(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを有する風力タービンを動作させる方法であって、前記風力タービンは、永久磁石（ＰＭ）同期発電機と、主コンバータと、主コンバータコントローラと、風力タービンマスタコントローラと、電気エネルギー貯蔵装置を含む電力供給ステージとを備え、前記方法は、電力供給グリッドおよび／または燃焼機関から独立した前記電気エネルギー貯蔵装置からの電気エネルギーを使用して前記風力タービンの始動を実行し、前記主コンバータコントローラにより前記主コンバータの中間電圧（ＤＣリンク電圧）と前記風力タービンのトルクとを制御し、前記風力タービンマスタコントローラにより前記発電機および／または前記ロータの回転速度に応じて前記ロータブレードのピッチ角を調整し、ロータ毎分回転数（ｎＲ）および／または発電機毎分回転数（ｎＧ）が毎分回転数の最小値と毎分回転数の最大値によって規定される許容範囲外である場合にのみ、前記ピッチ角が調整され、始動後に前記電気エネルギー貯蔵装置とは独立して前記ＰＭ同期発電機から電力を取り出すことにより、前記風力タービンをアイランドモードで動作させることを含む、方法。
【請求項２】
前記アイランドモードで前記電気エネルギー貯蔵装置を充電することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
始動中に前記電気エネルギー貯蔵装置によって前記風力タービンの内部にあるサブシステムに電力を供給することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記サブシステムは、風の方向に従ってナセルを位置決めするためのヨー駆動装置、および／または、ロータブレードを調整するためのピッチシステム、および／または、空調システムとして機能する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
次の始動を実行する前のグリッド障害後に前記風力タービンを停止させ、および／または前記風力タービンを安全な動作状態にすることをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＰＭ同期発電機の弱め界磁および／またはブレーキチョッパ制御によって前記主コンバータコントローラによってＤＣリンク電圧を制御することをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ロータを有する風力タービンであって、前記風力タービンは、永久磁石（ＰＭ）同期発電機と、主コンバータと、主コンバータコントローラと、風力タービンマスタコントローラと、電気エネルギー貯蔵装置とを備え、前記エネルギー貯蔵装置から電力を取り出し、続いてアイランドモードに移行することによって、外部電源から独立して前記風力タービンの最初の始動を実行するように構成されており、前記アイランドモードでは、前記主コンバータコントローラは、トルクおよび前記主コンバータの中間電圧（ＤＣリンク電圧）を制御するように構成され、前記風力タービンマスタコントローラは、前記発電機および／または前記ロータの回転速度に応じて前記ロータの前記ロータブレードのピッチ角を調整するように構成され、ロータ毎分回転数（ｎＲ）および／または発電機毎分回転数（ｎＧ）が毎分回転数の最小値と毎分回転数の最大値によって規定される許容範囲外である場合、前記ピッチ角のみが調整される、風力タービン。
【請求項８】
前記アイランドモードにおいて、主コンバータコントローラは、前記ＰＭ同期発電機の弱め界磁および／またはブレーキチョッパ制御によって前記ＤＣリンク電圧を制御するように構成されている、請求項７に記載の風力タービン。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の風力タービンを製造する方法であって、第１の場所において前記風力タービンを組み立て、前記風力タービンを全負荷で完全にバーンインし、前記第１の場所で前記風力タービンを解体し、第２の場所で前記風力タービンを再組み立てし、前記風力タービンの内部にある電気エネルギー貯蔵装置によって供給される電気エネルギーのみに基づいてグリッドまたは燃焼発電機に接続することなく前記風力タービンの始動または自力起動を実行し、続いて、前記主コンバータコントローラによって前記主コンバータのトルクおよび／またはＤＣリンクを制御することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービンを動作させる方法、風力タービンを製造する方法、風力タービンおよびウィンドパークに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンをアイランドモードで動作させることは、当該技術分野において一般的に知られている。「アイランドモード」という用語は、風力タービンがグリッドから独立して動作する必要がある、グリッド接続なしの動作（グリッド損失、グリッド障害）に関する。
【０００３】
風力タービン、特に海上風力タービンのための別の一般的な課題は、風力タービンの最初の始動（または試運転）に関する。通常の動作を開始するために、風力タービンは、風力タービンが接続されているグリッドを介して供給することができる一定量のエネルギーを必要とする。しかし、グリッド（またはグリッドを通る電源）は、風力タービンが組み立てられ、始動の準備がなされているときは、まだ利用できないことが多い。これは、アイドル状態による風力タービンの損傷につながる可能性がある。
【０００４】
独立して始動または自力起動を行い、アイドル状態を回避するために、必要な電気エネルギーを風力タービンに供給するディーゼル発電機を設けることができる。しかしながら、これには風力タービンに運ばれる必要のある大量の燃料が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、風力タービンがグリッド接続または燃焼発電機なしに始動または自力起動を行うことができることを保証する、風力タービンの動作方法、風力タービンの製造方法、風力タービンおよびウィンドパークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様では、風力タービンを動作させる方法が提供される。風力タービンは、永久磁石（ＰＭ）同期発電機と、主コンバータと、主コンバータコントローラと、風力タービンマスタコントローラと、電力供給ステージ（ＵＰＳ）とを備える。電力供給ステージは、例えば、無停電電源（ＵＰＳ）であってもよい。電力供給ステージは、電気エネルギー貯蔵装置を備えることができる。第１の態様では、電力供給グリッドおよび／または燃焼発電機とは独立した電気エネルギー貯蔵装置からの電気エネルギーを使用して、風力タービンの（最初の）始動または自力起動を（専ら）実行することができる。風力タービンはアイランドモードで動作することができる。このアイランドモードでは、主コンバータの中間電圧（ＤＣリンク）が主コンバータコントローラによって制御される。換言すれば、内部電力供給は、主コンバータコントローラによって制御され、風力タービンのマスタコントローラによって制御されることはない。さらに、アイランドモードでは、電力はＰＭ同期発電機から取り出され、風力タービンの必要な内部構成要素に給電するために使用される。これは、電気エネルギー貯蔵装置が始動または自力起動の間にのみ使用され得ることを意味する。電気エネルギー貯蔵装置は風力タービンをアイランドモードで動作させるために必要とされない。
【０００７】
アイランドモードでは電気エネルギー貯蔵装置を充電することができる。これによって、エネルギー貯蔵装置が、始動後に常に充電されて、その後の始動を実行するため、および／または風の凪いだ期間を乗り切るために（風の状態を待つ間）十分な電気エネルギーを蓄えることが可能になる。
【０００８】
始動または自力起動中に電力を供給する必要がある必要な内部構成要素は、サブシステムまたは補助オペレーティングシステムと呼ぶことができる。このサブシステムまたは補助オペレーティングシステムは、風力タービンの内部にあることが好ましい。
【０００９】
補助オペレーティングシステムは、ナセルが風の方向に従って位置決めされ得るように、例えば風力タービンのヨー駆動装置のような他のサブシステムを操作する可能性を提供する。サブシステムは、ピッチシステムおよび／または空調システムのようなサブシステムに電力を供給するためにも使用することができる。
【００１０】
さらなる態様によれば、風力タービンは、次の自力起動が実行される前後に、停止され、および／または安全な動作状態にされる。言い換えれば、風力タービンの通常発電からアイランドモードへの移行ステップは、安全動作状態で、および／または風力タービンが停止されているときに実行される。風力タービンは「標準風力タービン」と比較して追加の電力変換ハードウェアを使用しないので、グリッド障害の後にシームレスにアイランドモードに入らない。最初に、タービンが停止される（または、例えば、低回転アイドルモードのように安全動作状態にする）必要がある。このとき、通常発電からアイランドモードへの移行は、このスイッチオフ状態でのみ実行できる。
【００１１】
風力タービンのトルクは、アイランドモード中は主コンバータコントローラによって制御される点に利点がある。これは、トルクが風力タービンのマスタコントローラによって制御されず、風力タービンの主コンバータコントローラによって制御されることを意味する。
【００１２】
風力タービンのＤＣリンク電圧はこのとき、主コンバータコントローラによって制御することもできる。これは、ＰＭ同期発電機の弱め界磁および／またはブレーキチョッパ制御によって行うことができる。発電機側コンバータはこのとき、計算のために測定データを供給することしかできない。
【００１３】
一般に、ロータブレードの回転速度およびピッチを制御する役割を担う風力タービンコントローラの機能と、トルクを制御する役割を担う主コンバータコントローラの機能は両方とも、アイランドモードの間は制限され得る。
【００１４】
アイランドモードでは、風力タービンのロータブレードのピッチ制御は、毎分回転数の最小値を下回るピッチ、および、毎分回転数の最大値を超えるピッチのみが調整されることにより、ロータ毎分回転数（ｎＲ）および／または発電機毎分回転数（ｎＧ）の許容範囲外の値に制限することができる点に利点がある。
【００１５】
ロータ回転数の最小値は６ｒｐｍとすることができ、最大値は１４ｒｐｍとすることができる。目標値は、１０〜１１ｒｐｍとすることができる。発電機毎分回転数の最小値は６０ｒｐｍとすることができ、最大値は１４０ｒｐｍとすることができる。目標値は、１００〜１１０ｒｐｍとすることができる。ロータと発電機とのｒｐｍ値はギアボックス比によって相互に関係している。この例では、ギアボックス比は約１０である。
【００１６】
本発明のこの態様では、ロータブレードのピッチは、毎分回転数が回転のそれぞれの最小値と最大値との間の許容範囲を逸脱する場合にのみ、調整することができる点に利点がある。これは、目標値に関係なく行われる。
【００１７】
風力タービンは、「高ｒｐｍアイドリング」モードと同様に挙動するが、補助オペレーティングシステムおよび給電されるサブシステムの要件に依存する可変電力オフセットを含む。「高ｒｐｍアイドリングモード」とは、タービン動作状態が、通常の負荷動作速度に近い回転速度を有するアイドリング状態であることを意味する。このモードでは、変圧器までの発電機の通常の損失は１００ｋＷ〜２００ｋＷになり得、特定の風力タービンについては８０ｋＷになり得る。歯車の損失は、４０ｋＷ〜６０ｋＷになる場合がある。これは、補助オペレーティングシステムおよび任意の他のサブシステムを使用しない場合の合計損失が約１２０ｋＷ〜１４０ｋＷになり得ることを意味します。したがって、回転数アイドリングモードでは、約１００ｋＷ〜２００ｋＷの範囲、特に１５０ｋＷの値の電力が必要である。追加給電サブシステム（補助オペレーティングシステムを含む）に依存して、オフセットは以下の値を有することができる。
【００１８】
−  静止動作では５０ｋＷから７０ｋＷ、
−  ヨー駆動システムに電力を供給するための１００ｋＷ〜１２０ｋＷ、または
−  ヨー駆動システムを始動するための２４０ｋＷ〜２６０ｋＷ（一時的）。
【００１９】
言い換えれば、「アイランドモード」では、タービンは高ｒｐｍアイドリング（＝通常の負荷動作に近い回転速度でのアイドリング）と同様に動作する。閉ループロータ速度制御が行われる。アイランドモードでの実際の補助電力需要（サブシステムおよび補助オペレーティングシステムの）に応じて、例えば、高ｒｐｍでの「通常の」アイドリングと比較して５０ｋＷ〜３００ｋＷの範囲内の負荷オフセットがあることになる。
【００２０】
電気エネルギー貯蔵装置は、電池、特に再充電可能電池とすることができる。電気エネルギー貯蔵装置の最小容量は５０ｋＷｈとすることができる。一実施形態では、電気エネルギー貯蔵装置は、鉛蓄電池を含むことができる。電気エネルギー貯蔵装置は、少なくとも１日中（２４時間）の無風期間を乗り越えるのに十分な電気エネルギーを貯蔵するように構成することができる。大きなバッテリバッファのために、風力タービンは、外部エネルギーに一切依存することなく、停止してから数時間またはさらには数日後にアイランドモードに入ることができる。
【００２１】
本発明はまた、永久磁石（ＰＭ）同期発電機と、主コンバータと、主コンバータコントローラと、風力タービンマスタコントローラと、エネルギー貯蔵装置とを備える風力タービン（特に海上風力タービン）を提供する。風力タービンは、エネルギー貯蔵装置から電力を取り出し、続いてアイランドモードに移行することによって、外部電源から独立して風力タービンの最初の始動を実行するように構成することができ、アイランドモードでは、主コンバータコントローラは、トルクおよび／または主コンバータの中間電圧（ＤＣリンク電圧）を制御するように構成される。したがって、本発明のこれらの態様による風力タービンは、外部エネルギーなしで始動または自力起動を行うことができる。
【００２２】
さらに、アイランドモードでは、主コンバータコントローラは、ＰＭ同期発電機の弱め界磁および／またはブレーキチョッパ制御によってＤＣリンク電圧を制御するように構成することができる。
【００２３】
アイランドモードでは、タービンマスタコントローラは、発電機および／もしくはロータの回転速度に応じたロータブレードのピッチ角の調整、ならびに／または、主コンバータコントローラへのトルク要求の送信の中止のみを行うように構成することができる点に利点がある。
【００２４】
１つの態様では、ロータ毎分回転数（ｎＲ）および／または発電機毎分回転数（ｎＧ）が許容範囲外である場合、風力タービンは、アイランドモードでは風力タービンのピッチ制御のみを実行するようにさらに構成することができる。
【００２５】
本発明はまた、本発明の態様および実施形態による１つまたは複数の風力タービンを備えるウィンドパークを提供する。
【００２６】
本発明はまた、風力タービンを製造する方法を提供する。この方法は、以下のステップ、すなわち、風力タービンの完全なバーンイン（好ましくは陸上）、風力タービンの解体、最終目的地（有利には海上）での風力タービンの再組み立て、ＵＰＳまたはエネルギー貯蔵装置によって供給される電気エネルギーのみに基づく、グリッドに接続されていない状態での風力タービンの始動または自力起動、および、続く主コンバータコントローラによる主コンバータのＤＣリンクの制御を含む点に利点がある。したがって、本発明は、熱間試運転を含む、風力タービンを製造する方法を提供する。これは、最初に風力タービンが第１の場所、例えば陸で組み立てられ、次いで全負荷（バーンイン）で動作させられることを意味する。無論、エネルギー貯蔵装置は完全に充電される。風力タービンは、動作の準備ができると、解体されて第２の場所、例えば最終目的地（例えば海上）に搬送され、再組み立てされる。
【００２７】
本発明のさらなる態様および特徴は、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の以下の説明からもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態による風力タービンの簡略図である。
【図２】本発明が適用される風力タービンの通常の動作および構成要素を示す簡略図である。
【図３】本発明の一実施形態によるアイランドモードを示す簡略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるピッチ制御方式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による単純化された風力発電所または風力タービン１を示す。風力発電所または風力タービン１は、海３の適切な基礎に基づく支持構造２を備える。ほんの一例として、風力発電所または風力タービン１は海上風力発電機である。ロータハブ４は、複数のロータブレード５を担持している。ナセル（図示せず）は、支持構造２の上部に配置されており、支持構造２は、例えば塔であってもよい。
【００３０】
図２は、本発明が適用される風力タービン１の動作および構成要素を示す簡略図である。図２は、風力タービン１の通常動作または通常発電モードを説明するための簡略図である。
【００３１】
風力タービン１は、ロータブレード５とロータハブ４とを備えている。さらに、ギアボックス６、永久磁石同期発電機７、主コンバータ（または発電機コンバータ）８、風力タービンマスタコントローラ９、グリッドコンバータ１０および主コンバータコントローラ１１がある。さらに、ＰＭ同期発電機７と主コンバータ８との間に結合された第１のスイッチ１２と、グリッドコンバータ１０とグリッドまたは主変圧器２６との間に結合された第２のスイッチ１３とがある。
【００３２】
タービンマスタコントローラ９は、所望のトルク値（トルク要求）ＴＧを主コンバータコントローラ１１に送信するように構成され結合される。主コンバータコントローラ１１は、主コンバータ８およびグリッドコンバータ１０と通信し、主コンバータ８およびグリッドコンバータ１０を制御するように構成される。主コンバータ８とグリッドコンバータ１１との間の接続は、直流（ＤＣ）リンク１６として参照される。
【００３３】
主コンバータ８は、結果として得られるタービン出力に合致するように電圧および電流を調整するように構成される。グリッドコンバータ１０（グリッド側コンバータとしても参照される）は、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷平衡を保証するように構成される。
【００３４】
また、ＤＣリンク１６に結合されたブレーキ（または制動）チョッパ１５がある。制動エネルギーを、制動エネルギーが熱に変換される抵抗器に切り替えることによってＤＣリンク電圧を制限する電気スイッチである。
【００３５】
タービンマスタコントローラ９はまた、ロータ１９（ロータブレード５およびハブ４）の回転およびロータブレード５のピッチを監視および制御する。ピッチまたはピッチ角はｐＲによって示されており、ロータ１９の毎分回転数（ｒｐｍ）はｎＲによって示されている。ピッチ信号ｐＲは、ロータブレード５の所望のピッチ角および現在のピッチ角値を含む。タービンマスタコントローラ９はさらに、ｎＧによって示される発電機の毎分回転数（ｒｐｍ）を監視および制御する。タービンマスタコントローラ９はまた、グリッドまたは主変圧器２６における電圧ＶＧおよび電流ＶＡを監視する。
【００３６】
最後に、電気エネルギー貯蔵装置１８を含む電気エネルギー供給装置１７がある。電気エネルギー供給装置１７は、ＵＰＳであってもよい。電気エネルギー貯蔵装置１８は、電池または複数の電池、特に再充電可能電池とすることができる。一実施形態では、電気エネルギー貯蔵装置は、５０ｋＷｈの最小容量を有する１つまたは複数の鉛蓄電池を備えるか、またはそれからなることができる。電気エネルギー貯蔵装置１８は、少なくとも１日中（２４時間）の無風期間を乗り越えるのに十分な電気エネルギーを貯蔵するように構成することができる。
【００３７】
ＵＰＳシステムまたはエネルギー供給装置１７は、スイッチ２０を介して補助変圧器２１に結合することができる。補助変圧器２１はスイッチ２４を介してグリッドに結合することができる。グリッドコンバータ１０は、スイッチ１３を介して主変圧器２６に結合され、主変圧器２６は、スイッチ２５を介してグリッドに結合される。補助変圧器２１はスイッチ２２を介して任意の補助電力消費者（サブシステム）に結合される。さらに、ＵＰＳシステム１７は、通常のＵＰＳ電力消費者に結合することができる。スイッチ２２の出力とＵＰＳシステム１７の出力との間に別のスイッチ２３がある。
【００３８】
別の実施形態では、ＵＰＳシステムはまた、破線でのみ示される直接接続２７を介してＤＣリンクに結合されてもよい。
【００３９】
図３は、本発明の態様および実施形態による風力タービン１のアイランドモードの簡略ブロック図および例示である。アイランドモードでは、タービンマスタコントローラ９は、主コンバータコントローラ１１にトルク要求ＴＧを送信することを中止する。アイランドモードでは、タービンマスタコントローラ９は、依然としてロータ速度ｎＲ（ロータ１９の１分間あたりの回転数）と発電機の回転数ｎＧ（発電機７の１分間あたりの回転数）とを監視し、ロータブレード５のピッチまたはピッチ角ｐＲを制御および調整する。主コンバータコントローラ１１は、ＤＣリンク１６における電圧を制御する。グリッドコンバータ１０は、ＵＰＳのように動作し、内部電源用に５０Ｈｚの固定電圧を生成する。
【００４０】
特に専ら、電力供給グリッドおよび／または燃焼発電機とは独立したＵＰＳ１７、特に、電気エネルギー貯蔵装置１８からの電気エネルギーを使用して、風力タービン１の始動または自力起動を実行することができる。風力タービンはその後、アイランドモードで動作することができる。このアイランドモードでは、主コンバータ８の中間電圧（ＤＣリンク１６）が主コンバータコントローラ１１によって制御される。言い換えれば、内部電源は、主コンバータコントローラ１１によって制御され、風力タービン１のマスタコントローラ９によって制御されることはない。アイランドモードでは、電力はＰＭ同期発電機７から取り出され、すべて風力タービンの必要な内部構成要素に給電するために使用される。これは、（図２に示すような）電気エネルギー貯蔵装置１８を含む電源１７が始動中または自力起動の間にのみ使用され得ることを意味する。その後、ＵＰＳまたは電気エネルギー貯蔵装置は、風力タービン１をアイランドモードで動作させるために必要とされない。
【００４１】
アイランドモードでは電気エネルギー貯蔵装置１８（図２に示す）を充電することができる。これは、その後の始動または自力起動を実行するのに十分な電気エネルギーを貯蔵するために、始動後にエネルギー貯蔵装置１８が常に再充電されることを保証する。
【００４２】
始動中に電力を供給する必要がある必要な内部構成要素は、風力タービンのサブシステムおよび補助オペレーティングシステムとして参照され得る。サブシステムおよび補助オペレーティングシステムは、風力タービンの内部にあることができる。補助オペレーティングシステムは、風力タービン１のナセルが風の方向に従って位置決めされ得るように、例えば風力タービンのヨー駆動装置（図示せず）のような他のサブシステムを操作する可能性を提供する。補助オペレーティングシステムは、ピッチ駆動装置または空調システムに電力を供給するために使用することもできる。
【００４３】
風力タービンは「標準風力タービン」と比較して追加の電力変換ハードウェアを使用しないので、グリッド障害の後にシームレスにアイランドモードに入ることはできない。風力タービン１は停止される（または、例えば、低回転アイドルモードのように安全動作状態にする）必要がある。このとき、通常発電からアイランドモードへの移行は、このスイッチオフ状態でのみ実行できる。
【００４４】
風力タービンのトルクは、アイランドモード中は主コンバータコントローラ１１によって制御される。これは、トルクが風力タービンのマスタコントローラ９によって制御されず、風力タービンの主コンバータコントローラ１１によって制御されることを意味する。
【００４５】
風力タービン１のＤＣリンク１６電圧はこのとき、主コンバータコントローラ１１によって制御することもできる。これは、ＰＭ同期発電機７の弱め界磁および／またはブレーキチョッパ１５のブレーキチョッパ制御によって行うことができる。
【００４６】
図４は、本発明の一実施形態による、アイランドモードにおけるピッチ制御方式を示す図である。したがって、アイランドモードでは、発電機７の回転数ｎＧおよび／またはロータ１９の回転数ｎＲがある範囲を逸脱する場合にのみ、ロータブレードのピッチ角ｐＲが調整される。この図は、ｍ／ｓ単位の風速ＷＳ、度単位のロータブレード５のピッチ角ｐＲ、および、ｒｐｍ単位の発電機７の回転数ｎＧ（発電機速度としても参照される）を秒単位で経時的に示す。この実施形態では、ｎＧの上限は１２０ｒｐｍであり、下限は８０ｒｐｍである。ピッチ角は、ｎＧが１２０ｒｐｍを超えるか、または８０ｒｐｍを下回る場合にのみ適応される。ピッチ角ｐＲは、数百秒の期間にわたって一定のままであることが分かる。この種の許容範囲制御にはいくつかの利点がある。ピッチ調整システム（ピッチ駆動装置、歯車など）の使用を減少させるピッチ調整の活動が低減され、負荷条件の変更回数が低減され（それによって風力タービンの磨耗も低減される）、ピッチ駆動システムによって消費されるエネルギー量は低減され、風力タービンへの負荷は一般的に低減される。
【００４７】
他の実施形態では、ロータ１９の回転の最小値ｎＲは６ｒｐｍとすることができ、ｎＲの最大値は１４ｒｐｍとすることができる。ｎＲの目標値は、１０〜１１ｒｐｍとすることができる。発電機毎分回転数ｎＧの最小値は６０ｒｐｍとすることができ、ｎＧの最大値は１４０ｒｐｍとすることができる。ｎＧの目標値は、１００〜１１０ｒｐｍとすることができる。ロータと発電機とのｒｐｍ値はギアボックス７の歯車伝達比によって相互に関係している。この例では、ギアボックス比は約１０：１である。
【００４８】
電気エネルギー貯蔵装置は、電池、特に再充電可能電池とすることができる。電気エネルギー貯蔵装置の最小容量は５０ｋＷｈとすることができる。一実施形態では、電気エネルギー貯蔵装置は、鉛蓄電池（または、例えば、鉛水晶などの別の有利な電池技術）を含むことができる。大きなバッテリバッファのために、風力タービンは、外部エネルギーに一切依存することなく、停止してから数時間またはさらには数日後にアイランドモードに入ることができる。
【００４９】
アイランドモードでは、風力タービンは、「高ｒｐｍアイドリング」モードと同様に挙動するが、補助オペレーティングシステムおよび給電されるサブシステムの要件に依存する可変電力オフセットを含む。「高ｒｐｍアイドリングモード」とは、タービン動作状態が、通常の負荷動作速度に近い回転速度を有するアイドリング状態であることを意味する。このモードでは、変圧器までの発電機の通常の損失は１００ｋＷ〜２００ｋＷになり得、特定の風力タービンについては８０ｋＷになり得る。歯車の損失は、４０ｋＷ〜６０ｋＷになる場合がある。これは、補助オペレーティングシステムおよび任意の他のサブシステムを使用しない場合の合計損失が約１２０ｋＷ〜１４０ｋＷになり得ることを意味します。したがって、毎分回転数アイドリングモードでは、約１００ｋＷ〜２００ｋＷの範囲、特に１５０ｋＷの値の電力が必要である。追加給電サブシステム（補助オペレーティングシステムを含む）に依存して、オフセットは以下の値を有することができる。
【００５０】
−  静止動作では５０ｋＷから７０ｋＷ、
−  ヨー駆動システムに連続的に電力を供給するための１００ｋＷ〜１２０ｋＷ、または
−  ヨー駆動システムを始動するために２４０ｋＷ〜２６０ｋＷ（一時的）。
【００５１】
言い換えれば、「アイランドモード」では、タービンは高ｒｐｍアイドリング（＝通常の負荷動作に近い回転速度でのアイドリング）と同様に動作する。閉ループロータ速度制御が行われる。アイランドモードでの実際の補助電力需要（サブシステムおよび補助オペレーティングシステムの）に応じて、例えば、高ｒｐｍでの「通常の」アイドリングと比較して５０ｋＷ〜３００ｋＷの範囲内の負荷オフセットがあることになる。
【００５２】
本発明は、特定の実施形態を参照して上で説明したが、これらの実施形態に限定されるものではなく、疑いなく、当業者には、特許請求されているものとしての本発明の範囲内にあるさらなる代替案が想起される。
【図１】
0006563039.tif 000002
【図２】
0006563039.tif 000003
【図３】
0006563039.tif 000004
【図４】
0006563039.tif 000005