(57)【要約】【課題】既存の解決策よりも改善された風力発電装置の構成部材の照明要素、照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供する。【解決手段】風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセル、を照明するための照明要素であって、照明部分と接続部分とを含み、前記接続部分は、前記構成部材の内部で接続されるように配置および構成されており、前記照明部分は、前記構成部材の開口部から突き出るように配置および構成されており、前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を照射するように配置および構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセル、を照明するための照明要素であって、
照明部分と接続部分とを含み、
前記接続部分は、前記構成部材の内部で接続されるように配置および構成されており、
前記照明部分は、前記構成部材の開口部から突き出るように配置および構成されており、
前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を照射するように配置および構成されている、照明要素。
【請求項２】
前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線によって照射するように配置および構成されている、請求項１に記載の照明要素。
【請求項３】
前記照明部分は１つまたは複数の発光ダイオードを有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、空気力学的外形、例えば流線型、を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、渦流を形成する外形、および／または空気流の剥離を阻止または低減する外形を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素は、前記照明部分と前記接続部分との間に密閉部分を有し、該密閉部分は、前記照明要素が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成および配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明要素。
【請求項４】
前記照明要素は、ポール型照明および／または皿型照明として構成されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項５】
前記照明部分は、丸められたおよび／または傾斜された光線放射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分、とりわけ前記照明部分の光線放射面は、あらかじめ決められた距離だけ前記構成部材から突き出ている、ことを特徴とし、
および／または
落雷保護装置および／または加熱装置を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項６】
前記照明要素は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置および構成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項７】
前記照明要素は反射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素には電気的構成要素が存在しない、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項８】
風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーであって、
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具の受入れに用いられる開口部、とりわけ取り付け開口部と、
その照明部分が開口部から突き出ている請求項１から７のいずれか一項に記載の照明要素と、
および／または
前記開口部から突き出る機能要素および／または前記開口部を閉鎖する機能要素と、
を含む構成部材。
【請求項９】
２つ、３つ、またはそれ以上の開口部、とりわけ２つ、３つ、またはそれ以上の取り付け開口部、および請求項１から７の少なくとも一項に記載の２つ、３つ、またはそれ以上の照明要素、および／または２つ、３つ、またはそれ以上の機能要素を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記開口部は、前記構成部材の保守作業員が内部に立ち入ることのできる領域内に配置されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は偏向要素を有し、該偏向要素は、前記照明要素から受光した光線を、とりわけ当該構成部材の方向に偏向するように配置および構成されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は、ロータブレードまたはロータまたはナセルまたはタワーである、ことを特徴とする請求項８に記載の構成部材。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータ、および／またはナセルおよび／またはタワーを含む風力発電装置。
【請求項１１】
請求項１から７の少なくとも一項による照明要素を提供するステップと、
前記照明部分を風力発電装置の構成部材にある開口部から、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーにある開口部から引き出すステップと、
前記照明部分が突き出る前記構成部材を前記照明部分により照射するステップと、を含む風力発電装置の構成部材の照明方法。
【請求項１２】
ロータブレードを風力発電装置に、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
前記照明部分を前記取り付け開口部から引き出すステップと、を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための、請求項１から７の少なくとも一項による照明要素の使用。
【請求項１４】
ロータブレードを風力発電装置に、とりわけ吊り上げ工具を受け入れるための、前記ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
機能要素を前記取り付け開口部に取り付けるステップと、を含む風力発電装置のロータブレードの機能拡張方法。
【請求項１５】
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際にホイストを受け入れるために用いられ、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための、請求項１から７の少なくとも一項による照明要素を受け入れるための開口部、とりわけ風力発電装置の運転中に機能要素を受け入れるための開口部として用いられる、ロータブレードの取り付け開口部の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための照明要素に関する。さらに本発明は、風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーに関する。本発明はさらに、風力発電装置および風力発電装置の構成部材の照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置とその構成部材、例えばロータブレード（とりわけロータブレード先端）、１つのハブと１つまたは複数のロータブレードを備えるロータ（ここでは空気力学的ロータの意味で）、タワーおよび／またはナセルは、航空障害灯とも称することのできる照明を必要とする。これらの照明または航空障害灯は、とりわけ個々の風力発電装置または複数の風力発電装置からなるウィンドパークの近傍で航空交通をリスクヘッジするために用いられる。このような照明または航空障害灯は、とりわけ夜間および／または視界の悪いときに有利であるが、風力発電装置の環境および／または航空交通の要請によって昼間も希望されることがある。例えば既存の解決策は、特許文献１または特許文献２から、とりわけオフショア領域に対するものが公知である。しかしながら、さらなる改善が望まれる。
【０００３】
ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権出願において以下の従来技術を調査した。DE 10 2013 1 10 857 A1、 DE 676 166 A、 US 2005/0 052 869 A1。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO 2006/077084 A1
【特許文献２】WO 2012/038296 A1
【特許文献３】DE 10 2013 1 10 857 A1
【特許文献４】DE 676 166 A
【特許文献５】US 2005/0 052 869 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、既存の解決策よりも改善された、風力発電装置の構成部材の照明要素、照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。とりわけ本発明の課題は、信頼性があり、および／または故障の少ない照明を可能にする風力発電装置の構成部材の照明要素、照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。さらに本発明の課題は、風力発電装置の構成部材を大面積で照明することができ、および／または保守を簡素化および／または改善する照明要素、風力発電装置の構成部材の照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
冒頭に述べた課題は、本発明の第１の視点によれば、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセル、を照明するための照明要素であって、照明部分と接続部分とを含む照明要素によって解決される。ここで前記接続部分は、前記構成部材の内部で接続されるように配置および構成されており、前記照明部分は、前記構成部材の開口部から突き出るように配置および構成されており、前記照明部分は、構成部材から突出する当該照明部分が構成部材を照射するように配置および構成されている。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の照明要素は、その構成に基づき、照明部分と接続部分（ないし連結部分）を備えるのが適当であり、風力発電装置の構成部材の開口部から照明部分が突き出ており、一方、接続部分は構成部材の内部に配置され、そこで接続することができる。風力発電装置の構成部材の開口部は、好ましくは風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部であり、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるのに用いられる。
【０００８】
とりわけ照明要素は、構成部材の内部からも構成部材壁にある開口部を通して挿入することができ、したがって照明要素の設置および／または保守および／または交換を、簡単かつ安価に、とりわけ天候の状況にほとんどまたは全く依存せずに行うことができる。さらにこれは、風力発電装置の構成部材の簡単で安価な後装備も可能にする。
【０００９】
接続部分は、好ましくは構成部材の内部で、照明のために必要な給電線路に、例えばプラグによって接続することができる。好ましくは給電線は、照明要素の制御を引き受ける中央制御部と接続されている。好ましくは照明要素の内部では電子回路を省略することができ、これにより照明要素自体がさらに安価かつ簡単になる。
【００１０】
本発明の照明要素が配置される構成部材は、好ましくは中空の内部、とりわけ例えば保守用員が立ち入ることのできる内部中空空間または内部室を有する。さらに構成部材のこの内部には、照明要素および／または他の機能要素に例えばエネルギーを供給するために、好ましくは給電線路等を案内することができる。
【００１１】
機能要素は、一例として風力発電装置の運転に対して有利な機能を満たす要素とすることができる。好ましくは機能要素は、風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部を閉鎖し、および／または取り付け開口部から突出する。好ましくは機能要素は、取り付け開口部の、好ましくは密閉の他に、少なくとも１つのさらなる機能を有する。機能要素は、例えば速度および／または湿度および／または光および／または温度および／または天候データを決定するためのセンサとして、および／またはカメラとして、および／または渦流生成器として、および／または落雷保護装置として、および／または加熱装置として構成することができる。
【００１２】
照明要素のさらなる特殊性は、構成部材から突出する照明部分が構成部材を、好ましくは電磁光線（ないし放射）により照射するように配置および構成されていることである。例えば特許文献１から公知の既存の照明装置は、電磁光線（放射）を風力発電装置の周囲に照射するように設置されており、したがって既存の照明装置は、風力発電装置あるいはその構成部材に取り付けられた照明部を外部から（例えば飛行機器から）直接的に知覚するのに用いられる。なぜならこの照明部は外に向かって照射するからである。これに対して本発明の照明要素では、照明要素がその開口部から突き出ている、風力発電装置の構成部材を、この照明要素により照射することが企図されている。したがって照明要素の照明部分は、構成部材の外部あるいは構成部材の外側に存在し、この構成部材を外から照射するように配置および構成されている。
【００１３】
このようにして構成部材は、照明要素から照射される電磁光線を反射することができる。かくて照射された構成部材を外部から（例えば飛行機器から）知覚することができ、したがって風力発電装置の格段に大きな一部分を、専ら一つの照明装置自体として知覚することができる。
【００１４】
したがって本発明の照明要素は、風力発電装置およびその構成部材を点状に直接的に灯火標識（Befeuerung）とするだけでなく、構成部材を照射することにより、照射される領域全体が灯火標識とされ、したがって外部から、例えば飛行機器から知覚することができる。
【００１５】
本発明の照明要素は、飛行機器（飛行機等の飛行物体）が、例えば風力発電装置に部分的に５０ｍまで非常に接近して飛行するか、あるいはそのような距離で風力発電装置を通過して飛行する必要性が存在する風力発電装置の立地点において特に有利である。そのような必要性は、例えばますます風力発電装置が設置されるようになる山岳地域に存在する。例えば狭い谷のような地形（トポロジー）のため、風力発電装置から大きく離れて飛行することは、例えば山岳地帯での救助投入の場合はしばしば不可能である。さらに軍事用の飛行機器も、しばしば高速で通過し、軍事用飛行機器は風力発電装置の相応の航空障害灯を必要とする。ここでは本発明の照明要素が特に有利であることが判明した。なぜなら風力発電装置を外部から照射する光源によって、点状に灯火標識するだけでなく、構成部材を本発明により照射することによって格段に大きな領域を、例えばパイロットに対して可視にすることができるからである。とりわけ本発明の照明要素により簡単かつ確実に、ロータおよび／またはロータブレード全体を、とりわけブレード先端まで灯火標識することができる。このようにして回転するロータを有する風力発電装置を全体障害物として知覚することができ、とりわけロータ直径もパイロットにより識別することができ、これにより確実なナビゲーションが、風力発電装置の直ぐ近く、かつ直近の周囲でも可能になる。
【００１６】
本発明のさらなる利点は、照明要素を照射すべき構成部材に配置することによって、とりわけエネルギー消費の観点で特に効率的な解決策が提供されることである。本発明により好ましくは、特に短い取り付け距離が可能になる。すなわち、照明要素を照明すべき構成部材ないし構成部材領域の近傍に配置することができる。本発明はまた、照明要素を照射すべき構成部材に配置することにより、構成部材をねらいどおりに照射することができる、および／または照明の際の散乱損失を低減することができるという利点も有する。このことはとりわけ構成部材が回転する場合に有利である。
【００１７】
ここではとりわけ好ましくは照明部分は、この照明部分が突き出る構成部材および／または開口部が配置された構成部材の側の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％の領域を照射するように配置され構成されている。
【００１８】
好ましい一実施形態では照明部分は、この照明部分が突き出る構成部材を、可視光領域の電磁光線、とりわけ黄色および／または赤色および／または白色の光、および／または赤外線領域の電磁光線により照射するように配置され構成されている。
【００１９】
可視光領域は、好ましくは約３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長を有し、これは約７８９ＴＨｚから３８４ＴＨｚの周波数に相当する。黄色および／または赤色の光の領域は、好ましくは約５７０ｎｍから７８０ｎｍの波長を有し、これは５２５ＴＨｚから３８４ＴＨｚの周波数に相当する。白色光とは、ここではとりわけ複数の波長領域が重畳されている可視光領域にある電磁光線であると理解される。
【００２０】
赤外線は、ここではとりわけ１ｍｍから７００ｎｍのスペクトル領域を表し、これは３００ＧＨｚから４３０ＴＨｚの周波数領域に相当する。８００ｎｍから８５０ｎｍの間のスペクトル領域が特に好ましい。
【００２１】
有視界飛行時でもナビゲーションを容易にするために、航空障害灯には可視光が好ましい。赤外線領域の電磁光線による構成部材の照射が好ましいのは、この形式の照射は光学的に目立たず（肉眼的に不可視であり）、光の状況に依存せずに使用可能であり、とりわけ軍用の飛行機器にとっても確実に識別可能だからである。
【００２２】
さらに好ましくは、照明部分は１つまたは複数の発光ダイオードを有する。可視光および／または赤外線を放射するための発光ダイオードは比較的安価であり、大きな光強度を得ることができ、さらに長寿命を有する。
【００２３】
照明部分が空気力学的外形、例えば流滴の型（流線型）を有するとさらに好ましい。これは例えば照明部分の外装によって実現することができる。このような空気力学的外形は、とりわけ照明要素を風力発電装置の可動の、とりわけ回転する構成部材、とりわけロータブレードに配置する場合に好ましく、これにより、照明要素を配置することによる空気抵抗の上昇を可及的に小さく維持することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、照明部分は、渦流を形成する外形および／または空気流の剥離を阻止または低減する外形を有する。これも例えば照明部分の相応の外装によって実現することができる。そのために照明部分は、例えば１つまたは複数の渦流発生器を有することができる。
【００２５】
さらなる好ましい一発展形態は、照明要素が照明部分と接続部分との間に密閉部分（シール部材）を有し、この密閉部分は、照明要素、とりわけ照明部分が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成され配置されている。照明要素はさらに、例えば１つのスリーブおよび／または１つまたは複数の案内要素を有することができる。これらは、照明要素の照明部分が（それから）突き出る構成部材であって、照明部分により照射すべき構成部材に対する照明要素の正しい位置ないし所望の位置を、例えば所望の、ないし必要な照射角に関して確保する。
【００２６】
照明要素、とりわけ密閉部分は、好ましくは少なくともまたは最大で１００ｍｍの外径、とりわけ１２０〜１３０ｍｍの直径、例えば１２２ｍｍの直径、または最大２００ｍｍの直径を有し、および／または照明要素、とりわけ密閉部分は、そのような直径を有する開口部に使用するのに適する。
【００２７】
さらなる好ましい一実施形態では、照明要素はポール型照明（Stableuchte）および／または皿型（フラット型）照明（Tellerleuchte）として構成されている。
【００２８】
さらに好ましくは照明部分は、丸められたおよび／または傾斜された光線面を有する。光線面は、好ましくは照明部分から放出される電磁光線に対して透過性である。
【００２９】
さらなる好ましい一発展形態は、照明部分、とりわけ照明部分の光線面は、所定の距離だけ構成部材から突き出ており、好ましくは少なくとも１０ｃｍ、少なくとも２０ｃｍ、少なくとも３０ｃｍ、少なくとも４０ｃｍ、または少なくとも５０ｃｍおよび／または最大で１ｍだけ突き出ている。
【００３０】
ここで特に好ましくは照明部分は、３゜から１５°の照射角、とりわけ５゜超または１０゜超の照射角および／または１５°未満または１２゜未満の照射角を有する。
【００３１】
さらなる好ましい一実施形態は、落雷保護装置および／または加熱装置を特徴とする。この構成は、落雷による損傷および／または凍結による損傷を予防するのに好ましい。構成部材の内部には照明要素に給電するために、好ましくはいずれにしろ相応の線路が案内されているから、これらの線路を有利には落雷保護装置および／または加熱装置のためにも使用することができる。
【００３２】
照明要素、とりわけ照明部分および／または接続部分は照明源を有することができ、この照明源は可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を放出し、例えばＬＥＤの形態である。
【００３３】
さらに好ましくは照明要素、とりわけ照明部分は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置され構成されている。このようにして例えば照明源を照明要素自体に配置する必要はなく、これらから離して、例えば風力発電装置の一構成部材の内部に配置することができる。このようにして照明の特に簡単な構成を実現することができる。なぜなら照明要素を、受動型の反射性構成部材としてだけ構成することができ、照明源を照明要素から離間して、例えば風力発電装置の構成部材の内部に配置することができるからである。
【００３４】
好ましくは照明要素には、照明源のような電気的構成要素は存在しない。これの特別の利点は、落雷による損傷の危険性を低減できることである。照明源は、例えば導電性材料を有することができる。照明要素が照明源を有しておらず、例えば単に受動型の照明要素として用いられ、および／または光線を偏向および／または反射するだけの場合、照明源を構成部材の内部に配置することができる。
【００３５】
照明要素は、全体的にまたは部分的に、例えば中空ポールとしてまたは中空ポール状に構成することができる。照明要素の長手軸に対して直交する断面は、例えば円形、楕円形、三角形、多角形とすることができ、直線および／または湾曲した側辺を有することができる。
【００３６】
好ましくは照明要素は、反射面を有する。反射面は好ましくは、照明要素の内部、とりわけ中空ポールの内部に配置されている。
【００３７】
好ましくは照明要素、とりわけ照明部分は、全体的にまたは部分的に、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を阻止する、または格段に低減する材料から構成することができる。照明要素、とりわけ照明部分は、さらに好ましくは切欠部として構成された照明領域を含み、および／または可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を許容する材料から作製されている。照明領域は例えばスリット状に構成することができる。このようにして可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の出射を照明領域に集束することができ、これにより特に集束された照明を得ることができる。
【００３８】
照明要素は、好ましくは非導電性材料から作製されており、またはとりわけ大部分が非導電性材料を有する。好ましくは照明要素は、繊維強化複合材料、とりわけ繊維プラスチック結合物から作製されており、好ましくはプラスチックおよびグラスファイバを有し、またはプラスチックおよびグラスファイバからなる。
【００３９】
本発明のさらなる視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーによって解決され、これら構成部材は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる開口部、とりわけ取り付け開口部、その照明部分が開口部から突き出ている前述の照明要素、および／または開口部から突き出ている機能要素および／または開口部を閉鎖する機能要素を含む。
【００４０】
機能要素は、例えば風力発電装置の運転のために有利な機能を果たす要素とすることができる。好ましくは機能要素は、風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部を閉鎖し、および／またはこれから突き出ている。好ましくは機能要素は、取り付け開口部を好ましくは密に封鎖する以外に、少なくとも１つのさらなる機能を有する。機能要素は、例えば速度および／または湿度および／または光および／または温度および／または天候データを決定するための例えばセンサとして、および／またはカメラとして、および／または渦流発生器として、および／または落雷保護装置として、および／または加熱装置として構成することができる。
【００４１】
開口部は好ましくは、構成部材の壁に配置されており、壁は構成部材の中空室を取り囲む。好ましくは開口部は貫通開口部であり、これは構成部材の内部を構成部材の周囲（外部）と接続する。好ましくは開口部は、１つまたは複数の案内および／または位置決め要素を有し、この要素は、開口部から突き出る照明要素を構成部材に対して位置決めするために用いられる。とりわけ好ましくは開口部は、開口部から突き出る照明要素の照明部分を、構成部材を照明部分によって照射できるように配置し、および／または配向し、および／または位置決めすることができる。
【００４２】
ここで特に好ましくは構成部材は、２つ、３つ、またはそれ以上の開口部、とりわけ２つ、３つ、またはそれ以上の取り付け開口部、および２つ、３つ、またはそれ以上の好ましくは前述の照明要素、および／または２つ、３つ、またはそれ以上の機能要素を有する。ロータブレードの場合、例えば少なくとも１つの前述の照明要素を圧力側に配置し、少なくとも１つの前述の照明要素を吸引側に配置するのが好ましい。タワーの場合、例えば２つまたはそれ以上の前述の照明要素を、タワーの長手伸長方向を基準にして実質的に同じ高さに、好ましくはタワーの周囲にわたって等間隔に分散して配置するのが好ましい。
【００４３】
特に好ましくは開口部は、取り付け開口部であり、取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる。
【００４４】
構成部材のさらなる好ましい一発展形態は、開口部は、保守用員が構成部材の内部に立ち入ることのできる領域に配置されている。この構成が有利なのは、この開口部が、照明要素の設置、保守および交換のために、特に簡単で天候に依存しないやり方を可能にするからである。
【００４５】
さらに好ましくは開口部は、構成部材の、少なくとも６０ｃｍ、好ましくは少なくとも８０ｃｍ、特に少なくとも１ｍの内のり内部高さを有する領域に配置されている。このような領域は、立ち入ることのできる領域として特に好ましい。
【００４６】
さらに好ましくは開口部は、少なくともまたは最大１００ｍｍの直径、とりわけ１２０〜１３０ｍｍの直径、例えば１２２ｍｍの直径、または最大２００ｍｍの直径を有する。特に好ましくは開口部は、搬送および／または取り付け状態において他の用途に使用することができる。例えばロータブレードのリフトポイント開口部は、しばしば１２２ｍｍの直径を有する。
【００４７】
構成部材のさらなる好ましい一実施形態では、構成部材は偏向要素を有し、この偏向要素は、照明要素から受光される光線を、とりわけ構成部材の方向に偏向するように配置および構成されている。偏向要素は、例えば光学的偏向要素として、例えばプリズムとして構成することができ、および／または光学的偏向要素を有することができる。このようにして、照明部分により照射される構成部材の領域を有利なやり方で拡大することができる。
【００４８】
さらに好ましくは、構成部材は、落雷保護装置および／または加熱装置を有し、これは照明要素に、または照明要素の直接的周囲に配置されている。照明要素の直接的周囲とは、好ましくは照明要素の周囲１ｍまでの領域と理解される。加熱装置として、風力発電装置の構成部材にいずれにしろ存在する加熱装置を利用することができる。その代わりにまたはそれに加えて、別個のおよび／または自立的な加熱装置を照明要素のために設けることができる。
【００４９】
好ましい一実施形態では、構成部材はロータブレードである。
【００５０】
ここでとりわけ好ましくは照明要素は、ロータブレードのハブ近傍領域に配置されており、このハブ近傍領域は、ロータブレードの長手伸長部の好ましくは最大５０％にわたって、とりわけ最大３０％にわたって、例えば最大２０％にわたって伸長している。ロータブレードのハブ近傍領域とは、とりわけロータブレード根元の領域、並びにロータブレード根元に隣接する領域であると理解される。とりわけロータブレードのハブ近傍領域は、通常、保守用員がまだ立ち入ることができる。
【００５１】
さらに好ましくは開口部は、ロータブレードの搬送状態で、吊り上げ工具の一部分を貫通案内できるように配置され構成されている。開口部は、好ましくはリフトポイント開口部として構成することができる。したがって取り付けおよび／または搬送状態では、好ましくは照明要素は、まだ開口部内に配置されており、開口部はまだ別の目的のために、例えば吊り上げ工具を固定するために使用することができる。ロータブレードをロータハブに取り付けた後、好ましくは１つまたは複数の照明要素が開口部内に設置される。このようにして既存の風力発電装置にも簡単かつ安価に後装備することができる。
【００５２】
さらに好ましくは偏向要素は、照明要素とロータブレード先端との間に配置されている。とりわけロータブレードの長手伸長部をブレード先端まで確実に照射することができるように、偏向要素は照明要素とロータブレード先端との間に設けるのが好ましい。偏向要素は好ましくは、ブレード先端に隣接するロータブレードの外側三分の一に配置することができる。
【００５３】
さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードをブレード先端まで、および／またはブレード根元まで照射するように配置および構成されている。照明要素は、ロータブレードをその長手伸長方向に、とりわけブレード先端に向かって、および／またはブレード根元に向かって照射するように配置および構成されている。さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードを前縁部および／または後縁部に向かって照射するように配置および構成されている。
【００５４】
さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードを特定の領域から始まって照明要素の周囲で照射するように配置および構成されている。照明要素の特定の範囲内では、構成部材は通常、照射されない。この範囲は、照射角、照明部分が構成部材から突き出ている距離、および構成部材の幾何形状から生じる。
【００５５】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はロータである。
【００５６】
ここで特に好ましくは、開口部はハブ内に、および／またはロータのスピナ内に配置されている。
【００５７】
さらに好ましくは照明要素は、１つまたは複数のロータブレードを、好ましくはブレード根元からブレード先端まで照射するように配置および構成されている。
【００５８】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はナセルである。
【００５９】
ここで特に好ましくは照明要素は、１つまたは複数のロータブレードを、好ましくはブレード根元からブレード先端まで照射するように配置および構成されている。
【００６０】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はタワーである。ここで特に好ましくは照明要素は、タワーを基礎部まで、および／またはタワー頭部まで照射するように配置および構成されている。
【００６１】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、前述の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータ、および／またはナセルおよび／またはタワーを含む風力発電装置によって解決される。
【００６２】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置の構成部材の照明方法によって解決され、この方法は、前述の一照明要素を提供するステップと、照明部分を風力発電装置の構成部材の開口部、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーにある開口部から引き出すステップと、照明部分が突き出た構成部材を照明部分によって照射するステップと、を含む。
【００６３】
風力発電装置の構成部材を照明する方法は、さらに好ましくは、ロータブレードを風力発電装置に、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、照明部分を取り付け開口部から引き出すステップと、を含む。したがって好ましくは、ロータブレードを風力発電装置に取り付けた後に、そのために必要な取り付け開口部は照明要素の取り付けのために利用される。取り付け中に取り付け開口部内に存在する吊り上げ工具は、好ましくは照明要素および／または機能要素の取り付けの前に除去される。
【００６４】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための前述の照明要素の使用によって解決される。
【００６５】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置のロータブレードの機能拡張方法によって解決され、この方法は、ロータブレードを風力発電装置に、とりわけ吊り上げ工具を受け入れるための、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、機能要素を取り付け開口部に取り付けるステップと、を含む。
【００６６】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、ロータブレードの取り付け開口部の使用によって解決され、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられ、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための前述の照明要素を受け入れるための開口部として、および／またはとりわけ風力発電装置の運転中に機能構成部材を受け入れるための開口部として用いられる。
【００６７】
本発明の構成部材および本発明の方法およびそれぞれ可能な発展形態は、これらをとりわけ本発明の照明要素と共に、その発展形態に使用するのに適するものにする特徴ないし方法ステップを有する。照明要素およびそれぞれ可能なその発展形態も、照明要素を本発明の構成部材と共に、本発明の風力発電装置および／または本発明の方法に使用するのに適するものにする特徴を有する。
【００６８】
本発明のそれぞれの視点の利点、変形実施例および詳細な実施形態、並びにそれらの可能な発展形態に関しては、それぞれ他の視点の対応する特徴に関する記載を参照されたい。本発明の好ましい実施形態を、例として添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一風力発電装置の詳細な３次元図である。
【図２】本発明の一照明要素の例示的実施形態の概略的３次元図である。
【図３】本発明の一照明要素のさらなる例示的実施形態の一照明部分の概略図である。
【図４】一空気力学的外装を備える図２の照明要素の平面図である。
【図５】一照明要素を備える一ロータブレードの断面の一部分の概略図である。
【図６】一照明要素および一偏向要素を備える一ロータブレードの断面の一部分の概略図である。
【図７】一照明要素を備える一ロータブレードの断面の一部分のさらなる概略図である。
【図８】一ロータブレードの一実施形態による概略的縦断面図である。
【図９】一ロータブレードのさらなる実施形態による概略的縦断面図である。
【図１０】一ロータブレードのさらなる実施形態の３次元図である。
【図１１】図１０のロータブレードの一部分の切開３次元図である。
【図１２】図１０のロータブレードの概略的断面図である。
【図１３】一ロータブレードのさらなる例示的実施形態の概略的断面図である。
【図１４Ａ】第１の配置において照明要素を備える一ロータブレードのさらなる例示的実施形態の概略的断面図である。
【図１４Ｂ】第２の配置において照明要素を備える図１４Ａのロータブレードを示す図である。
【図１５】一反射面を備える一照明要素を有する一ロータブレードを示す図である。
【図１６】一反射面を備える一照明要素を示す図である。
【図１７】スピナから照明した風力発電装置を示す図である。
【実施例】
【００７０】
図１は、一タワー１０２と一ナセル１０４を備える一風力発電装置１００を示す。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８と一スピナを備える（空気力学的）ロータ１０６が配置されている。ロータ１０６は、運転時に風によって回転運動され、これによりナセル１０４内の（図示されていない電気力学的発電機ロータおよびステータを備える）発電機を駆動する。風力発電装置１００の１つまたは複数の構成部材、とりわけ１つまたは複数のロータブレード１０８、ロータ１０６、スピナ１１０、ナセル１０４またはタワー１０２は開口部を有し、構成部材を照射するために、この開口部を通って本発明の照明要素の照明部分が突き出ている。
【００７１】
図２は、一照明部分２１０と一接続部分２２０を備える本発明の一照明要素２００の一例示的実施形態の概略的３次元図である。照明部分２１０は、丸められた光線放射面２１１と照射角αを有する。照明部分２１０と接続部分２２０との間には密閉部分２３０が配置されており、この密閉部分は、照明要素が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成され配置されている。開口部は好ましくはロータブレードの取り付け開口部であり、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる。
【００７２】
図３は、本発明の一照明要素のさらなる一例示的実施形態の一照明部分２１０ａの概略図である。照明部分２１０ａも同様に丸められた光線放射面２１１ａと照射角α１を有する。しかし光線放射面２１１ａは、図２の光線放射面２１１よりも格段に扁平である。図３の一照明要素の一実施形態は皿型（フラット型）照明とも称することができ、図２のそれはポール型照明と称することができる。
【００７３】
図４は、空気力学的外装を備える図２の照明要素２００の平面図である。ここでは照明要素２００の外形が流線型である。このような空気力学的外装２４０は、とりわけ照明要素２００を可動の、とりわけ風力発電装置の回転する構成部材に、とりわけロータブレードに配置する場合に好ましく、これにより照明要素２００を配置することによる空気抵抗の増大を可及的に小さく維持することができる。
【００７４】
図５と６は、照明要素２００ｂ、２００ｃを備えるロータブレードの断面の一部を概略的に示す。ロータブレードはその表面３１０に、好ましくは圧力側および／または吸引側に開口部３１１を有し、この開口部を通して照明要素２００ｂ、２００ｃの照明部分２１０ｂ、２１０ｃが引き出されている。照明要素２００ｂ、２００ｃの接続部分２２０ｂ、２２０ｃは、ロータブレードの内部に残っている。
【００７５】
照明要素２００ｂ、２００ｃは、それら照射角α２、α３に関して異なっている。図５の照明要素２２０ｂは照射角α２を有し、この角度はロータブレードの表面３１０をロータブレード先端３２０まで照射することを可能にするが、図６の照明要素２００ｃの照射角α３は異なっている。図６の実施例でロータブレードの表面３１０には、例えばプリズムの形態の偏向要素４００が配置されている。この偏向要素は、照明要素２００ｃから受光する光線を、ロータブレードの表面３１０の方向、とりわけロータブレード先端３２０の方向に偏向するように配置され構成されている。
【００７６】
図７は、照明部分２１０ｄと接続部分２２０ｄを含む照明要素２００ｄを備えるロータブレードの断面の一部分のさらなる概略図である。図７ではロータブレードの表面３１０ａ、３１０ｂが、無負荷位置（３１０ａ）と全負荷位置（３１０ｂ）とで示されており、これらの位置においてロータブレード３２０ａ、３２０ｂはロータブレード根元３３０ｂと比較して異なって変位している。照明要素２００ｄの照射角α４は、ロータブレードの表面３１０ａ、３１０ｂ、とりわけロータブレード先端３２０ａ、３２０ｂの領域における表面が、無負荷状態でも全負荷状態でも照射されるように選択されている。
【００７７】
図８は、ロータブレード先端３２０ａとロータブレード根元３３０ａを備えるロータブレードの例示的実施形態の縦断面を概略的に示す。ロータブレード３３０ａの長手伸長部の約三分の一の領域には照明要素２００が配置されている。２つの矢印により示されるように、照明要素２００はロータブレード３００ａの表面を、ロータブレード根元３３０ａの方向とロータブレード先端３２０ａの方向の両方に照射する。
【００７８】
図９は、ロータブレード先端３２０ｂおよびロータブレード根元３３０ｂ並びに２つの開口部３１１ｂを備えるロータブレード３００ｂのさらなる実施形態の縦断面を概略的に示す。開口部の中には本発明の照明要素を配置することができる。図１０〜１２からも分かるように、開口部３１１ｂは好ましくはリフティングリブ（Heberippen）の領域に配置されており、とりわけ好ましくは開口部３１１ｂは、ロータブレードの搬送および取り付けのために使用されるリフトポイント開口部と同じである。ロータブレードを風力発電装置のロータに取り付けた後、１つまたは複数の開口部３１１ｂを、本発明の照明要素による照明のために使用することができる。したがって既存の風力発電装置にも簡単に本発明の照明要素を後装備することができる。
【００７９】
領域Ｌ１においてロータブレード３００ｂの内のり内部高さは、通常、１ｍより大きく、したがってロータブレードの内部は、この領域では保守用員が容易にアクセスすることができる。このことは、開口部３１１ｂにおける照明要素の設置、保守、および／または交換に対して特に有利である。保守用員がまだ立ち入ることのできる最小内のり内部高さ、とりわけ少なくとも８０ｃｍ、特に少なくとも１ｍの内のり内部高さを有する領域Ｌ２まで、本発明の照明要素は特に有利に設置される。
【００８０】
図１０には、ロータブレード先端３２０ｃとロータブレード根元３３０ｃを備えるロータブレード３００ｃのさらなる実施形態の３次元図が示されている。ここでもロータブレード３００ｃの表面３１０ｃにある開口部３１１ｃは、本発明の照明要素を配置するのに有利であり、搬送および取り付けのために設けられたリフトポイント開口部と同じである。
【００８１】
図１１は、図１０のロータブレード３００ｃの位置部分の切開３次元図であり、図１２は、図１０のロータブレードの概略的断面図である。ここには、桁ウェブ（Holmstege）３５０ｃの１つに配置されたリフティングリブ３４０ｃがよく示されており、開口部（複数）３１１ｃは好ましくはリフティングリブ（複数）３４０ｃの領域に配置されている。
【００８２】
図１３は、ロータブレード３００ｄのさらなる例示的実施形態の概略断面図である。ここでもロータブレード３００ｄの表面３１０ｄには開口部３１１ｄが設けられており、この開口部を通して照明要素２００が案内され、前に説明したようにロータブレード３００ｄは外側から照射される。さらに照明部分２１０は、ここでは渦流発生器の形態の外装５００を配置することにより、渦流５２０を形成し、および／または空気流５１０の剥離を阻止または低減する外形を有する。
【００８３】
図１４Ａと１４Ｂには、ロータブレード３００ｅのさらなる２つの例示的実施形態が断面図に示されている。これらのロータブレードはロータブレード根元３３０ｅからロータブレード先端３２０ｅまで伸長している。２つの図面１４Ａ、Ｂでは、ロータブレード３００ｅが変位された状態で図示されており、この状態においてロータブレード先端３２０ｅはロータブレード３００ｅの長手軸から格段に変位している。この状態は、曲がり（たわみ）変形とも称することができる。２つのロータブレード３００ｅにはそれぞれ２つの照明要素２００が設けられており、それぞれ１つの照明要素が吸引側に、１つの照明要素が圧力側に配置されている。２つのロータブレード３００ｅは、とりわけ照明要素（複数）２００の配置の点で異なる。
【００８４】
図１４Ａ、Ｂのロータブレード３００ｅの照明要素２００は、照明部分が距離Ｄ１およびＤ２だけロータブレード３００ｅの表面にある開口部から突き出るように配置されている。図１４Ａ、Ｂの照明要素２００の配置は、図１４Ｂの配置の距離Ｄ１とＤ２が図１４Ａの配置の距離Ｄ１とＤ２よりも大きい点で異なっている。さらに好ましくは６．５°の照射角α５は、好ましくは６．１°の照射角α６よりも大きい。そこから、ロータブレード先端３２０ｅに隣接する領域Ｌ１ないしＬ２は（曲げられた先端を除いて）、図１４Ａ、Ｂの上方の照明要素２００により、もはや照射されなくなる。図１４Ａ、Ｂに示された状況が、静止状態でのブレードバイアスを示す場合、運転状態ではロータブレードの曲がり変形が反転することがあり、これにより図１４Ａ、Ｂに示すのと同様の、または類似の状況が発生する。しかしこの状況では、ロータブレード先端３２０ｅに隣接する、対向する領域が、図１４Ａ、Ｂの下方の照明要素２００により、もはや照射されなくなる。
【００８５】
図１４Ｂではロータブレード３２０ｅからの照明部分の距離が比較的に大きいので、（ブレード先端に隣接する領域の）長さＬ１ないしＬ２が、図１４Ａによる照明要素２００の配置に対する長さよりも短くなる。
【００８６】
基本的に、照明要素２００の配置、とりわけ照明部分が構成部材の表面から突き出る距離、照射角および構成部材の幾何形状、とりわけ例えばロータブレードの予付勢および最大曲がり変形は、領域Ｌ１ないしＬ２のような照射されない領域が可及的に小さくなるように選択されている。予付勢状態と運転状態とで、例えばロータブレードの曲がり変形が非対称の場合、照明要素２００をロータブレードの吸引側と圧力側で、表面から異なる距離だけ突き出させることも有利であり得る。このようにして、種々の状況における異なる曲がり変形を勘案することができる。
【００８７】
図１５は、照明要素５１０を備える、風力発電装置のためのロータブレード５００を示す。照明要素５１０は、開口部５３０から、すなわちロータブレード５００の内部から引き出されている。開口部５３０は、好ましくはロータブレード５００を風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いる取り付け開口部である。図１５には概略的に反射面５１１が示されており、この反射面により可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を反射および／または偏向することができ、これにより矢印Ｌの方向に、とりわけロータブレード先端の方向にロータブレードを照射することができる。
【００８８】
照明要素５１０の可能な一構成が図１６に示されている。照明要素５１０は、照明部分５１５と接続部分５１６を有する。接続部分５１６により照明要素５１０をロータブレードの内部に、とりわけ開口部５３０、５００に接続、例えば固定することができる。
【００８９】
照明要素５１０には、電気構成要素、例えば照明源は存在しないが、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置され構成されている。そのために照明要素５１０は反射面５１１を有する。照明要素５１０は受動型の反射性構成部材として構成されており、したがって照明源は照明要素からやや離間して、例えばロータブレードの内部に配置することができる。このことはとりわけ、落雷損傷の危険性を低減できるので有利である。照明源として、好ましくは赤外線ＬＥＤを使用することができる。
【００９０】
図１６に示す如く、照明要素５１０の反射面５１１から反射および／または偏向すべき、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線は、例えば端面５１４を通り、中空ポールないし中空ポール状に構成された照明要素５１０の内部に入射することができる。端面５１４は好ましくは、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の透過を許容する材料から形成されている。照明要素５１０の側辺５１３は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の透過を阻止または格段に低減する材料から形成することができる。
【００９１】
さらに照明要素５１０、とりわけ照明部分５１５は、スリット状の照明領域を含み、この照明領域はここでは切欠部として構成されている。このようにして可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の出射を照明領域に集束することができ、これによって特に集束された照明を得ることができる。切欠部の形態に開放して構成する代わりに、そのような照明領域を、例えば可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を許容する材料から形成することができる。
【００９２】
図１７には、スピナ（ないしハブ）６１１から照明される風力発電装置６００が示されている。風力発電装置６００は、タワー６０１とナセル６２０を有する。ナセル６２０には、３つのロータブレード６３１、６３２、６３３およびスピナ６１１を備える（空気力学的）ロータ６１０が配置されている。ロータ６１０は、運転時に風によって回転運動され、これによりナセル６２０内の（図示されていない電気力学的発電機ロータおよびステータを備える）発電機を駆動する。ここに図示の例では、スピナ６１１は１つまたは複数の開口部を有し、この開口部を通して１つまたは複数の照明源６１２、好ましくは赤外線ＬＥＤが、好ましくは赤外線領域の電磁光線を矢印Ｌの方向に出力し、これにより特にロータブレード６３１、６３２、６３３の先端部を照射する。
【図１】
2019525069.tif 000003
【図２】
2019525069.tif 000004
【図３】
2019525069.tif 000005
【図４】
2019525069.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019525069.tif 000009
【図８】
2019525069.tif 000010
【図９】
2019525069.tif 000011
【図１０】
2019525069.tif 000012
【図１１】
2019525069.tif 000013
【図１２】
2019525069.tif 000014
【図１３】
2019525069.tif 000015
【図１４Ａ】
2019525069.tif 000016
【図１４Ｂ】
2019525069.tif 000017
【図１５】
2019525069.tif 000018
【図１６】
2019525069.tif 000019
【図１７】
2019525069.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月5日(2019.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置の構成部材を照明するための照明要素であって、
照明部分と接続部分とを含み、
前記接続部分は、前記構成部材の内部で接続されるように配置および構成されており、
前記照明部分は、前記構成部材の開口部から突き出るように配置および構成されており、
前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を照射するように配置および構成されている、照明要素。
【請求項２】
前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線によって照射するように配置および構成されている、請求項１に記載の照明要素。
【請求項３】
前記照明部分は１つまたは複数の発光ダイオードを有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、空気力学的外形を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、渦流を形成する外形、および／または空気流の剥離を阻止または低減する外形を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素は、前記照明部分と前記接続部分との間に密閉部分を有し、該密閉部分は、前記照明要素が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成および配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明要素。
【請求項４】
前記照明要素は、ポール型照明および／または皿型照明として構成されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項５】
前記照明部分は、丸められたおよび／または傾斜された光線放射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、あらかじめ決められた距離だけ前記構成部材から突き出ている、ことを特徴とし、
および／または
落雷保護装置および／または加熱装置を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項６】
前記照明要素は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置および構成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項７】
前記照明要素は反射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素には電気的構成要素が存在しない、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明要素。
【請求項８】
風力発電装置用の構成部材であって、
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具の受入れに用いられる開口部と、
その照明部分が開口部から突き出ている請求項１から７のいずれか一項に記載の照明要素と、
および／または
前記開口部から突き出る機能要素および／または前記開口部を閉鎖する機能要素と、
を含む構成部材。
【請求項９】
２つ、３つ、またはそれ以上の開口部および請求項１から７の少なくとも一項に記載の２つ、３つ、またはそれ以上の照明要素、および／または２つ、３つ、またはそれ以上の機能要素を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記開口部は、前記構成部材の保守作業員が内部に立ち入ることのできる領域内に配置されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は偏向要素を有し、該偏向要素は、前記照明要素から受光した光線を当該構成部材の方向に偏向するように配置および構成されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は、ロータブレードまたはロータまたはナセルまたはタワーである、ことを特徴とする請求項８に記載の構成部材。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の構成部材を含む風力発電装置。
【請求項１１】
請求項１から７の少なくとも一項による照明要素を提供するステップと、
前記照明部分を風力発電装置の構成部材にある開口部から引き出すステップと、
前記照明部分が突き出る前記構成部材を前記照明部分により照射するステップと、を含む風力発電装置の構成部材の照明方法。
【請求項１２】
ロータブレードを風力発電装置に、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
前記照明部分を前記取り付け開口部から引き出すステップと、を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
風力発電装置の構成部材を照明するための、請求項１から７の少なくとも一項による照明要素の使用。
【請求項１４】
ロータブレードを風力発電装置に前記ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
機能要素を前記取り付け開口部に取り付けるステップと、を含む風力発電装置のロータブレードの機能拡張方法。
【請求項１５】
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際にホイストを受け入れるために用いられ、風力発電装置の構成部材を照明するための、請求項１から７の少なくとも一項による照明要素を受け入れるための開口部として用いられる、ロータブレードの取り付け開口部の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための照明要素に関する。さらに本発明は、風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーに関する。本発明はさらに、風力発電装置および風力発電装置の構成部材の照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置とその構成部材、例えばロータブレード（とりわけロータブレード先端）、１つのハブと１つまたは複数のロータブレードを備えるロータ（ここでは空気力学的ロータの意味で）、タワーおよび／またはナセルは、航空障害灯とも称することのできる照明を必要とする。これらの照明または航空障害灯は、とりわけ個々の風力発電装置または複数の風力発電装置からなるウィンドパークの近傍で航空交通をリスクヘッジするために用いられる。このような照明または航空障害灯は、とりわけ夜間および／または視界の悪いときに有利であるが、風力発電装置の環境および／または航空交通の要請によって昼間も希望されることがある。例えば既存の解決策は、特許文献１または特許文献２から、とりわけオフショア領域に対するものが公知である。しかしながら、さらなる改善が望まれる。
【０００３】
ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権出願において以下の従来技術を調査した。DE 10 2013 1 10 857 A1、 DE 676 166 A、 US 2005/0 052 869 A1。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO 2006/077084 A1
【特許文献２】WO 2012/038296 A1
【特許文献３】DE 10 2013 1 10 857 A1
【特許文献４】DE 676 166 A
【特許文献５】US 2005/0 052 869 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、既存の解決策よりも改善された、風力発電装置の構成部材の照明要素、照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。とりわけ本発明の課題は、信頼性があり、および／または故障の少ない照明を可能にする風力発電装置の構成部材の照明要素、照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。さらに本発明の課題は、風力発電装置の構成部材を大面積で照明することができ、および／または保守を簡素化および／または改善する照明要素、風力発電装置の構成部材の照明方法、並びに風力発電装置の構成部材および風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
冒頭に述べた課題は、本発明の第１の視点によれば、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセル、を照明するための照明要素であって、照明部分と接続部分とを含む照明要素によって解決される。ここで前記接続部分は、前記構成部材の内部で接続されるように配置および構成されており、前記照明部分は、前記構成部材の開口部から突き出るように配置および構成されており、前記照明部分は、構成部材から突出する当該照明部分が構成部材を照射するように配置および構成されている。
本発明の第２の視点によれば、風力発電装置のロータブレードの機能拡張方法が提供される。該方法は、
ロータブレードを風力発電装置に、とりわけ吊り上げ工具を受け入れるための、前記ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
機能要素を前記取り付け開口部に取り付けるステップと、を含む。
本発明の第３の視点によれば、ロータブレードの取り付け開口部の使用（方法）が提供される。即ち、該使用において、
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際にホイストを受け入れるために用いられ、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための、形態１から７の少なくとも一による照明要素を受け入れるための開口部、とりわけ風力発電装置の運転中に機能要素を受け入れるための開口部として用いられる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の照明要素は、その構成に基づき、照明部分と接続部分（ないし連結部分）を備えるのが適当であり、風力発電装置の構成部材の開口部から照明部分が突き出ており、一方、接続部分は構成部材の内部に配置され、そこで接続することができる。風力発電装置の構成部材の開口部は、好ましくは風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部であり、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるのに用いられる。
【０００８】
とりわけ照明要素は、構成部材の内部からも構成部材壁にある開口部を通して挿入することができ、したがって照明要素の設置および／または保守および／または交換を、簡単かつ安価に、とりわけ天候の状況にほとんどまたは全く依存せずに行うことができる。さらにこれは、風力発電装置の構成部材の簡単で安価な後装備も可能にする。
【０００９】
接続部分は、好ましくは構成部材の内部で、照明のために必要な給電線路に、例えばプラグによって接続することができる。好ましくは給電線は、照明要素の制御を引き受ける中央制御部と接続されている。好ましくは照明要素の内部では電子回路を省略することができ、これにより照明要素自体がさらに安価かつ簡単になる。
【００１０】
本発明の照明要素が配置される構成部材は、好ましくは中空の内部、とりわけ例えば保守用員が立ち入ることのできる内部中空空間または内部室を有する。さらに構成部材のこの内部には、照明要素および／または他の機能要素に例えばエネルギーを供給するために、好ましくは給電線路等を案内することができる。
【００１１】
機能要素は、一例として風力発電装置の運転に対して有利な機能を満たす要素とすることができる。好ましくは機能要素は、風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部を閉鎖し、および／または取り付け開口部から突出する。好ましくは機能要素は、取り付け開口部の、好ましくは密閉の他に、少なくとも１つのさらなる機能を有する。機能要素は、例えば速度および／または湿度および／または光および／または温度および／または天候データを決定するためのセンサとして、および／またはカメラとして、および／または渦流生成器として、および／または落雷保護装置として、および／または加熱装置として構成することができる。
【００１２】
照明要素のさらなる特殊性は、構成部材から突出する照明部分が構成部材を、好ましくは電磁光線（ないし放射）により照射するように配置および構成されていることである。例えば特許文献１から公知の既存の照明装置は、電磁光線（放射）を風力発電装置の周囲に照射するように設置されており、したがって既存の照明装置は、風力発電装置あるいはその構成部材に取り付けられた照明部を外部から（例えば飛行機器から）直接的に知覚するのに用いられる。なぜならこの照明部は外に向かって照射するからである。これに対して本発明の照明要素では、照明要素がその開口部から突き出ている、風力発電装置の構成部材を、この照明要素により照射することが企図されている。したがって照明要素の照明部分は、構成部材の外部あるいは構成部材の外側に存在し、この構成部材を外から照射するように配置および構成されている。
【００１３】
このようにして構成部材は、照明要素から照射される電磁光線を反射することができる。かくて照射された構成部材を外部から（例えば飛行機器から）知覚することができ、したがって風力発電装置の格段に大きな一部分を、専ら一つの照明装置自体として知覚することができる。
【００１４】
したがって本発明の照明要素は、風力発電装置およびその構成部材を点状に直接的に灯火標識（Befeuerung）とするだけでなく、構成部材を照射することにより、照射される領域全体が灯火標識とされ、したがって外部から、例えば飛行機器から知覚することができる。
【００１５】
本発明の照明要素は、飛行機器（飛行機等の飛行物体）が、例えば風力発電装置に部分的に５０ｍまで非常に接近して飛行するか、あるいはそのような距離で風力発電装置を通過して飛行する必要性が存在する風力発電装置の立地点において特に有利である。そのような必要性は、例えばますます風力発電装置が設置されるようになる山岳地域に存在する。例えば狭い谷のような地形（トポロジー）のため、風力発電装置から大きく離れて飛行することは、例えば山岳地帯での救助投入の場合はしばしば不可能である。さらに軍事用の飛行機器も、しばしば高速で通過し、軍事用飛行機器は風力発電装置の相応の航空障害灯を必要とする。ここでは本発明の照明要素が特に有利であることが判明した。なぜなら風力発電装置を外部から照射する光源によって、点状に灯火標識するだけでなく、構成部材を本発明により照射することによって格段に大きな領域を、例えばパイロットに対して可視にすることができるからである。とりわけ本発明の照明要素により簡単かつ確実に、ロータおよび／またはロータブレード全体を、とりわけブレード先端まで灯火標識することができる。このようにして回転するロータを有する風力発電装置を全体障害物として知覚することができ、とりわけロータ直径もパイロットにより識別することができ、これにより確実なナビゲーションが、風力発電装置の直ぐ近く、かつ直近の周囲でも可能になる。
【００１６】
本発明のさらなる利点は、照明要素を照射すべき構成部材に配置することによって、とりわけエネルギー消費の観点で特に効率的な解決策が提供されることである。本発明により好ましくは、特に短い取り付け距離が可能になる。すなわち、照明要素を照明すべき構成部材ないし構成部材領域の近傍に配置することができる。本発明はまた、照明要素を照射すべき構成部材に配置することにより、構成部材をねらいどおりに照射することができる、および／または照明の際の散乱損失を低減することができるという利点も有する。このことはとりわけ構成部材が回転する場合に有利である。
【００１７】
ここではとりわけ好ましくは照明部分は、この照明部分が突き出る構成部材および／または開口部が配置された構成部材の側の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％の領域を照射するように配置され構成されている。
【００１８】
好ましい一実施形態では照明部分は、この照明部分が突き出る構成部材を、可視光領域の電磁光線、とりわけ黄色および／または赤色および／または白色の光、および／または赤外線領域の電磁光線により照射するように配置され構成されている。
【００１９】
可視光領域は、好ましくは約３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長を有し、これは約７８９ＴＨｚから３８４ＴＨｚの周波数に相当する。黄色および／または赤色の光の領域は、好ましくは約５７０ｎｍから７８０ｎｍの波長を有し、これは５２５ＴＨｚから３８４ＴＨｚの周波数に相当する。白色光とは、ここではとりわけ複数の波長領域が重畳されている可視光領域にある電磁光線であると理解される。
【００２０】
赤外線は、ここではとりわけ１ｍｍから７００ｎｍのスペクトル領域を表し、これは３００ＧＨｚから４３０ＴＨｚの周波数領域に相当する。８００ｎｍから８５０ｎｍの間のスペクトル領域が特に好ましい。
【００２１】
有視界飛行時でもナビゲーションを容易にするために、航空障害灯には可視光が好ましい。赤外線領域の電磁光線による構成部材の照射が好ましいのは、この形式の照射は光学的に目立たず（肉眼的に不可視であり）、光の状況に依存せずに使用可能であり、とりわけ軍用の飛行機器にとっても確実に識別可能だからである。
【００２２】
さらに好ましくは、照明部分は１つまたは複数の発光ダイオードを有する。可視光および／または赤外線を放射するための発光ダイオードは比較的安価であり、大きな光強度を得ることができ、さらに長寿命を有する。
【００２３】
照明部分が空気力学的外形、例えば流滴の型（流線型）を有するとさらに好ましい。これは例えば照明部分の外装によって実現することができる。このような空気力学的外形は、とりわけ照明要素を風力発電装置の可動の、とりわけ回転する構成部材、とりわけロータブレードに配置する場合に好ましく、これにより、照明要素を配置することによる空気抵抗の上昇を可及的に小さく維持することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、照明部分は、渦流を形成する外形および／または空気流の剥離を阻止または低減する外形を有する。これも例えば照明部分の相応の外装によって実現することができる。そのために照明部分は、例えば１つまたは複数の渦流発生器を有することができる。
【００２５】
さらなる好ましい一発展形態は、照明要素が照明部分と接続部分との間に密閉部分（シール部材）を有し、この密閉部分は、照明要素、とりわけ照明部分が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成され配置されている。照明要素はさらに、例えば１つのスリーブおよび／または１つまたは複数の案内要素を有することができる。これらは、照明要素の照明部分が（それから）突き出る構成部材であって、照明部分により照射すべき構成部材に対する照明要素の正しい位置ないし所望の位置を、例えば所望の、ないし必要な照射角に関して確保する。
【００２６】
照明要素、とりわけ密閉部分は、好ましくは少なくともまたは最大で１００ｍｍの外径、とりわけ１２０〜１３０ｍｍの直径、例えば１２２ｍｍの直径、または最大２００ｍｍの直径を有し、および／または照明要素、とりわけ密閉部分は、そのような直径を有する開口部に使用するのに適する。
【００２７】
さらなる好ましい一実施形態では、照明要素はポール型照明（Stableuchte）および／または皿型（フラット型）照明（Tellerleuchte）として構成されている。
【００２８】
さらに好ましくは照明部分は、丸められたおよび／または傾斜された光線面を有する。光線面は、好ましくは照明部分から放出される電磁光線に対して透過性である。
【００２９】
さらなる好ましい一発展形態は、照明部分、とりわけ照明部分の光線面は、所定の距離だけ構成部材から突き出ており、好ましくは少なくとも１０ｃｍ、少なくとも２０ｃｍ、少なくとも３０ｃｍ、少なくとも４０ｃｍ、または少なくとも５０ｃｍおよび／または最大で１ｍだけ突き出ている。
【００３０】
ここで特に好ましくは照明部分は、３゜から１５°の照射角、とりわけ５゜超または１０゜超の照射角および／または１５°未満または１２゜未満の照射角を有する。
【００３１】
さらなる好ましい一実施形態は、落雷保護装置および／または加熱装置を特徴とする。この構成は、落雷による損傷および／または凍結による損傷を予防するのに好ましい。構成部材の内部には照明要素に給電するために、好ましくはいずれにしろ相応の線路が案内されているから、これらの線路を有利には落雷保護装置および／または加熱装置のためにも使用することができる。
【００３２】
照明要素、とりわけ照明部分および／または接続部分は照明源を有することができ、この照明源は可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を放出し、例えばＬＥＤの形態である。
【００３３】
さらに好ましくは照明要素、とりわけ照明部分は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置され構成されている。このようにして例えば照明源を照明要素自体に配置する必要はなく、これらから離して、例えば風力発電装置の一構成部材の内部に配置することができる。このようにして照明の特に簡単な構成を実現することができる。なぜなら照明要素を、受動型の反射性構成部材としてだけ構成することができ、照明源を照明要素から離間して、例えば風力発電装置の構成部材の内部に配置することができるからである。
【００３４】
好ましくは照明要素には、照明源のような電気的構成要素は存在しない。これの特別の利点は、落雷による損傷の危険性を低減できることである。照明源は、例えば導電性材料を有することができる。照明要素が照明源を有しておらず、例えば単に受動型の照明要素として用いられ、および／または光線を偏向および／または反射するだけの場合、照明源を構成部材の内部に配置することができる。
【００３５】
照明要素は、全体的にまたは部分的に、例えば中空ポールとしてまたは中空ポール状に構成することができる。照明要素の長手軸に対して直交する断面は、例えば円形、楕円形、三角形、多角形とすることができ、直線および／または湾曲した側辺を有することができる。
【００３６】
好ましくは照明要素は、反射面を有する。反射面は好ましくは、照明要素の内部、とりわけ中空ポールの内部に配置されている。
【００３７】
好ましくは照明要素、とりわけ照明部分は、全体的にまたは部分的に、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を阻止する、または格段に低減する材料から構成することができる。照明要素、とりわけ照明部分は、さらに好ましくは切欠部として構成された照明領域を含み、および／または可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を許容する材料から作製されている。照明領域は例えばスリット状に構成することができる。このようにして可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の出射を照明領域に集束することができ、これにより特に集束された照明を得ることができる。
【００３８】
照明要素は、好ましくは非導電性材料から作製されており、またはとりわけ大部分が非導電性材料を有する。好ましくは照明要素は、繊維強化複合材料、とりわけ繊維プラスチック結合物から作製されており、好ましくはプラスチックおよびグラスファイバを有し、またはプラスチックおよびグラスファイバからなる。
【００３９】
本発明のさらなる視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーによって解決され、これら構成部材は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる開口部、とりわけ取り付け開口部、その照明部分が開口部から突き出ている前述の照明要素、および／または開口部から突き出ている機能要素および／または開口部を閉鎖する機能要素を含む。
【００４０】
機能要素は、例えば風力発電装置の運転のために有利な機能を果たす要素とすることができる。好ましくは機能要素は、風力発電装置のロータブレードの取り付け開口部を閉鎖し、および／またはこれから突き出ている。好ましくは機能要素は、取り付け開口部を好ましくは密に封鎖する以外に、少なくとも１つのさらなる機能を有する。機能要素は、例えば速度および／または湿度および／または光および／または温度および／または天候データを決定するための例えばセンサとして、および／またはカメラとして、および／または渦流発生器として、および／または落雷保護装置として、および／または加熱装置として構成することができる。
【００４１】
開口部は好ましくは、構成部材の壁に配置されており、壁は構成部材の中空室を取り囲む。好ましくは開口部は貫通開口部であり、これは構成部材の内部を構成部材の周囲（外部）と接続する。好ましくは開口部は、１つまたは複数の案内および／または位置決め要素を有し、この要素は、開口部から突き出る照明要素を構成部材に対して位置決めするために用いられる。とりわけ好ましくは開口部は、開口部から突き出る照明要素の照明部分を、構成部材を照明部分によって照射できるように配置し、および／または配向し、および／または位置決めすることができる。
【００４２】
ここで特に好ましくは構成部材は、２つ、３つ、またはそれ以上の開口部、とりわけ２つ、３つ、またはそれ以上の取り付け開口部、および２つ、３つ、またはそれ以上の好ましくは前述の照明要素、および／または２つ、３つ、またはそれ以上の機能要素を有する。ロータブレードの場合、例えば少なくとも１つの前述の照明要素を圧力側に配置し、少なくとも１つの前述の照明要素を吸引側に配置するのが好ましい。タワーの場合、例えば２つまたはそれ以上の前述の照明要素を、タワーの長手伸長方向を基準にして実質的に同じ高さに、好ましくはタワーの周囲にわたって等間隔に分散して配置するのが好ましい。
【００４３】
特に好ましくは開口部は、取り付け開口部であり、取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる。
【００４４】
構成部材のさらなる好ましい一発展形態は、開口部は、保守用員が構成部材の内部に立ち入ることのできる領域に配置されている。この構成が有利なのは、この開口部が、照明要素の設置、保守および交換のために、特に簡単で天候に依存しないやり方を可能にするからである。
【００４５】
さらに好ましくは開口部は、構成部材の、少なくとも６０ｃｍ、好ましくは少なくとも８０ｃｍ、特に少なくとも１ｍの内のり内部高さを有する領域に配置されている。このような領域は、立ち入ることのできる領域として特に好ましい。
【００４６】
さらに好ましくは開口部は、少なくともまたは最大１００ｍｍの直径、とりわけ１２０〜１３０ｍｍの直径、例えば１２２ｍｍの直径、または最大２００ｍｍの直径を有する。特に好ましくは開口部は、搬送および／または取り付け状態において他の用途に使用することができる。例えばロータブレードのリフトポイント開口部は、しばしば１２２ｍｍの直径を有する。
【００４７】
構成部材のさらなる好ましい一実施形態では、構成部材は偏向要素を有し、この偏向要素は、照明要素から受光される光線を、とりわけ構成部材の方向に偏向するように配置および構成されている。偏向要素は、例えば光学的偏向要素として、例えばプリズムとして構成することができ、および／または光学的偏向要素を有することができる。このようにして、照明部分により照射される構成部材の領域を有利なやり方で拡大することができる。
【００４８】
さらに好ましくは、構成部材は、落雷保護装置および／または加熱装置を有し、これは照明要素に、または照明要素の直接的周囲に配置されている。照明要素の直接的周囲とは、好ましくは照明要素の周囲１ｍまでの領域と理解される。加熱装置として、風力発電装置の構成部材にいずれにしろ存在する加熱装置を利用することができる。その代わりにまたはそれに加えて、別個のおよび／または自立的な加熱装置を照明要素のために設けることができる。
【００４９】
好ましい一実施形態では、構成部材はロータブレードである。
【００５０】
ここでとりわけ好ましくは照明要素は、ロータブレードのハブ近傍領域に配置されており、このハブ近傍領域は、ロータブレードの長手伸長部の好ましくは最大５０％にわたって、とりわけ最大３０％にわたって、例えば最大２０％にわたって伸長している。ロータブレードのハブ近傍領域とは、とりわけロータブレード根元の領域、並びにロータブレード根元に隣接する領域であると理解される。とりわけロータブレードのハブ近傍領域は、通常、保守用員がまだ立ち入ることができる。
【００５１】
さらに好ましくは開口部は、ロータブレードの搬送状態で、吊り上げ工具の一部分を貫通案内できるように配置され構成されている。開口部は、好ましくはリフトポイント開口部として構成することができる。したがって取り付けおよび／または搬送状態では、好ましくは照明要素は、まだ開口部内に配置されており、開口部はまだ別の目的のために、例えば吊り上げ工具を固定するために使用することができる。ロータブレードをロータハブに取り付けた後、好ましくは１つまたは複数の照明要素が開口部内に設置される。このようにして既存の風力発電装置にも簡単かつ安価に後装備することができる。
【００５２】
さらに好ましくは偏向要素は、照明要素とロータブレード先端との間に配置されている。とりわけロータブレードの長手伸長部をブレード先端まで確実に照射することができるように、偏向要素は照明要素とロータブレード先端との間に設けるのが好ましい。偏向要素は好ましくは、ブレード先端に隣接するロータブレードの外側三分の一に配置することができる。
【００５３】
さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードをブレード先端まで、および／またはブレード根元まで照射するように配置および構成されている。照明要素は、ロータブレードをその長手伸長方向に、とりわけブレード先端に向かって、および／またはブレード根元に向かって照射するように配置および構成されている。さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードを前縁部および／または後縁部に向かって照射するように配置および構成されている。
【００５４】
さらに好ましくは照明要素は、ロータブレードを特定の領域から始まって照明要素の周囲で照射するように配置および構成されている。照明要素の特定の範囲内では、構成部材は通常、照射されない。この範囲は、照射角、照明部分が構成部材から突き出ている距離、および構成部材の幾何形状から生じる。
【００５５】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はロータである。
【００５６】
ここで特に好ましくは、開口部はハブ内に、および／またはロータのスピナ内に配置されている。
【００５７】
さらに好ましくは照明要素は、１つまたは複数のロータブレードを、好ましくはブレード根元からブレード先端まで照射するように配置および構成されている。
【００５８】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はナセルである。
【００５９】
ここで特に好ましくは照明要素は、１つまたは複数のロータブレードを、好ましくはブレード根元からブレード先端まで照射するように配置および構成されている。
【００６０】
さらなる好ましい一実施形態では、構成部材はタワーである。ここで特に好ましくは照明要素は、タワーを基礎部まで、および／またはタワー頭部まで照射するように配置および構成されている。
【００６１】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、前述の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータ、および／またはナセルおよび／またはタワーを含む風力発電装置によって解決される。
【００６２】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置の構成部材の照明方法によって解決され、この方法は、前述の一照明要素を提供するステップと、照明部分を風力発電装置の構成部材の開口部、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーにある開口部から引き出すステップと、照明部分が突き出た構成部材を照明部分によって照射するステップと、を含む。
【００６３】
風力発電装置の構成部材を照明する方法は、さらに好ましくは、ロータブレードを風力発電装置に、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、照明部分を取り付け開口部から引き出すステップと、を含む。したがって好ましくは、ロータブレードを風力発電装置に取り付けた後に、そのために必要な取り付け開口部は照明要素の取り付けのために利用される。取り付け中に取り付け開口部内に存在する吊り上げ工具は、好ましくは照明要素および／または機能要素の取り付けの前に除去される。
【００６４】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための前述の照明要素の使用によって解決される。
【００６５】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、風力発電装置のロータブレードの機能拡張方法によって解決され、この方法は、ロータブレードを風力発電装置に、とりわけ吊り上げ工具を受け入れるための、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、機能要素を取り付け開口部に取り付けるステップと、を含む。
【００６６】
本発明のさらなる一視点によれば、冒頭に述べた課題は、ロータブレードの取り付け開口部の使用によって解決され、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられ、風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための前述の照明要素を受け入れるための開口部として、および／またはとりわけ風力発電装置の運転中に機能構成部材を受け入れるための開口部として用いられる。
【００６７】
本発明の構成部材および本発明の方法およびそれぞれ可能な発展形態は、これらをとりわけ本発明の照明要素と共に、その発展形態に使用するのに適するものにする特徴ないし方法ステップを有する。照明要素およびそれぞれ可能なその発展形態も、照明要素を本発明の構成部材と共に、本発明の風力発電装置および／または本発明の方法に使用するのに適するものにする特徴を有する。
【００６８】
本発明のそれぞれの視点の利点、変形実施例および詳細な実施形態、並びにそれらの可能な発展形態に関しては、それぞれ他の視点の対応する特徴に関する記載を参照されたい。本発明の好ましい実施形態を、例として添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一風力発電装置の詳細な３次元図である。
【図２】本発明の一照明要素の例示的実施形態の概略的３次元図である。
【図３】本発明の一照明要素のさらなる例示的実施形態の一照明部分の概略図である。
【図４】一空気力学的外装を備える図２の照明要素の平面図である。
【図５】一照明要素を備える一ロータブレードの断面の一部分の概略図である。
【図６】一照明要素および一偏向要素を備える一ロータブレードの断面の一部分の概略図である。
【図７】一照明要素を備える一ロータブレードの断面の一部分のさらなる概略図である。
【図８】一ロータブレードの一実施形態による概略的縦断面図である。
【図９】一ロータブレードのさらなる実施形態による概略的縦断面図である。
【図１０】一ロータブレードのさらなる実施形態の３次元図である。
【図１１】図１０のロータブレードの一部分の切開３次元図である。
【図１２】図１０のロータブレードの概略的断面図である。
【図１３】一ロータブレードのさらなる例示的実施形態の概略的断面図である。
【図１４Ａ】第１の配置において照明要素を備える一ロータブレードのさらなる例示的実施形態の概略的断面図である。
【図１４Ｂ】第２の配置において照明要素を備える図１４Ａのロータブレードを示す図である。
【図１５】一反射面を備える一照明要素を有する一ロータブレードを示す図である。
【図１６】一反射面を備える一照明要素を示す図である。
【図１７】スピナから照明した風力発電装置を示す図である。
【実施例】
【００７０】
図１は、一タワー１０２と一ナセル１０４を備える一風力発電装置１００を示す。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８と一スピナを備える（空気力学的）ロータ１０６が配置されている。ロータ１０６は、運転時に風によって回転運動され、これによりナセル１０４内の（図示されていない電気力学的発電機ロータおよびステータを備える）発電機を駆動する。風力発電装置１００の１つまたは複数の構成部材、とりわけ１つまたは複数のロータブレード１０８、ロータ１０６、スピナ１１０、ナセル１０４またはタワー１０２は開口部を有し、構成部材を照射するために、この開口部を通って本発明の照明要素の照明部分が突き出ている。
【００７１】
図２は、一照明部分２１０と一接続部分２２０を備える本発明の一照明要素２００の一例示的実施形態の概略的３次元図である。照明部分２１０は、丸められた光線放射面２１１と照射角αを有する。照明部分２１０と接続部分２２０との間には密閉部分２３０が配置されており、この密閉部分は、照明要素が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成され配置されている。開口部は好ましくはロータブレードの取り付け開口部であり、この取り付け開口部は、ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いられる。
【００７２】
図３は、本発明の一照明要素のさらなる一例示的実施形態の一照明部分２１０ａの概略図である。照明部分２１０ａも同様に丸められた光線放射面２１１ａと照射角α１を有する。しかし光線放射面２１１ａは、図２の光線放射面２１１よりも格段に扁平である。図３の一照明要素の一実施形態は皿型（フラット型）照明とも称することができ、図２のそれはポール型照明と称することができる。
【００７３】
図４は、空気力学的外装を備える図２の照明要素２００の平面図である。ここでは照明要素２００の外形が流線型である。このような空気力学的外装２４０は、とりわけ照明要素２００を可動の、とりわけ風力発電装置の回転する構成部材に、とりわけロータブレードに配置する場合に好ましく、これにより照明要素２００を配置することによる空気抵抗の増大を可及的に小さく維持することができる。
【００７４】
図５と６は、照明要素２００ｂ、２００ｃを備えるロータブレードの断面の一部を概略的に示す。ロータブレードはその表面３１０に、好ましくは圧力側および／または吸引側に開口部３１１を有し、この開口部を通して照明要素２００ｂ、２００ｃの照明部分２１０ｂ、２１０ｃが引き出されている。照明要素２００ｂ、２００ｃの接続部分２２０ｂ、２２０ｃは、ロータブレードの内部に残っている。
【００７５】
照明要素２００ｂ、２００ｃは、それら照射角α２、α３に関して異なっている。図５の照明要素２２０ｂは照射角α２を有し、この角度はロータブレードの表面３１０をロータブレード先端３２０まで照射することを可能にするが、図６の照明要素２００ｃの照射角α３は異なっている。図６の実施例でロータブレードの表面３１０には、例えばプリズムの形態の偏向要素４００が配置されている。この偏向要素は、照明要素２００ｃから受光する光線を、ロータブレードの表面３１０の方向、とりわけロータブレード先端３２０の方向に偏向するように配置され構成されている。
【００７６】
図７は、照明部分２１０ｄと接続部分２２０ｄを含む照明要素２００ｄを備えるロータブレードの断面の一部分のさらなる概略図である。図７ではロータブレードの表面３１０ａ、３１０ｂが、無負荷位置（３１０ａ）と全負荷位置（３１０ｂ）とで示されており、これらの位置においてロータブレード３２０ａ、３２０ｂはロータブレード根元３３０ｂと比較して異なって変位している。照明要素２００ｄの照射角α４は、ロータブレードの表面３１０ａ、３１０ｂ、とりわけロータブレード先端３２０ａ、３２０ｂの領域における表面が、無負荷状態でも全負荷状態でも照射されるように選択されている。
【００７７】
図８は、ロータブレード先端３２０ａとロータブレード根元３３０ａを備えるロータブレードの例示的実施形態の縦断面を概略的に示す。ロータブレード３３０ａの長手伸長部の約三分の一の領域には照明要素２００が配置されている。２つの矢印により示されるように、照明要素２００はロータブレード３００ａの表面を、ロータブレード根元３３０ａの方向とロータブレード先端３２０ａの方向の両方に照射する。
【００７８】
図９は、ロータブレード先端３２０ｂおよびロータブレード根元３３０ｂ並びに２つの開口部３１１ｂを備えるロータブレード３００ｂのさらなる実施形態の縦断面を概略的に示す。開口部の中には本発明の照明要素を配置することができる。図１０〜１２からも分かるように、開口部３１１ｂは好ましくはリフティングリブ（Heberippen）の領域に配置されており、とりわけ好ましくは開口部３１１ｂは、ロータブレードの搬送および取り付けのために使用されるリフトポイント開口部と同じである。ロータブレードを風力発電装置のロータに取り付けた後、１つまたは複数の開口部３１１ｂを、本発明の照明要素による照明のために使用することができる。したがって既存の風力発電装置にも簡単に本発明の照明要素を後装備することができる。
【００７９】
領域Ｌ１においてロータブレード３００ｂの内のり内部高さは、通常、１ｍより大きく、したがってロータブレードの内部は、この領域では保守用員が容易にアクセスすることができる。このことは、開口部３１１ｂにおける照明要素の設置、保守、および／または交換に対して特に有利である。保守用員がまだ立ち入ることのできる最小内のり内部高さ、とりわけ少なくとも８０ｃｍ、特に少なくとも１ｍの内のり内部高さを有する領域Ｌ２まで、本発明の照明要素は特に有利に設置される。
【００８０】
図１０には、ロータブレード先端３２０ｃとロータブレード根元３３０ｃを備えるロータブレード３００ｃのさらなる実施形態の３次元図が示されている。ここでもロータブレード３００ｃの表面３１０ｃにある開口部３１１ｃは、本発明の照明要素を配置するのに有利であり、搬送および取り付けのために設けられたリフトポイント開口部と同じである。
【００８１】
図１１は、図１０のロータブレード３００ｃの位置部分の切開３次元図であり、図１２は、図１０のロータブレードの概略的断面図である。ここには、桁ウェブ（Holmstege）３５０ｃの１つに配置されたリフティングリブ３４０ｃがよく示されており、開口部（複数）３１１ｃは好ましくはリフティングリブ（複数）３４０ｃの領域に配置されている。
【００８２】
図１３は、ロータブレード３００ｄのさらなる例示的実施形態の概略断面図である。ここでもロータブレード３００ｄの表面３１０ｄには開口部３１１ｄが設けられており、この開口部を通して照明要素２００が案内され、前に説明したようにロータブレード３００ｄは外側から照射される。さらに照明部分２１０は、ここでは渦流発生器の形態の外装５００を配置することにより、渦流５２０を形成し、および／または空気流５１０の剥離を阻止または低減する外形を有する。
【００８３】
図１４Ａと１４Ｂには、ロータブレード３００ｅのさらなる２つの例示的実施形態が断面図に示されている。これらのロータブレードはロータブレード根元３３０ｅからロータブレード先端３２０ｅまで伸長している。２つの図面１４Ａ、Ｂでは、ロータブレード３００ｅが変位された状態で図示されており、この状態においてロータブレード先端３２０ｅはロータブレード３００ｅの長手軸から格段に変位している。この状態は、曲がり（たわみ）変形とも称することができる。２つのロータブレード３００ｅにはそれぞれ２つの照明要素２００が設けられており、それぞれ１つの照明要素が吸引側に、１つの照明要素が圧力側に配置されている。２つのロータブレード３００ｅは、とりわけ照明要素（複数）２００の配置の点で異なる。
【００８４】
図１４Ａ、Ｂのロータブレード３００ｅの照明要素２００は、照明部分が距離Ｄ１およびＤ２だけロータブレード３００ｅの表面にある開口部から突き出るように配置されている。図１４Ａ、Ｂの照明要素２００の配置は、図１４Ｂの配置の距離Ｄ１とＤ２が図１４Ａの配置の距離Ｄ１とＤ２よりも大きい点で異なっている。さらに好ましくは６．５°の照射角α５は、好ましくは６．１°の照射角α６よりも大きい。そこから、ロータブレード先端３２０ｅに隣接する領域Ｌ１ないしＬ２は（曲げられた先端を除いて）、図１４Ａ、Ｂの上方の照明要素２００により、もはや照射されなくなる。図１４Ａ、Ｂに示された状況が、静止状態でのブレードバイアスを示す場合、運転状態ではロータブレードの曲がり変形が反転することがあり、これにより図１４Ａ、Ｂに示すのと同様の、または類似の状況が発生する。しかしこの状況では、ロータブレード先端３２０ｅに隣接する、対向する領域が、図１４Ａ、Ｂの下方の照明要素２００により、もはや照射されなくなる。
【００８５】
図１４Ｂではロータブレード３２０ｅからの照明部分の距離が比較的に大きいので、（ブレード先端に隣接する領域の）長さＬ１ないしＬ２が、図１４Ａによる照明要素２００の配置に対する長さよりも短くなる。
【００８６】
基本的に、照明要素２００の配置、とりわけ照明部分が構成部材の表面から突き出る距離、照射角および構成部材の幾何形状、とりわけ例えばロータブレードの予付勢および最大曲がり変形は、領域Ｌ１ないしＬ２のような照射されない領域が可及的に小さくなるように選択されている。予付勢状態と運転状態とで、例えばロータブレードの曲がり変形が非対称の場合、照明要素２００をロータブレードの吸引側と圧力側で、表面から異なる距離だけ突き出させることも有利であり得る。このようにして、種々の状況における異なる曲がり変形を勘案することができる。
【００８７】
図１５は、照明要素５１０を備える、風力発電装置のためのロータブレード５００を示す。照明要素５１０は、開口部５３０から、すなわちロータブレード５００の内部から引き出されている。開口部５３０は、好ましくはロータブレード５００を風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具を受け入れるために用いる取り付け開口部である。図１５には概略的に反射面５１１が示されており、この反射面により可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を反射および／または偏向することができ、これにより矢印Ｌの方向に、とりわけロータブレード先端の方向にロータブレードを照射することができる。
【００８８】
照明要素５１０の可能な一構成が図１６に示されている。照明要素５１０は、照明部分５１５と接続部分５１６を有する。接続部分５１６により照明要素５１０をロータブレードの内部に、とりわけ開口部５３０、５００に接続、例えば固定することができる。
【００８９】
照明要素５１０には、電気構成要素、例えば照明源は存在しないが、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置され構成されている。そのために照明要素５１０は反射面５１１を有する。照明要素５１０は受動型の反射性構成部材として構成されており、したがって照明源は照明要素からやや離間して、例えばロータブレードの内部に配置することができる。このことはとりわけ、落雷損傷の危険性を低減できるので有利である。照明源として、好ましくは赤外線ＬＥＤを使用することができる。
【００９０】
図１６に示す如く、照明要素５１０の反射面５１１から反射および／または偏向すべき、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線は、例えば端面５１４を通り、中空ポールないし中空ポール状に構成された照明要素５１０の内部に入射することができる。端面５１４は好ましくは、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の透過を許容する材料から形成されている。照明要素５１０の側辺５１３は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の透過を阻止または格段に低減する材料から形成することができる。
【００９１】
さらに照明要素５１０、とりわけ照明部分５１５は、スリット状の照明領域を含み、この照明領域はここでは切欠部として構成されている。このようにして可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の出射を照明領域に集束することができ、これによって特に集束された照明を得ることができる。切欠部の形態に開放して構成する代わりに、そのような照明領域を、例えば可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線の通過を許容する材料から形成することができる。
【００９２】
図１７には、スピナ（ないしハブ）６１１から照明される風力発電装置６００が示されている。風力発電装置６００は、タワー６０１とナセル６２０を有する。ナセル６２０には、３つのロータブレード６３１、６３２、６３３およびスピナ６１１を備える（空気力学的）ロータ６１０が配置されている。ロータ６１０は、運転時に風によって回転運動され、これによりナセル６２０内の（図示されていない電気力学的発電機ロータおよびステータを備える）発電機を駆動する。ここに図示の例では、スピナ６１１は１つまたは複数の開口部を有し、この開口部を通して１つまたは複数の照明源６１２、好ましくは赤外線ＬＥＤが、好ましくは赤外線領域の電磁光線を矢印Ｌの方向に出力し、これにより特にロータブレード６３１、６３２、６３３の先端部を照射する。
【００９３】
（形態１）
第１の視点のとおり。
（形態２）
前記照明部分は、当該照明部分が突き出る構成部材を、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線によって照射するように配置および構成されている、好ましくは形態１に記載の照明要素。
（形態３）
前記照明部分は１つまたは複数の発光ダイオードを有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、空気力学的外形、例えば流線型、を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分は、渦流を形成する外形、および／または空気流の剥離を阻止または低減する外形を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素は、前記照明部分と前記接続部分との間に密閉部分を有し、該密閉部分は、前記照明要素が突き出る構成部材の開口部を密に閉鎖するように構成および配置されている、ことを特徴とする、好ましくは形態１または２に記載の照明要素。
（形態４）
前記照明要素は、ポール型照明および／または皿型照明として構成されている、ことを特徴とする、好ましくは形態１から３のいずれか一に記載の照明要素。
（形態５）
前記照明部分は、丸められたおよび／または傾斜された光線放射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明部分、とりわけ前記照明部分の光線放射面は、あらかじめ決められた距離だけ前記構成部材から突き出ている、ことを特徴とし、
および／または
落雷保護装置および／または加熱装置を特徴とする、好ましくは形態１から４のいずれか一に記載の照明要素。
（形態６）
前記照明要素は、可視光領域および／または赤外線領域の電磁光線を偏向および／または反射するように配置および構成されている、ことを特徴とする、好ましくは形態１から５のいずれか一に記載の照明要素。
（形態７）
前記照明要素は反射面を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記照明要素には電気的構成要素が存在しない、ことを特徴とする、好ましくは形態１から６のいずれか一に記載の照明要素。
（形態８）
風力発電装置用の構成部材、とりわけ風力発電装置用のロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーであって、
ロータブレードを風力発電装置に取り付ける際に吊り上げ工具の受入れに用いられる開口部、とりわけ取り付け開口部と、
その照明部分が開口部から突き出ている、好ましくは形態１から７のいずれか一に記載の照明要素と、
および／または
前記開口部から突き出る機能要素および／または前記開口部を閉鎖する機能要素と、
を含む構成部材。
（形態９）
２つ、３つ、またはそれ以上の開口部、とりわけ２つ、３つ、またはそれ以上の取り付け開口部、および形態１から７の少なくとも一に記載の２つ、３つ、またはそれ以上の照明要素、および／または２つ、３つ、またはそれ以上の機能要素を有する、ことを特徴とし、
および／または
前記開口部は、前記構成部材の保守作業員が内部に立ち入ることのできる領域内に配置されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は偏向要素を有し、該偏向要素は、前記照明要素から受光した光線を、とりわけ当該構成部材の方向に偏向するように配置および構成されている、ことを特徴とし、
および／または
前記構成部材は、ロータブレードまたはロータまたはナセルまたはタワーである、ことを特徴とする、好ましくは形態８に記載の構成部材。
（形態１０）
好ましくは形態８または９に記載の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータ、および／またはナセルおよび／またはタワーを含む風力発電装置。
（形態１１）
好ましくは形態１から７の少なくとも一による照明要素を提供するステップと、
前記照明部分を風力発電装置の構成部材にある開口部から、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはナセルおよび／またはタワーにある開口部から引き出すステップと、
前記照明部分が突き出る前記構成部材を前記照明部分により照射するステップと、を含む風力発電装置の構成部材の照明方法。
（形態１２）
ロータブレードを風力発電装置に、ロータブレードにある少なくとも１つの取り付け開口部を使用して取り付けるステップと、
前記照明部分を前記取り付け開口部から引き出すステップと、を含む、好ましくは形態１１に記載の方法。
（形態１３）
風力発電装置の構成部材、とりわけロータブレードおよび／またはロータおよび／またはタワーおよび／またはナセルを照明するための、好ましくは形態１から７の少なくとも一による照明要素の使用。
（形態１４）
第２の視点のとおり。
（形態１５）
第３の視点のとおり。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2019525069.tif 000021
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2019525069.tif 000022
【国際調査報告】
2019525069.tif 000023
2019525069.tif 000024
2019525069.tif 000025
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