(57)【要約】  風力タービン１００を制御する方法３２０が提示され、この風力タービンは、１つ以上のブレード１０３を有する風力タービンローター１０２を備え、風力タービンは、風力タービンローターの定格角回転速度２１４を有する。本方法は、１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の推定滴径３２４を提供すること（３２２）と、低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断すること（３２６）であって、上記判断することは、推定滴径３２４に少なくとも部分的に基づいていることと、開始基準が満たされた場合、低減モードに従って風力タービンを制御すること（３２８）とを含む。低減モードにおいて、風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値２１６未満に制限され、角回転速度閾値は、風力タービンの定格角回転速度より小さい。【選択図】図２
2020501064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン（１００）を制御する方法（３２０）であって、前記風力タービンは、
１つ以上のブレード（１０３）を有する風力タービンローター（１０２）であって、前記風力タービンは、該風力タービンローターの定格角回転速度（２１４）を有する、風力タービンローター、
を備え、
該方法は、
前記１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の推定滴径（３２４）を提供すること（３２２）と、
低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断すること（３２６）であって、該判断することは、前記推定滴径（３２４）に少なくとも部分的に基づいていることと、
前記開始基準が満たされた場合、前記低減モードに従って前記風力タービンを制御すること（３２８）と、
を含み、
前記低減モードにおいて、前記風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値（２１６）未満に制限され、
前記角回転速度閾値は、前記風力タービンの前記定格角回転速度より小さい、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法（３２０）であって、前記開始基準は、前記推定滴径（３２４）が所定の滴径開始閾値超である場合、満たされる、方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法（３２０）であって、該方法は、
前記風力タービン（１００）上に衝突する降水の推定降水強度を提供すること、
を更に含み、
前記判断することは、前記推定降水強度に少なくとも部分的に基づいている、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法（３２０）であって、前記開始基準は、
前記推定滴径（３２４）が所定の滴径開始閾値超である場合、及び／又は、
前記推定降水強度が所定の降水強度開始閾値超である場合、
満たされる、方法。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の方法（３２０）であって、前記所定の滴径開始閾値は、１ｍｍである、方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法（３２０）であって、前記所定の降水強度開始閾値は、２．５ｍｍ／時である、方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法（３２０）であって、前記角回転速度閾値（２１６）は、前記定格角回転速度の９５％未満である、方法。
【請求項８】
請求項１又は７に記載の方法（３２０）であって、
前記風力タービン（１００）上に衝突する降水の推定降水強度を提供することと、
前記風力タービン（１００）上に衝突する雨滴の推定雨滴終端速度を提供することと、
前記１つ以上のブレード（１０３）上に衝突する雨滴の推定雨滴衝撃速度を提供することと、
前記１つ以上のブレード（１０３）上に衝突する雨滴の推定雨滴衝撃角度を提供することと、
を更に含み、
推定インキュベーション時間が所定のインキュベーション時間開始閾値未満である場合、前記開始基準が満たされ、
インキュベーション時間ｔｉｃは、以下のように与えられる式に従って求められ、
【数１】
2020501064.tif 000006
ここで、
ｔｉｃは、インキュベーション時間を表し、
Ｉは、降水強度（時間当たりの蓄積雨量）を表し、
Ｖｔは、雨滴終端速度を表し、
Ｖは、雨滴衝撃速度を表し、
θは、雨滴衝撃角度を表し、
ｄは、雨滴直径を表し、
αは、定数であり、
βは、定数であり、
γは、定数であり、
ζは、定数である、
方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法（３２０）であって、
推定滴径（３２４）を提供すること（３２２）は、
光学雨量計（１０６）、
音響雨量計、
ディスドロメーター、又は、
レーザー滴径計測計、
のうちの任意のものを用いて滴径を推定することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項３又は４又は６又は８のいずれか１項に記載の方法（３２０）であって、
推定降水強度を提供することは、
光学雨量計（１０６）、
音響雨量計、
ディスドロメーター、又は、
レーザー滴径計測計、
のうちの任意のものを用いて降水強度を推定することを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法（３２０）であって、該方法は、
前記開始基準が満たされたことに起因して前記低減モードに従って前記角回転速度を制御すること（３２８）と、
前記１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の後続の推定滴径（３３２）を後続して提供すること（３３０）と、
低減モード運転を中断する終了基準が満たされているか否かを後続して判断すること（３３４）であって、該後続して判断することは、前記後続の推定滴径（３３２）に少なくとも部分的に基づいていることと、
前記終了基準が満たされた場合、前記低減モードに従った風力タービンの制御を中断すること（３３６）と、
を更に含む、方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法（３２０）であって、前記風力タービン（１００）は、
前記１つ以上のブレード（１０３）のピッチ角を制御するピッチ制御システム、
を更に備え、
該方法は、
前記ピッチ制御システムを用いて前記１つ以上のブレードの前記ピッチ角を制御することによって前記角回転速度を制御すること、
を更に含む、方法。
【請求項１３】
実行時に、風力タービン（１００）のコンピューターデバイス又は制御システムに、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法（３２０）を実行させる命令を有するコンピュータープログラム製品。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法（３２０）を実行するように構成された、風力タービン（１００）の制御システム。
【請求項１５】
風力タービン（１００）であって、請求項１４に記載の制御システムを備える、風力タービン。
【請求項１６】
風力タービン（１００）を制御する方法（３２０）であって、前記風力タービン（１００）は、
１つ以上のブレード（１０３）を有する風力タービンローター（１０２）であって、前記風力タービンは、該風力タービンローターの定格角回転速度（２１４）を有する、風力タービンローター、
を備え、
該方法は、
前記１つ以上のブレード上に衝突する大気粒子の推定大気粒子径（３２４）を提供すること（３２２）と、
低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断すること（３２６）であって、該判断することは、前記推定大気粒子径（３２４）に少なくとも部分的に基づいていることと、
前記開始基準が満たされた場合、前記低減モードに従って前記風力タービンを制御すること（３２８）と、
を含み、
前記低減モードにおいて、前記風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値（２１６）未満に制限され、
前記角回転速度閾値は、前記風力タービンの前記定格角回転速度より小さい、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービンを制御する方法に関し、より詳細には、雨によって引き起こされるブレードの機械的損傷を回避するために風力タービンを制御する方法、対応する制御システム、ソフトウェア及び風力タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野において既知であるような風力タービン、例えば、洋上風力タービンは、風力タービンタワーとローターとを備える。ローターは、１つ以上のローターブレードを備え、これらのローターブレードは、降水、例えば雨によって引き起こされる機械的損傷を被る場合がある。
【０００３】
米国特許第６，８３７，６８１号は、風力発電設備によって保持されるローターブレードが、例えば、雨、雪、氷粒又は昆虫等の周囲環境の影響に特定の程度晒されることを記載している。特に、ローターブレードの前縁（leading edges）は、この点において負荷を大きく受ける。この状況において、ローターブレード及び特にその前縁が、いくらか時間を経た後、費用が掛かる修理が必要である（機械的）損傷を被ることが発生する可能性がある。費用が掛かるのは、特に、クレーンが修理の目的で頻繁に必要となるとともに、また、風力発電設備全体が修理に起因して長期間停止され、更にはいくつかの状況下では個々のローターブレードが修理現場から搬送されなければならないためである。米国特許第６，８３７，６８１号の目的は、ローターブレードにおける腐食損傷を低減するとともに、上述した不利点を回避することである。米国特許第６，８３７，６８１号は、センサーに衝突する粒子の数及び／又は速度及び／又は衝撃を検出する少なくとも１つのこのセンサーと、このセンサーによって検出された測定データを処理するデータ処理制御デバイスとを有する風力発電設備を運転する方法を記載しており、ここで、センサーによって測定された粒子測定値を超過した場合、風力発電設備のローターの回転速度（この語は、互換的に角回転速度と称することができる）が（データ処理／制御デバイスによって）低減され、及び／又は、風力発電設備が停止される。しかしながら、この結果、風力発電設備が生成する総電力の低減も生じる。
【０００４】
風力発電設備を運転する、改善された方法が有利であり、特に、機械的損傷及び／又は風力発電設備が生成する総電力の低減を抑えることが可能である方法を用いると有利であろう。
【０００５】
本発明は、洋上風力タービンに適用可能とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題を解決又は軽減する、風力タービンを制御する方法を、機械的損傷及び／又は風力タービンが生成する総電力の低減を抑えることによって、提供することであるとみなすことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述された目的は、風力タービン、例えば洋上風力タービンを制御する方法、例えば、風力タービンを制御するとともに腐食を最小化する方法を提供することによる本発明の第１の態様において達成されるように意図され、上記風力タービンは、
１つ以上のブレードを有する風力タービンローターであって、風力タービンは、この風力タービンローターの定格角回転速度を有する、風力タービンローター、
を備え、
上記方法は、
１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の推定滴径を提供することと、
低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断することであって、上記判断することは、推定滴径に少なくとも部分的に基づいていることと、
開始基準が満たされた場合、低減モードに従って風力タービンを制御することと、
を含み、
低減モードにおいて、風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値未満に制限され、
角回転速度閾値は、風力タービンの定格角回転速度より小さい。
【０００８】
本発明は、特に、しかし非排他的に、腐食を最小化し、それゆえ、場合によっては、１つ以上の風力タービンブレードの、ブレード前縁保護（ＬＥＰ）寿命時間を延長する（これは、さらに、ブレード修理に消費されるリソース及びダウンタイムを最小化することを可能にすることができる）一方で、それと同時に、エネルギー出力、例えば、推定年間発電電力量（annual energy production）の低下（これは、角回転速度の低下によって引き起こされる）を最小化する方法を得るのに有利である。雨滴径は、衝突する雨滴によって引き起こされる機械的損傷（腐食と称することもできる）の関連パラメーターとみなすことができること、及び、それゆえ、雨滴径に基づいて風力タービンを制御することは、雨滴径の知識又は推定値を有さずに風力タービンを制御する方法に対する代替であり得るか又はこれらの方法よりも優れたものであり得ることに特に留意することができる。例えば、インキュベーション時間は、本願の他の箇所の式において記述するように、雨滴径に依存する。したがって、推定滴径を用いると、液滴腐食（droplet erosion：液滴エロージョン）をより効果的に回避することが可能である。例えば、推定滴径値の知識を有することによって、降水強度と雨滴の終端速度とを推定することも可能とすることができ、これにより、ひいては、（風力タービンの運転パラメーター、例えば、角回転速度も既知であると仮定して）、インキュベーション時間も有効にし、これは、低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断することに関連したものとすることができる。
【０００９】
「雨滴径」は、個々の雨滴の、例えばミリメートルの単位で測定される直径と理解することができる。球形ではない雨滴の場合、直径ｄは、以下の式に従って、雨滴の体積Ｖから推定することができる。
【数１】
2020501064.tif 000003
【００１０】
「（風力タービンローターの）角回転速度」（ω）は、任意の所与の時点において、ローターの回転数を時間によって除算したものと理解することができ、これは、ラジアン／秒（ｒａｄ／ｓ）の単位で測定することができる。角回転速度（ω）とローター先端速度（ｖ）との間の関係は、
【数２】
2020501064.tif 000004
によって与えられ、ここで、ｒは、ローターの半径である。角回転速度は、代替的に、回転／分（ｒｐｍ）の単位で測定することができる。
【００１１】
「（風力タービンローターの）定格角回転速度」（ωｒａｔｅｄ）は、（例えば、通常モードにおける）最大許容角回転速度と理解することができ、この最大許容角回転速度は、（角回転速度とは反対に）固定値である。定格角回転速度は、固定値、例えば、タービンの設計時に設定される値を取ることができる。
【００１２】
「（風力タービンローターの）角回転速度閾値」（ωｒｅｄｕｃｅｄ）は、（低減モードにおける）最大許容角回転速度と理解され、この最大許容角回転速度は、（角回転速度とは反対に）固定値であり、定格角回転速度よりも小さい。角回転速度閾値は、非０、例えば、０よりも大きい正の値であることが理解される。
【００１３】
「１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の推定滴径を提供すること」は、推定滴径を測定又は受信することと理解することができる。
【００１４】
「低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断することであって、この判断することは、推定滴径に少なくとも部分的に基づいていること」は、推定滴径に部分的に又は完全に基づく値を提供、例えば計算し、この値を、開始径基準と比較することと理解することができる。
【００１５】
「低減モード」は、それに従って風力タービンを運転することが可能である一モードと理解することができ、このモードは、少なくとも１つの他のモードと異なり、当該少なくとも１つの他のモードは、通常モードと称することができ、通常モードにおいて、風力タービンローターの角回転速度は、定格角回転速度によって制限されるが、最大で定格角回転速度までの値、例えば、角回転速度閾値超の値を取ることができる。低減モードでは、風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値によって制限されるが、最大で角回転速度閾値までの値、例えば、０の角回転速度超の値を取ることができる。
【００１６】
一実施形態において、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の方法であって、開始基準は、推定滴径が所定の滴径開始閾値超である場合かつその場合のみ等の場合、満たされる。この実施形態の考えられ得る利点は、提供される簡潔性である。インキュベーション時間は、滴径が増大するにつれて減少することを示すことができ、したがって、滴径が所定の滴径開始閾値、例えば、所定のインキュベーション時間閾値に対応する閾値超である場合、低減モードに入ることが有利であり得る。
【００１７】
一実施形態において、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の方法であって、本方法は、
風力タービン上に衝突する降水の推定降水強度を提供すること、
を更に含み、
上記判断することは、上記推定降水強度に少なくとも部分的に基づいている。このことの考えられ得る利点は、インキュベーション時間を、（雨滴径に加えて）降水強度も含む複数の要因に依存することができることであり得る。したがって、雨滴径と降水強度との双方の推定値を提供することは、例えば、腐食の開始のより正確な予測を理由に、風力タービンの改善された制御をもたらすことができる。より詳細には、インキュベーション時間についての式（本開示の他の箇所において記載される）内の残りのパラメーターは、雨滴径（例えば、雨滴の終端速度）に関連するか、又は、風力タービンの運転パラメーター（例えば、衝突速度であり、これは、例えば先端速度に関連し、これは、ひいては、角回転速度に関連する）として得られるので、推定滴径と推定降水強度との双方を提供することが有利であり得る。したがって、天気関連パラメーターであり、制御することができない雨滴径と降水強度とは、有利には推定することができる。
【００１８】
インキュベーション時間式内の全ての天気パラメーターは、或る程度リンクしており（雨滴径、終端速度、降水強度）、したがって、推定滴径を提供することは、少なくとも、終端速度と降水強度との推定値を提供することの代替形態と見ることができる。しかしながら、推定滴径と推定降水強度との双方を提供することの利点は、これにより、これらの２つのパラメーター間の（例えばルックアップテーブルを介した）いくぶんかの不確実な関係に依拠する必要を排除することが可能になり、実効的には、インキュベーション時間のより良好な推定値を提供することが可能になる、ということであり得る。
【００１９】
「降水強度」は、エリアごとの時間単位当たりの雨量、例えば、時間単位当たりの高さの単位、例えばｍｍ／時の単位で測定される雨量と理解することができる。
【００２０】
「風力タービン上に衝突する降水の推定降水強度を提供すること」は、推定降水強度を測定又は受信することと理解することができる。
【００２１】
本発明の１つの実施形態では、雨滴に加えて、他のタイプの大気粒子も考慮される。ここで、大気粒子は、雨滴、氷粒粒子、雪粒子、昆虫及び鳥類（特に、昆虫又は鳥類の大群、例えば群れを成したバッタ又は渡り鳥）、塵埃粒子（例えば、砂粒子、火山灰及び汚染粒子）を含む。大気粒子のタイプごとに、低減モードに従った運転の開始基準は、少なくとも部分的に推定粒子径に基づく一方で、任意選択で、大気粒子のタイプも考慮される。本発明のこの実施形態では、（雨）滴及び（滴）径について本明細書で述べられる同様の態様を、他のタイプの大気粒子及び大気粒子径についても考慮することができる。
【００２２】
特に、上述された目的は、風力タービン、例えば洋上風力タービンを制御する方法、例えば、風力タービンを制御するとともに腐食を最小化する方法を提供することによる本発明の第１の態様のこの実施形態において達成されるように意図され、上記風力タービンは、
１つ以上のブレードを有する風力タービンローターであって、風力タービンは、この風力タービンローターの定格角回転速度を有する、風力タービンローター、
を備え、
上記方法は、
１つ以上のブレード上に衝突する大気粒子の推定大気粒子径を提供することと、
低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断することであって、上記判断することは、推定大気粒子径に少なくとも部分的に基づいていることと、
開始基準が満たされた場合、低減モードに従って風力タービンを制御することと、
を含み、
低減モードにおいて、風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値未満に制限され、
角回転速度閾値は、風力タービンの定格角回転速度より小さい。
【００２３】
第２の態様では、本発明は、実行時に、風力タービンのコンピューターデバイス又は制御システムに、第１の態様による方法を実行させる命令を有するコンピュータープログラム製品に関する。
【００２４】
第３の態様では、本発明は、第１の態様による方法を実行するように構成された、風力タービンの制御システムに関する。
【００２５】
第４の態様では、本発明は、第３の態様による制御システムを備える、風力タービン、例えば、洋上風力タービンに関する。
【００２６】
付属的な特徴のうちの多くは、添付図面と併せて検討される以下の詳細な説明を参照することによってより十分に理解されることで、より容易に認識されるであろう。好ましい特徴は、当業者に明らかであるように適宜組み合わせることができるとともに、本発明の態様のうちのいずれとも組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】風力タービンを示す図である。
【図２】それぞれ、通常モード及び低減モードに従った角回転速度を有するグラフである。
【図３】本発明の一実施形態によるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を更に詳細に説明する。本発明は、様々な変更形態及び代替形態が可能であり、例として、特定の実施形態が開示されている。しかしながら、本発明は、開示される特定の形態に限定されることは意図されていないことが理解されるものとする。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨及び範囲内にある全ての変更形態、均等物及び代替形態を包含する。
【００２９】
図１は、第４の態様による風力タービン１００を示し、上記風力タービンは、
１つ以上のブレード１０３、例えば３つのブレードを有する風力タービンローター１０２と、
風力タービンローターの回転エネルギーによって駆動されるように構成された発電機と、
を備える。
【００３０】
特定の実施形態では、図示される風力タービン１００（風力タービン発電機（ＷＴＧ：wind turbine generator）とも称することができる）は、タワー１０１も備える。ローターは、ナセル１０４に接続され、このナセルは、タワー１０１の頂部上に取り付けられるとともに、ナセル内部に据えられた発電機を駆動するように構成されている。任意選択の雨量計１０６が、ナセルの頂部上に配置される。風力タービンローター１０２は、風の作用によってローター軸１０５の周りで回転可能である。ブレード１０３の、風によって引き起こされた回転エネルギーは、シャフトを介して発電機に伝達される。したがって、風力タービン１００は、風の運動エネルギーを、ローターブレードによって機械エネルギーに変換し、それに続いて、発電機によって電力に変換することが可能である。発電機は、発電機のＡＣ電力をＤＣ電力に変換する電力変換器と、そのＤＣ電力を、電力系統に注入されるＡＣ電力に変換する電力逆変換器とを備えることができる。発電機は、電力需要に対応する電力を生成するように制御可能である。
【００３１】
ブレード１０３は、ブレードの空気力学的特性を変更するために、例えば、風力エネルギーの取り込みを最大化するとともに、強風が吹いている場合にローターブレードが過度に大きい負荷を被ることがないことを確実にするために、ピッチ調整することができる。風力タービン１００は、ピッチ信号を求めるように構成された制御システムを備え、風力タービンの汎用コントローラーにおいて実施することもできるし、又は、例えば、ピッチ制御システムによって制御されるピッチ力システムを有するピッチシステムによってブレードが個々にピッチ調整される場合、ピッチ力システムが、ピッチ制御システムからのピッチ信号、例えば、１つ以上のそれぞれのブレードに対応する１つ以上の個々のブレードピッチ角制御信号を含むピッチ信号に依存してブレードを個々にピッチ調整するアクチュエーター、例えば液圧アクチュエーターを備える場合、制御要素、例えば専用ピッチコントローラーにおいて実施することもできる。
【００３２】
図２は、それぞれ、通常モード及び低減モードに従った、風速（ｕ）の関数としての角回転速度（ω）を有するグラフである。通常モードでは、角回転速度（ここでは任意単位（ａｒｂ．）で示されるが、例えば、回転／分（ｒｐｍ）単位で定量化することができる）は、（灰色の太い実線の）通常モード曲線２１０に従った、風速（ここでは任意単位（ａｒｂ．）で示されるが、例えば、メートル／秒（ｍ／ｓ）単位で定量化することができる）の関数として制御される。低減モードでは、角回転速度は、（黒色の細い破線の）低減モード曲線２１２に従って、風速の関数として制御される。
【００３３】
本実施形態によれば、風速が或る特定の風速値（ｕｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，Ｉ）未満である場合、低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かに関係なく、低減モードの角回転速度は、通常モードと同じである。しかしながら、当該或る特定の風速（ｕｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，Ｉ）を超えると、角回転速度は、通常モードと低減モードとで異なるように制御され、特に、異なる最大値、すなわちそれぞれ、上側の点線曲線２１４によって示されるような定格角回転速度（ωｒａｔｅｄ）及び下側点線曲線２１６によって示されるような角回転速度閾値（ωｒｅｄｕｃｅｄ）によって制限される。別の或る特定の風速値（ｕｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ＩＩ）超の風速の場合、角回転速度は、それぞれの最大値において一定に保たれる。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態によるフローチャートを示し、より詳細には、風力タービン１００を制御する方法３２０、例えば、風力タービンを制御するとともに腐食を最小化する方法を示し、上記風力タービンは、
１つ以上のブレード１０３を有する風力タービンローターであって、風力タービンは、この風力タービンローターの定格角回転速度２１４を有する、風力タービンローター、
を備え、
上記方法は、
１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の推定滴径３２４を提供すること（３２２）と、
低減モードに従った運転の開始基準が満たされているか否かを判断すること（３２６）であって、上記判断することは、推定滴径３２４に少なくとも部分的に基づいていることと、
開始基準が満たされた場合、低減モードに従って風力タービンを制御すること（３２８）と、
を含み、
低減モードにおいて、風力タービンローターの角回転速度は、角回転速度閾値２１６未満に制限され、
角回転速度閾値は、風力タービンの定格角回転速度より小さい。
【００３５】
示されるこの特定の実施形態では、ステップ３２２〜３２６は、例えば推定滴径を連続的に監視すること、例えば低減モード運転の開始基準が満たされているか否かを連続的にチェックすることを複数回繰り返すことができる。大気粒子（正：particle）を広範に考慮に入れる実施形態の場合、図３の方法３２０のステップ３２２〜３３６における滴径は、大気粒子径（別個の図面では示されていない）に置き換えられることが理解されるべきである。
【００３６】
フローチャートに示す一実施形態によれば、方法は、
開始基準が満たされたことに起因して低減モードに従って角回転速度を制御すること（３２８）、
１つ以上のブレード上に衝突する雨滴の後続の推定滴径３３２を後続して（例えば低減モードに入った後に）提供すること（３３０）、
低減モード運転を中断する終了基準が満たされているか否かを後続して判断すること（３３４）であって、この後続して判断することは、後続の推定滴径３３２に少なくとも部分的に基づいていること、
終了基準が満たされた場合、例えば、後続の推定滴径３３２が所定の滴径終了閾値未満である場合、低減モードに従った風力タービンの制御を中断すること（３３６）、
を更に含む。
【００３７】
後続するステップ３３０〜３３６の利点は、これらのステップにより、低減モードに従った運転を中断することが可能になるということであり得る。
【００３８】
示されるこの特定の実施形態では、ステップ３３０〜３３４を複数回繰り返し、例えば、（後続の）推定滴径に基づいて角回転速度を連続的に調整することができる。
【００３９】
所定の滴径終了閾値は、所定の滴径開始閾値に対して同様のもの又は異なるものとすることができる。
【００４０】
一実施形態によれば、開始基準は、
推定滴径３２４が所定の滴径開始閾値超である場合、及び／又は、
推定降水強度が所定の降水強度開始閾値超である場合、
満たされる、方法が提示される。この実施形態の考えられ得る利点は、降水強度と滴径との双方を考慮しながらも、それと同時に、提供される簡潔性である。
【００４１】
一実施形態によれば、上記角回転速度閾値２１６は、定格角回転速度の９９％未満、例えば９７％未満である、方法が提示される。一実施形態によれば、上記角回転速度閾値２１６は、定格角回転速度の９５％未満、例えば９０％未満、例えば８５％未満、例えば７５％未満、例えば５０％未満、例えば２５％未満である、方法が提示される。
【００４２】
一実施形態によれば、上記滴径は、所定の期間、例えば１０分の間の平均雨滴径、例えば移動平均雨滴径と定義される、方法が提示される。
【００４３】
一実施形態によれば、所定の滴径開始閾値は、０．５ｍｍ〜５ｍｍ内、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍ内（例えば、１ｍｍ又は２ｍｍ又は２．１５ｍｍ又は３ｍｍ）、例えば１ｍｍ〜１．５ｍｍ（例えば１ｍｍ又は１．２７ｍｍ又は１．５ｍｍ）である、方法が提示される。滴径開始閾値が１ｍｍ〜１．５ｍｍ内であることの利点は、滴径が増大してこの範囲に入ると、インキュベーション時間の大きな減少が生じることを示すことができる、ということであり得る。一実施形態によれば、所定の滴径開始閾値は、１ｍｍである、方法が提示される。
【００４４】
一実施形態によれば、上記降水強度は、単位時間当たりの蓄積雨量と定義され、この降水強度は、所定の時間、例えば１０分の間の高さとして測定される、方法が提示される。
【００４５】
一実施形態によれば、所定の降水強度開始閾値は、１．０ｍｍ／時〜１５ｍｍ／時内、例えば１．０ｍｍ／時〜８．０ｍｍ／時内、例えば２．０ｍｍ／時〜８．０ｍｍ／時内、例えば２．００ｍｍ／時〜７．００ｍｍ／時内、例えば２．０ｍｍ／時〜３．５ｍｍ／時内、例えば２．０ｍｍ／時又は２．５ｍｍ／時又は２．５４ｍｍ／時又は２．８ｍｍ／時又は３．０ｍｍ／時又は３．５ｍｍ／時である、方法が提示される。一実施形態によれば、所定の降水強度開始閾値は、２．５ｍｍ／時である、方法が提示される。
【００４６】
一実施形態によれば、
風力タービン１００上に衝突する降水の推定降水強度を提供することと、
風力タービン１００上に衝突する雨滴の推定雨滴終端速度、例えば、風力タービンの固定位置に対する終端速度を提供することと、
１つ以上のブレード１０３上に衝突する雨滴の、推定雨滴衝撃速度、例えば、雨滴が衝突するブレード（例えば、ブレード先端）の部分に対する衝撃速度を提供することと、
１つ以上のブレード１０３上に衝突する雨滴の推定雨滴衝撃角度を提供することと、
を更に含む方法が提示され、
推定インキュベーション時間が所定のインキュベーション時間開始閾値未満である場合、開始基準が満たされ、
インキュベーション時間ｔｉｃは、以下のように与えられる式に従って求められ、
【数３】
2020501064.tif 000005
例えば、時間［ｈｒ］の単位
ここで、
ｔｉｃ（例えば、時間［ｈｒ］の単位）は、インキュベーション時間を表し、
Ｉ（例えば、ミリメートル／時間［ｍｍ／ｈｒ］の単位）は、降水強度（時間当たりの蓄積雨量）を表し、
Ｖｔ（例えば、メートル／秒［ｍ／ｓ］の単位）は、雨滴終端速度を表し、
Ｖ（例えば、メートル／秒［ｍ／ｓ］の単位）は、雨滴衝撃速度を表し、
θ（例えば、ラジアン［ｒａｄ］の単位）は、雨滴衝撃角度を表し、
ｄ（例えば、ミリメートル［ｍｍ］の単位）は、雨滴直径を表し、
αは、定数、例えば１であり、
βは、定数、例えば−１であり、
γは、定数、例えば６〜７内、例えば６又は６．０５又は６．７又は７であり、
ζは、定数、例えば−１又は２．３〜３内である。
【００４７】
「インキュベーション時間」は、このコンテキストでは、雨滴の衝突の繰り返しに晒された材料、例えばブレード先端の重量減少がもはや無視できないほどである場合の、降水が開始した後の時間と理解される。したがって、インキュベーション期間と称すことができる、降水開始からインキュベーション時間までの期間が存在し、このインキュベーション期間において、材料の重量減少は無視できる。定数α、β、γ、ζは、例えば（α，β，γ，ζ）＝（１，−１，６．７，−１）又は（α，β，γ，ζ）＝（１，−１，６．５，２．５）の値を取ることができる。
【００４８】
インキュベーション時間についての式を導出することを可能にする式は、Springer, George S.著作による「Erosion by liquid impact」（Scripta Pub. Co., 1976,）と題する書籍において見出すことができ、この文献は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなし、特に、第１章（「General considerations」）、第２章（「Erosion of homogeneous materials」）、より詳細には導出された結果の要約を有する表２−２に対して参照がなされる。この実施形態の利点は、腐食を回避するがそれと同時に電力出力の不必要な低減も回避することを可能することであり得る。これは、腐食を回避する必要がある場合かつその場合にのみ低減モードに入ることによって達成される。所定のインキュベーション時間開始閾値は、降水の特徴持続時間によって与えることができる。このことの利点は、インキュベーション時間が降水の特徴持続時間未満になる場合、腐食の開始は、低減モードに入ることによって回避されるが、インキュベーション時間が降水の特徴持続時間超である場合、腐食の開始を伴わずに、通常モードにおいて発電を高出力に保つことができることであり得る。
【００４９】
式中のパラメーターは、異なる時点及び／又は風力タービン上の異なる位置について異なる値を取ることができることを理解することができる。例えば、これらの値は、ローターの方位角に依存して、及び／又は、ブレード上の異なる位置について変動し得る。１つの実施形態によれば、インキュベーション時間は、（例えば、腐食を回避することによってブレードの構造上の完全性を保護するために、手堅い推定値（conservative estimate）を提供するために）ワーストケースシナリオに従って計算され、ワーストケースシナリオは、例えば、最も高い衝撃速度を被る可能性があるブレードの前縁（例えば、ブレード先端）上の位置を取り、また、最も高い衝撃速度をもたらす方位角（例えば、ブレード先端の速度ベクトルが、衝突する雨滴の速度ベクトルに対して反平行、又は、反平行に最も近い角度）を取る。
【００５０】
一実施形態では、所定のインキュベーション時間開始閾値、例えばブレード先端について計算される所定のインキュベーション時間開始閾値は、８７６０時間、例えば４３８０時間、例えば２１９０時間、例えば１０９５時間、例えば５００時間、例えば２５０時間、例えば１６８時間、例えば１００時間、例えば４８時間、例えば２４時間、例えば１２時間、例えば５時間、例えば２時間、例えば１時間である。
【００５１】
一実施形態によれば、推定滴径３２４を提供すること（３２２）は、
雨量計、
光学雨量計１０６、
音響雨量計、
ディスドロメーター、例えばディスドロメーターＲＤ−８０（DISTROMET AG社、スイス国ツミコン所在）、
音響ディスドロメーター、又は、
レーザー滴径計測計、
のうちの任意のものを用いて滴径を推定することを含む、方法が提示される。
【００５２】
一実施形態によれば、推定降水強度を提供することは、
雨量計、
光学雨量計１０６、
音響雨量計、
ディスドロメーター、例えばディスドロメーターＲＤ−８０（DISTROMET AG社、スイス国ツミコン所在）、
音響ディスドロメーター、又は、
レーザー滴径計測計、
のうちの任意のものを用いて降水強度を推定することを含む、方法が提示される。
【００５３】
光学雨量計は、一列の収集漏斗を有することができる。各々の下の閉鎖空間には、レーザーダイオード及びフォトトランジスタ検出器がある。単一の水滴を形成するのに十分な水が収集されると、この水滴はその底から滴下し、レーザービームパスに落ちる。センサーは、瞬間的な閃光として検出されるのに十分な光が散乱されるように、レーザーに対して直角に固定される。次に、これらのフォト検出器からの閃光が読み取られて、送信又は記録される。
【００５４】
音響雨量計（ハイドロフォンとも称される）は、この雨量計内の水表面に雨が衝突すると、滴径ごとの音特性（sound signatures）を検知することを可能とすることができる。各音特性は特有であるので、水中音場（underwater sound field）を反転させて、雨内の滴径分布を推定することが可能である。
【００５５】
一般に、雨量計、例えば光学雨量計又は音響雨量計、ディスドロメーター、例えば音響ディスドロメーター、又はレーザー滴径計測計のうちの任意のものであるセンサーは風力タービン上に、例えばナセルの頂部上に設置することができる。しかしながら、センサーは、風力タービン上に設置する必要はない。センサーは、例えば、風力タービンの隣に設置することもできるし、隣接する風力タービンに設置することもできる。
【００５６】
一実施形態によれば、風力タービン１００は、
１つ以上のブレード１０３のピッチ角を制御するピッチ制御システム、
を更に備え、
本方法は、
ピッチ制御システムを用いて１つ以上のブレードのピッチ角を制御することによって角回転速度を制御すること、
を更に含む。
【００５７】
角回転速度を制御する他の方法、例えば発電機トルクを介して角回転速度を制御する方法が想定され、当該他の方法は、少なくともいくつかの事例（例えば定格風速未満）において利用され得る。
【００５８】
本発明は、特定の実施形態との関連で説明されたが、いかなる形においても提示された例に限定されるものと解釈するべきでない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の組によって示される。特許請求の範囲との関連において、「含む、備える（"comprising" or "comprises"）」という用語は、他の可能な要素又はステップを除外するものではない。また、数量を特定しないものは、単数及び複数を含むものと解釈されるべきである。特許請求の範囲における、図面に示された要素に関する参照符号の使用も、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるものではない。さらに、異なる請求項において述べられる個々の特徴は、場合によっては有利に組み合わせることができ、異なる請求項におけるこれらの特徴の言及は、特徴の組み合わせが可能であり有利であることを排除するものではない。
【図１】
2020501064.tif 000007
【図２】
2020501064.tif 000008
【図３】
2020501064.tif 000009
【国際調査報告】
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