたは複数の制御装置が判断した場合には、１つまたは複数の制御装置は、作動させる３つの空気偏向板３２をランダムに選択してもよい（例えば空気偏向板３２ｃ、空気偏向板３２ｅ、および空気偏向板３２ｈなど）。かかる実施形態においては、システム全体（例えば翼１０および／または風力タービン２）の寿命は、
全ての空気偏向板３２がほぼ同等のベースに基づき得るため、拡大され得る。したがって、いずれの空気偏向板３２も、例えば活動過剰による早期故障などを被ることがない。
【００４１】
[047]いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の空気偏向板３２が、サイクルカウント作動シーケンスを利用して作動されてもよい。かかる実施形態においては、１つまたは複数の制御装置が、各空気偏向板３２に関する累積デューティサイクルを記録してもよい。この実施形態においては、１つまたは複数の制御装置が、１つまたは複数の空気偏向板３２が作動される必要があると判断した場合に、１つまたは複数の制御装置は、各空気偏向板３２についての累積展開サイクルを参照し、合計累積展開サイクルが最も低い１つまたは複数の空気偏向板３２を作動させてもよい。したがって、かかる実施形態においては、使用が最も少ない空気偏向板３２が選択され、システム全体（例えば翼１０および／または風力タービン２）の寿命が拡大され得る。
【００４２】
[048]いくつかの実施形態においては、２つ以上の上記の作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷、ランダム、および／またはサイクルカウント）が、所望の結果（例えば過剰負荷の解消と共に最大出力の生成、等々）を達成するために、風力タービン２の翼１０においておよび／または複数の翼１０間において組み合わされてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、付け根−先端作動シーケンスおよび先端−付け根作動シーケンスの組合せが、利用されてもよい。これは、図８に示すような典型的な風力タービン２の出力曲線３６を参照することによってより容易に理解され得る。論じるように、周知の空力学的原理によれば、風力タービン２の各翼１０に対する揚力は、翼１０を通過する風速が上昇するにつれて上昇する。したがって、高い風速では、風力タービン２のロータは、より高速で回転し、より多大な出力を生成することとなる。しかし、風速が過剰に高くなると、風力タービン２の最大定格ロータ速度は、風力タービン２の１つまたは複数の属性が例えばロータ速度を制御するように調節されない場合には、超過され得る。したがって、高い風速については、翼１０および／または風力タービン２の特徴は、以降でより十分に論じられるように、風力タービン２のロータ速度を一定に（例えば最大定格速度以下に）維持するように調節される。
【００４３】
[049]図８に示すように、出力曲線３６は、一連の領域３８〜４６としてより容易に理解され得る。始動領域３８においては、風速は比較的低い。この領域では、翼１０は、さほど高速では回転しないため、出力は実際にはほとんど生成され得ない。しかし、動翼１０に対する風速が上昇するにつれて、風力タービン２は可変速度領域４０に進む。かかる領域では、風力タービン２のロータの速度は、風速と共に変化する。すなわち、風速が上昇するにつれて、各翼１０に対する揚力が上昇することにより、ロータはより高速で回転され、したがってより多大な出力が生成される。翼１０に対する風速が低下するにつれて、各翼１０に対する揚力はこれに応じて低下し、結果として風力タービン２のロータは、より低速で回転し、したがってより低い出力が生成される。風力タービン２が、可変速度領域４０において動作している場合には、風力タービン２および／または翼１０の特徴（例えばピッチ、空気偏向板３２の作動、等々）は、出力生成を最大化するように構成され得る。すなわち、風力タービン２が、最大定格速度にて作動していないことにより、翼１０および／または風力タービン２の特徴は、例えば風力タービン２を意図的に減速させるように調節されない。
【００４４】
[050]しかし、風力タービン２が、移行／膝領域４２に進むと、風速は、風力タービン２が最大定格速度（例えば、超過した場合には風力タービン２の構成要素が故障し始め売る速度）に近づいてゆくのに十分な高さとなる。そのため、移行／膝領域４２においては、翼１０および／または風力タービン２の１つまたは複数の特徴は、風力タービン２の速度（およびしたがって出力生成）が制限されるように、変更され得る。例えば、図８に示すように、出力曲線３６の二次導関数は、移行／膝領域４２において負となる。したがって、風力タービン２の速度（およびしたがって出力生成）は、移行／膝領域４２において風速と共に上昇し続けることになるが、これは、ある低下率を伴ったものとなる。これは、例えば、１つまたは複数の制御装置が、１つまたは複数の翼１０に対する揚力を消滅させるように、翼１０および／または風力タービン２の１つまたは複数の特徴を変更すること（例えば、翼１０のピッチを変更する、先端部分１８を伸張または収縮させる、１つまたは複数の空気偏向板３２を作動させるなど）に起因し得る。
【００４５】
[051]移行／膝４２領域の後に、風力タービン２は、一定速度領域４４に進み得る。一定速度領域４４では、翼１０を通過する風速は、翼１０／風力タービン２の特徴が、風速が上昇し続ける場合でも、ロータ速度（およびしたがって出力生成）を一定に維持するように変更されるのに十分な高さであり得る。例えば、風力タービン２は、最大定格ロータ速度以下に維持され得る。これは、例えば翼１０に対して作用する揚力を消滅させるためなどに、例えば風力タービン２および／または翼１０の１つまたは複数の特徴を変更することなどによって、実現され得る。例えば、１つまたは複数の翼１０のピッチが、変更されてもよく、先端部分１８が、展開または収縮されてもよく、および／または、１つまたは複数の空気偏向板３２が、作動されてもよい。
【００４６】
[052]最後に、風力タービン２は、一定速度領域４４の後に運転定領域４６へと進み得る。運転停止領域４６は、例えば、風力タービン２のロータ速度が適切には制御され得ず（例えば最大定格速度以下に維持されず）、したがって風力タービン２が、例えば風力タービン２および／またはその構成要素に対する損傷などを回避するために運転停止される程、風速が高い領域であり得る。例えば、運転停止領域４６において翼１０のピッチを変更する、先端部分１８を延伸もしくは収縮させる、および／または１つまたは複数の空気偏向板３２を作動させることは、ロータ速度を最大定格速度以下に維持において無効となり得る。したがって、運転停止４６では、風力タービン２は、その構成要素に対する損傷を回避するために、運転停止され得る、および／または非回転位置にロックされ得る。
【００４７】
[053]いくつかの実施形態においては、ある特定の作動シーケンス（論じられるような）が、風力タービン２が出力曲線３６のどの領域において動作中であるかに応じて、１つまたは複数の制御装置によって実行され得る。例えば、風力タービン２が、一定速度領域４４において動作中である場合には、外側の空気偏向板３２（例えば空気偏向板３２ｉおよび先端３７に近い他のもの）が、例えば翼１０のピッチ制御などにより効果を有さない場合がある。したがって、かかる領域における先端−付け根作動シーケンスは、不適切なものとなり得る。なぜならば、先端−付け根作動シーケンスの下においては、例えば付け根−先端作動シーケンスなどの下における場合よりも、所望の結果（例えば負荷軽減）を達成するためにより多数の空気偏向板３２が結果的に展開されることが必要となり得るからである。すなわち、翼１０のピッチ制御は、先端３７に配置された空気偏向板３２の効果に対してそれが与える影響よりも、付け根３５に配置された空気偏向板３２の効果に対して与える影響の方が小さくなり得る。したがって、一定速度領域４４において動作中の風力タービン２については、１つまたは複数の制御装置が、例えば論じるような付け根−先端作動シーケンスを利用することにより空気偏向板を作動させてもよい。
【００４８】
[054]しかし、先端３７付近に配置されたこれらの外側空気偏向板３２（例えば偏向板３２ｉ等々）は、例えば移行／膝領域４２などにおいては、例えばその領域における翼１０のピッチまたは風力タービン２の他の特徴などによって、より効果的なものとなり得る。したがって、風力タービン２が、移行／膝領域４２において動作中である場合には、１つまたは複数の制御装置は、論じるような先端−付け根作動シーケンスを利用して空気偏向板３２を作動させてもよい。
【００４９】
[055]さらに、システムを保護し、空気偏向板３２のデューティサイクル全体を低下させる、等々のためには、既述の作動シーケンスの中の１つまたは複数が、組合せで利用されてもよい。例えば、制御装置が、例えば付け根−先端作動シーケンスおよび先端−付け根作動シーケンスの組合せなどを利用してもよい。かかる実施形態においては、制御装置は、初めに動作条件（例えば、風速、ロータ速度、翼１０に対して作用する負荷、および／または風力タービン２の構成要素等々）を判定し、それに応じて利用される適切な作動シーケンスを決定してもよい。例えば、風力タービンが例えば可変速度領域４０で動作中であるという判定に応じて、１つまたは複数の制御装置が、いずれの空気偏向板３２も作動させなくてもよい（例えば所与の風速に対する最大出力を達成するためになど）。しかし、風が強まり、風力タービンが例えば出力曲線３６の膝／移行領域４２などにおいて作動し始めた場合には、制御装置は、先端−付け根作動シーケンスにしたがって空気偏向板３２を作動させてもよい。上述のように、例えばこの領域における翼１０のピッチ制御および風力タービン２の他の特徴などにより、最も外側の空気偏向板３２が、この領域においては最も高い効果を有し得るため、先端−付け根作動シーケンスが適切なものとなり得る。しかし、風速が上昇し、したがって風力タービン２が出力曲線３６の一定速度領域４４において作動されると、１つまたは複数の制御装置は、先端−付け根作動シーケンスの利用へと切り替わってもよい。やはり、例えば一定速度領域４４において動作中の翼１０のピッチおよび／または風力タービン２の他の特徴などにより、外側空気偏向板３２が、この領域においてはあまり効果的ではないため、付け根−先端作動シーケンスはさらに適切なものとなり得る。かかる実施形態においては、例えば内側空気偏向板３２がある動作条件において使用され得る一方で、外側空気偏向板３２が他の動作条件において使用され得ることなどにより、各空気偏向板３２のデューティサイクルは、システムの寿命にわたって比較的均等になり得る。
【００５０】
[056]同様の利益を実現するために、他の上述の作動シーケンスの中のいずれが、組合せで利用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、ランダム作動シーケンスが、付け根−先端作動シーケンスおよび／または先端−付け根作動シーケンスと組み合わされてもよい。例えば、各翼１０が複数の空気偏向板３２を備える風力タービン２の実施形態においては、ランダム作動シーケンスが、翼１０の中の一部のみに対して利用されてもよく、異なる作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷等々）が、残りの翼１０に対して利用されてもよい。
【００５１】
[057]例えば、および上述のように、ランダム作動シーケンスを利用することにより、デューティサイクルは、システムの寿命にわたって各空気偏向板３２間でほぼ均等になり得る。しかし、いくつかの動作条件に対しては、全ての翼１０上の空気偏向板３２の同時のランダム作動は、例えば過度に混沌としたものとなり得る、および／または好ましくない結果ももたらし得る（例えば、所望の負荷軽減を下回る、実現される出力の不足、システム全体に対するデューティサイクルの上昇等々）。かかる実施形態においては、例えばシステムの１つまたは複数の翼１０に対して付け根−先端作動シーケンス、先端−付け根作動シーケンス、または最大分布負荷作動シーケンスなどを利用することにより、システムを安定化し、したがって最終的に所望の結果（例えば、負荷の低下、デューティサイクルの低下、出力生成の上昇等々）に至り得る。したがって、いくつかの実施形態においては、翼１０の一部のみが、ランダム作動シーケンスを利用し、残りの翼１０は、例えば他の既述の作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷等々）の中の１つなどを利用してもよい。さらに、制御装置は、ランダム作動の利点（例えば各空気偏向板３２の間でのほぼ均等なデューティサイクル）が、システム全体にわたって依然として実現され得るように、各シーケンスを利用する翼１０を循環させてもよい（例えばランダム作動以外の作動シーケンスを利用する、複数の翼１０の中のその翼１０を循環させてもよい）。
【００５２】
[058]いくつかの実施形態においては、サイクルカウント作動シーケンスが、例えば同様に付け根−先端作動シーケンス、先端−付け根作動シーケンス、および／または最大分布負荷作動シーケンスなどと組み合わされてもよい。例えば、翼１０の一部のみに対して、サイクルカウント作動シーケンスが利用され（例えば各空気偏向板３２の間でデューティサイクルを適切に分配するために）、一方で残りの翼１０に対しては、他の既述の作動シーケンスの中の任意のものが、例えばシステムを安定化させるためなどに利用されてもよい。ランダム作動シーケンスを利用する１つまたは複数の翼１０と、異なる作動シーケンスを利用する残りの翼との組合せと同様に、この実施形態において各翼１０に対して利用される作動シーケンスは、例えば既述のようなサイクルカウント作動シーケンスを利用するシステム全体に及ぶ利益を実現するために、循環されてもよい。
【００５３】
[059]他の実施形態においては、サイクルカウント作動シーケンスおよび／またはランダム作動シーケンスが、例えば包含される各空気偏向板３２の間でデューティサイクルを分配するためになど、所与の翼１０において１つまたは複数の異なる作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷等々）との間で交互に利用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、付け根−先端作動シーケンスが、翼１０において利用されてもよく、安定化されると、翼１０は、例えばサイクルカウント作動シーケンスなどに切り替わってもよい。他の実施形態においては、最大分布負荷作動シーケンスが、翼１０において利用されてもよく、安定化されると、翼１０は、例えばランダム作動シーケンスなどに切り替わってもよい。したがって、各空気偏向板３２の相対デューティサイクルは、ほぼ均等に留まり得る。
【００５４】
[060]上述の特定の作動シーケンスの組合せは、専ら例示を目的として示したものである。同様の有利な結果を実現するために、上述の作動シーケンスのいずれが組み合わされてもよい点が、本開示の利益を享受する当業者には理解されよう。
【００５５】
[061]上述の作動シーケンスはそれぞれ、翼ベース作動シーケンスに関連して論じたが（例えば所与の翼１０に対して作用する１つまたは複数の空気偏向板３２など）、既述の作動シーケンスはいずれも、ロータベース作動シーケンスとして利用されてもよい。例えば、論じたように、判定された動作条件に応答して単一の翼１０に対して作動しなければならない空気偏向板３２の個数を判定し、次いでその翼１０に対してある特定の作動シーケンスを利用するのではなく、いくつかの実施形態においては、全体としてのロータに対して作動されることが必要な空気偏向板３２の総数が判定されてもよく、次いで、上述の作動シーケンスの中の１つまたは複数が、全体としてのそのロータに対して利用されてもよい。
【００５６】
[062]例としては、１つまたは複数の制御装置が、（例えば、加速度計、差圧センサ、速度センサ等々により）感知した動作条件から、１つまたは複数の空気偏向板３２が、風力タービン２に対して作用する負荷および／または風力タービン２のロータ速度を許容レベルの範囲内に戻すために作動される必要があることを判断してもよい。したがって、１つまたは複数の制御装置は、全体としての風力タービン２のロータに対して作動されるべき空気偏向板の総数を判定してもよい。例えば、１つまたは複数の制御装置は、所望の結果（例えば許容速度にロータを戻すなど）を実現するために、総数が７つの空気偏向板３２が作動される必要があると判断してもよい。したがって、１つまたは複数の制御装置は、ロータベースで既述の作動方法のいずれかを利用して７つの空気偏向板３２を作動させてもよい
[063]例えば、１つまたは複数の制御装置が、付け根−先端作動シーケンス利用して７つの空気偏向板３２を作動させる場合には、これらの制御装置は、全体としてのロータに対して７つの最も内側の空気偏向板３２を作動させてもよい。したがって、１つまたは複数の制御装置は、例えば図７に示す翼１０に対して空気偏向板３２ａ、３２ｂ、および３２ｃを作動させると共に、他の２つの翼１０のそれぞれに対して２つの最も内側の空気偏向板３２を（図７に部分的に示す）作動させてもよい。別の例においては、１つまたは複数の制御装置が、先端−付け根作動シーケンスを利用して７つの空気偏向板３２を作動させる場合には、これらの制御装置は、全体としてのロータに対して７つの最も外側の空気偏向板３２を作動させてもよい。したがって、１つまたは複数の制御装置は、例えば図７に示す翼１０の空気偏向板３２ｇ、３２ｈ、および３２ｉを作動させると共に、他の２つの翼１０のそれぞれに対して２つの最も外側の空気偏向板３２を（図７に部分的に示す）作動させてもよい。
【００５７】
[064]別の例においては、１つまたは複数の制御装置が、ランダム作動シーケンスを利用して７つの空気偏向板３２を作動させる場合には、これらの制御装置は、ロータシステム全体にわたって７つのランダムな空気偏向板３２を作動させてもよい。したがって、翼１０の中の１つが、例えばその長さ部分に沿った任意のランダム位置において１つの空気偏向板３２を作動させてもよく、翼１０の中の別のものは、例えばその長さ部分に沿った任意のランダム位置において２つの空気偏向板３２を作動させてもよく、翼１０の中の別のものは、例えばその長さ部分に沿った任意のランダム位置において４つの空気偏向板３２を作動させてもよい。
【００５８】
[065]同様に、いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の制御装置は、サイクルカウント作動シーケンスを利用して７つの空気偏向板３２を作動させてもよい。かかる実施形態においては、１つまたは複数の制御装置は、例えば、風力タービン２に備えられた全ての空気偏向板３２の中から累積的に最も作動されていない７つの空気偏向板３２を判定してもよい。例えば、図７においては、２つの部分的に示される翼１０のそれぞれが、完全位示される翼１０と同様に、９つの空気偏向板３２を備え、次いでこの実施形態における１つまたは複数の制御装置は、２７個の総数の空気偏向板３２の中から最も作動されていない７つの空気偏向板３２を判定し、それに応じてそれらの７つのそれぞれを作動させることにより所望の結果を達成してもよい。
【００５９】
[066]既述の作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷、ランダム、サイクルカウント等々）のいずれの場合にも、および翼ベース作動システムまたはロータベース作動システムのいずれの場合にも、作動される各空気偏向板３２は、翼１０の中のいずれかに設けられた他の空気偏向板３２とは異なる最大高さ（例えば図４で「ｈ」により示されるような低圧側２６または高圧側２４の一方から作動される空気偏向板３２のエッジにかけての高さ）を有してもよい。例えば、図７に戻ると、空気偏向板３２ａは、例えば空気偏向板３２ｅとは異なる最大高さを有してもよい。いくつかの実施形態においては、各空気偏向板が、例えば空気偏向板３２が配置された翼１０の翼長方向位置における対応する翼弦長さ（図４の「ｃ」）のある特定のパーセンテージなどに等しい最大高さを有してもよい。したがって、翼弦長さが、翼１０の長さ部分に沿って変動し得る（例えば空気偏向板３２ｅの位置よりも、空気偏向板３２ａの位置の方がより長くなり得る）ため、各空気偏向板３２の最大高さもまた、翼１０の長さ部分に沿って変動し得る（例えば、空気偏向板３２ａは、例えば空気偏向板３２ｅよりも大きな最大高さを有し得る）。
【００６０】
[067]さらに、既述の作動シーケンス（例えば、付け根−先端、先端−付け根、最大分布負荷、ランダム、サイクルカウント等々）のいずれにおいても、および翼ベース作動システムまたはロータベース作動システムのいずれの場合にも、作動される各空気偏向板３２は、可変高さへと作動されるように構成されてもよい。例えば、各空気偏向板３２のアクチュエータ３０は、各空気偏向板３２が最大高さまたはその任意の割合まで作動され得るようなものであってもよい。したがって、例えば、特定の空気偏向板３２の翼長方向位置、風力タービン２の判定された動作条件、および／または１つまたは複数の空気偏向板３２による所望の結果などに応じて、１つまたは複数の制御装置は、様々な高さへと各空気偏向板を作動させ得る。かかる実施形態においては、この細粒（例えば可変高さ）作動により、結果として例えばより良好な制御性能が得られ得る。例えば、可変高さ作動により、１つまたは複数の制御装置は、例えばより少ない出力損失を伴うより大きな負荷軽減を達成することが可能となり得る。
【００６１】
[068]いくつかの実施形態においては、空気偏向板３２は、分布作動システムにしたがって作動されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、各翼１０が、複数の空気偏向板（例えば図７に示すような空気偏向板３２ａ〜３２ｉ）を備えてもよく、各空気偏向板３２は、対応するセンサ（例えば、差圧、加速度計、速度等々）および／または制御装置（図示せず）を備える。かかる実施形態においては、特定の空気偏向板３２の対応する制御装置は、対応するセンサ測定値を読み取り、それにしたがってその特定の空気偏向板についての作動割合を判定してもよい（例えば０〜１００％作動）。例えば、各制御装置は、対応する空気偏向板３２の位置において動作条件（例えば、風速、加速度、空力負荷等々）を判定し（例えばその位置に設けられたセンサの読取値などに応じて）、例えば負荷を軽減させるためなどに必要に応じてその空気偏向板３２を作動させてもよい。
【００６２】
[069]さらに、および論じたように、空気偏向板３２は、可変高さまで作動され得るものであってもよい。したがって、特定の空気偏向板３２に対応する制御装置が、いくつかの動作条件に対して、空気偏向板３２が作動される必要がなく、したがって空気偏向板３２がその最大高さの０％まで作動されると判断してもよい。他の動作条件については、特定の空気偏向板３２に対応する制御装置は、空気偏向板３２が作動される必要があるが、完全には作動される必要がなく、したがって制御装置は例えばその最大高さのある割合（例えば５０％）まで空気偏向板３２を作動させてもよいと判断してもよい。さらに他の動作条件については、特定の空気偏向板３２に対応する制御装置は、空気偏向板３２が最大高さまで作動される必要があると判断してもよく、したがって、制御装置は、空気偏向板３２をその最大高さまで（例えば１００％）作動させてもよい。かかる分布作動を利用するシステムは、いくつかの実施形態においては、他のシステム（例えば各空気偏向板３２においてセンサおよび／または制御装置を使用しないシステム）よりも高い信頼性を有し得る。なぜならば、ある制御装置／空気偏向板３２の組合せが故障した場合に、他の制御装置／空気偏向板３２の組合せが依然として動作し得るからである。
【００６３】
[070]さらに、本明細書に挙げられる方法および特徴は、コンピュータ可読命令を格納し得る任意の個数のコンピュータ可読媒体を介して実行されてもよい。使用し得るコンピュータ可読媒体の例には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、または他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、および磁気記憶装置等々が含まれる。
【００６４】
[071]本明細書に記載されるような例示的なシステムおよび方法が、本発明の様々な態様を具現化することを示したが、本発明は、それらの実施形態に限定されない点を、当業者には理解されたい。特に前述の教示を鑑みて、当業者が変更を行ってもよい。例えば、前述の実施形態の各要素は、単独で、または組合せで、または他の実施形態の要素との部分的組合せで使用されてもよい。また、本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、変更を行い得る点が理解されよう。したがって、本説明は、本発明に対する限定ではなく、例示として見なすべきである。
【符号の説明】
【００６５】
２  風力タービン
４  土台
６  タワー
８  ナセル
１０  動翼、翼
１２  ハブ
１４  ボルトフランジ
１６  付け根部分、基礎部分
１８  先端部分
２０  前縁
２２  後縁
２４  高圧側
２４ａ  弱曲線表面
２６  低圧側
２６ａ  強曲線表面２６
２８  負荷管理デバイス
３０  アクチュエータ
３２  空気偏向板
３２ａ  空気偏向板
３２ｂ  空気偏向板
３２ｃ  空気偏向板
３２ｄ  空気偏向板
３２ｅ  空気偏向板
３２ｆ  空気偏向板
３２ｇ  空気偏向板
３２ｈ  空気偏向板
３２ｉ  空気偏向板
３５  付け根
３７  先端
ｃ  翼弦線、翼弦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2014181710000001.pdf