Verfahren und System zum Betreiben einer Windenergieanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Betreiben einer

Windenergieanlage sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Windenergieanlagen, die einen um eine horizontale Rotorachse drehbaren Rotor mit Rotorblättern aufweisen, ist es an sich bekannt, mithilfe eines Nachführantriebes den Rotor um eine vertikale Gierachse zu verdrehen, um eine Abweichung zwischen seiner Rotorachse und einer variierenden Windrichtung zu reduzieren („Windnachführen“). Insbesondere mit zunehmenden Rotordurchmessern steigen die Belastungen solcher Nachführantriebe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer Windenergieanlage zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.

Ansprüche 8, 15, 21 , 22 stellen Systeme bzw. ein Computerprogrammprodukt zur

Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Windenergieanlage einen Rotor auf, der, in einer Ausführung an, insbesondere in, einer Gondel, um eine Rotorachse drehbar (gelagert) ist.

In einer Ausführung ist der Rotor mit einem Generator zur Umsetzung von Wind- in elektrische Energie gekoppelt bzw. weist einen Generator auf, in einer Ausführung ist die Windenergieanlage zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Stromnetz vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Rotor wenigstens zwei, insbesondere wenigstes drei, Rotorblätter auf, die bzw. deren Blattwinkel, insbesondere mithilfe einer, in einer Ausführung motorischen, insbesondere elektromotorischen, und/oder hydraulischen, Blattverstelleinrichtung, individuell bzw. separat um ihre (jeweilige) Blattachse verstell- bzw. -drehbar sind bzw. verstellt bzw. -dreht werden, in einer Ausführung (auch) während des Betriebs bzw. bei um seine Rotorachse rotierendem Rotor. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Windenergieanlage einen Nachführantrieb auf, der in einem Nachführbetriebsmodus den Rotor bzw. dessen

Rotorachse, insbesondere die Gondel gegenüber einem Turm, auf dem diese drehbar angeordnet ist, um eine Gierachse derart bzw. mit der Maßgabe verstellt, dass eine

Abweichung zwischen der Rotorachse und einer, in einer Ausführung erfassten oder prognostizierten, insbesondere aktuellen, Windrichtung, insbesondere in einer

Horizontalebene, reduziert wird („Windnachführen des Rotors“) bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird.

Hierdurch kann in einer Ausführung eine Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage verbessert werden. Die Gierachse schließt in einer Ausführung mit einer Gravitationsrichtung einen Winkel ein, der höchstens 30°, insbesondere höchstens 15°, beträgt. In einer Ausführung ist die

Gierachse, wenigstens im Wesentlichen, vertikal (ausgerichtet).

Zusätzlich oder alternativ schließt die Rotorachse in einer Ausführung mit einer bzw. der Gravitationsrichtung einen Winkel ein, der wenigstens 60°, insbesondere wenigstens 75°, und/oder höchstens 120°, insbesondere höchstens 105° beträgt. In einer Ausführung ist die Rotorachse, wenigstens im Wesentlichen, horizontal (ausgerichtet), in einer Weiterbildung (leicht) gegen die Horizontale geneigt, vorzugsweise um wenigstens 2° und/oder höchstens 10° .

Zusätzlich oder alternativ schließt die Rotorachse in einer Ausführung mit der Gierachse einen Winkel ein, der wenigstens 60°, insbesondere wenigstens 75°, und/oder höchstens 120°, insbesondere höchstens 105° beträgt. In einer Ausführung stehen Rotor- und

Gierachse, wenigstens im Wesentlichen, senkrecht aufeinander.

Hierdurch kann in einer Ausführung eine Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage (weiter) verbessert werden. ln einer Ausführung weist der Nachführantrieb einen oder mehrere Elektro- und/oder Hydraulikmotor(en) zum elektromotorischen bzw. hydraulischen Windnachführen des Rotors bzw. der Gondel um die Gierachse bzw. gegenüber dem Turm auf, in einer Ausführung mithilfe eines ein- oder mehrstufigen Getriebes. In einer Ausführung weist die

Windenergieanlage wenigstens eine, insbesondere mechanische, elektrische und/oder hydraulische, Feststellbremse zum Fixieren einer (Winkel)Stellung des Rotors bzw. der Gondel um die Gierachse bzw. gegenüber dem Turm auf.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse derart bzw. mit der Maßgabe verstellt, dass (hierdurch) eine Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb unterstützt wird.

In einer Ausführung werden die Blattwinkel zyklisch bzw. periodisch mit der Drehzahl des Rotors um seine Rotorachse („Rotordrehzahl“) verstellt, wobei in einer Ausführung die individuellen (Amplituden dieser) Blattwinkelverstellung(en) der einzelnen Rotorblätter gegeneinander um die Rotorachse phasenverschoben sind, in einer Ausführung um einen konstanten Winkel, der in einer Ausführung gleich 360° dividiert durch die Anzahl der Rotorblätter ist.

Dem liegt die Idee zugrunde, dass durch eine solche Blattwinkelverstellung aerodynamisch ein Drehmoment um die Gierachse induziert werden kann, welches vorteilhaft zur

Unterstützung der Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb genutzt werden kann.

Auf diese Weise können in einer Ausführung Lasten des Nachführantriebs reduziert, insbesondere also mit gleichbleibenden Nachführantrieben größere Windenergieanlagen bzw. gleichbleibende Windenergieanlagen mit kleineren Nachführantrieb(slast)en betrieben werden. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb verstellt, wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung, insbesondere gegenüber einem Referenzwert, um oder auf einen vorgegebenen (ersten Reduzier- )Wert reduziert wird, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors, insbesondere seiner Rotorachse, um die Gierachse, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, in einem vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, (ersten)

Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine (erste) untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist, insbesondere durch diese (nach unten) begrenzt ist.

Zusätzlich oder alternativ werden nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb verstellt, wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung, insbesondere gegenüber einem bzw. dem Referenzwert, um oder auf einen vorgegebenen (ersten Erhöhungs-)Wert erhöht wird, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, in einem vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, (ersten)

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine (erste) obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweist, insbesondere durch diese (nach oben) begrenzt ist.

In einer Ausführung weist die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb den, in einer Ausführung ermittelten, insbesondere konstanten, insbesondere einstellbaren, oder variablen, Referenzwert auf, falls die Giergeschwindigkeit unterhalb des (ersten) Reduzier-Geschwindigkeitsbereichs bzw. der (ersten) unteren Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze und/oder oberhalb des (ersten)

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereichs bzw. der (ersten) oberen

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze, insbesondere innerhalb eines

Normal-Geschwindigkeitsbereichs, liegt, sowie den demgegenüber reduzierten (ersten Reduzier-)Wert, falls die Giergeschwindigkeit innerhalb des (ersten)

Reduzier-Geschwindigkeitsbereichs liegt und/oder den demgegenüber erhöhten (ersten Erhöhungs-)Wert, falls die Giergeschwindigkeit innerhalb des (ersten)

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereichs liegt.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass durch eine solche stufenförmige

Reduzierung bzw. Erhöhung in einer Ausführung ein stabile(re)s Betriebsverhalten bei gleichzeitig vorteilhafter Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden kann. In einer Ausführung wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb stufenförmig um bzw. auf den (ersten) Reduzier-Wert reduziert bzw. heruntergestuft, wenn die Giergeschwindigkeit, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, die (erste) untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze überschreitet. Zusätzlich oder alternativ wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einer Ausführung stufenförmig um bzw. auf den (ersten) Erhöhungs-Wert erhöht bzw. hochgestuft, wenn die Giergeschwindigkeit, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, die (erste) obere Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze unterschreitet.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, bei einer (zu) hohen Giergeschwindigkeit die Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung zu reduzieren bzw. bei einer (zu) niedrigen Giergeschwindigkeit die Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung zu erhöhen.

In einer Ausführung ist bzw. sind im Nachführbetriebsmodus kein oder wenigstens ein Reduzier-Geschwindigkeitsbereich, insbesondere wenigstens zwei

Reduzier-Geschwindigkeitsbereiche, und/oder höchstens vier

Reduzier-Geschwindigkeitsbereiche, in einer bevorzugten Ausführung genau ein

Reduzier-Geschwindigkeitsbereich oder genau zwei Reduzier-Geschwindigkeitsbereiche, vorgesehen, für die die Amplitude der Blattwinkelverstellung (jeweils)

geschwindigkeitsbereichspezifisch bzw. um bzw. auf den entsprechenden

(geschwindigkeitsbereichspezifischen Reduzier-)Wert reduziert wird.

Zusätzlich oder alternativ ist bzw. sind in einer Ausführung im Nachführbetriebsmodus kein oder wenigstens ein Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich, insbesondere wenigstens zwei Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereiche, und/oder höchstens vier

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereiche, in einer bevorzugten Ausführung genau ein

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich oder genau zwei Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereiche, vorgesehen, für die die Amplitude der Blattwinkelverstellung (jeweils)

geschwindigkeitsbereichspezifisch bzw. um bzw. auf den entsprechenden

(geschwindigkeitsbereichspezifischen Erhöhungs-)Wert erhöht wird.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass durch eine solche stark begrenzte

Geschwindigkeitsbereichs- bzw. Stufen(an)zahl in einer Ausführung ein besonders stabiles Betriebsverhalten bei gleichzeitig vorteilhafter Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden kann. Zusätzlich oder alternativ können hierdurch in einer Ausführung eine Sensorik und/oder Betriebsführung robust(er) ausgestaltet und/oder bereits vorhandene Windenergieanlagen vorteilhaft, vorzugsweise ohne oder mit geringe(re)n Hardware-Änderungen nachgerüstet und/oder Auswirkungen im Fehlerfall begrenzt und/oder leicht(er) beherrscht werden.

Entsprechend werden in einer Ausführung in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel verstellt, wobei die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb um oder auf einen vorgegebenen (zweiten Reduzier- )Wert reduziert wird, falls die Giergeschwindigkeit, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, in einem vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, zweiten Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine zweite untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist, insbesondere durch diese (nach unten) begrenzt ist, und/oder um oder auf einen vorgegebenen (zweiten Erhöhungs-)Wert erhöht wird, falls die Giergeschwindigkeit, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, in einem vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, zweiten

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine zweite obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweist, insbesondere durch diese (nach unten) begrenzt ist.

Der erste bzw. zweite Reduzier-Geschwindigkeitsbereich kann in einer Ausführung einseitig bzw. nach oben offen sein oder eine (erste bzw. zweite) obere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweisen bzw. durch diese (nach oben) begrenzt sein. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung der erste bzw. zweite

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich einseitig bzw. nach unten offen sein oder eine (erste bzw. zweite) untere Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweisen bzw. durch diese (nach unten) begrenzt sein. In einer Ausführung ist die zweite untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze gleich der ersten oberen

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze und/oder die zweite obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze gleich der ersten unteren

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze. In einer Ausführung kann die erste oder zweite obere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze gleich einer maximal möglichen oder zulässigen

Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse oder auch (theoretisch bzw.

mathematisch) unendlich bzw. wie bereits erwähnt der erste bzw. zweite

Reduzier-Geschwindigkeitsbereich nach oben offen sein. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung die erste oder zweite untere Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze gleich Null oder negativ sein. Dadurch werden in einer Ausführung vorteilhaft auch (seltene) Fälle abgedeckt, bei denen der Rotor, zum Beispiel durch unerwartete Turbulenzen oder dergleichen, in eine der gewünschten Nachführbewegung entgegengesetzten Richtung gedrückt wird. Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung die (erste) obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze kleiner als die (erste) untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze, insbesondere können/kann die (erste) untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze und/oder die (erste) obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze einen Normal-Geschwindigkeitsbereich begrenzen, in dem ein Referenzwert der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb weder reduziert noch erhöht wird.

In einer Ausführung wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung bei Überschreiten der ersten unteren Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze um den ersten Reduzier-Wert reduziert und bei Überschreiten der (höheren) zweiten unteren Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze nochmals um denselben oder einen hiervon verschiedenen Reduzier-Wert reduziert. In einer Ausführung wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung bei Überschreiten der ersten unteren Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze auf den ersten Reduzier-Wert reduziert und bei Überschreiten der (höheren) zweiten unteren Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze auf den zweiten Reduzier-Wert reduziert, der kleiner als der erste Reduzier-Wert ist.

In einer Ausführung wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung bei Unterschreiten der ersten oberen Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze um den ersten Erhöhungs-Wert reduziert und bei Unterschreiten der (niedrigeren) zweiten oberen Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze nochmals um denselben oder einen hiervon verschiedenen Erhöhungs-Wert reduziert. In einer Ausführung wird die Amplitude der Blattwinkelverstellung bei Unterschreiten der ersten unteren Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze auf den ersten Erhöhungs-Wert reduziert und bei Unterschreiten der (niedrigeren) zweiten unteren Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze auf den zweiten Erhöhungs-Wert reduziert, der kleiner als der erste Erhöhungs-Wert ist.

In einer Ausführung erstreckt sich der erste und/oder zweite Reduzier- und/oder

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich und/oder der Normal-Geschwindigkeitsbereich (jeweils) über wenigstens 0,05° pro Sekunde [°/s], insbesondere wenigstens 0,1 ° pro Sekunde, in einer Ausführung wenigstens 0,2° pro Sekunde. Dadurch kann in einer Ausführung jeweils, insbesondere in Kombination von zwei oder mehr der vorstehend genannten Ausführungen, ein besonders stabiles Betriebsverhalten bei gleichzeitig vorteilhafter Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische

Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden.

In einer Ausführung weist das Verfahren die, in einer Ausführung chronologischen bzw. aufeinanderfolgenden, Schritte:

- Ermitteln eines Windnachführbedarfs, in einer Ausführung mittels Ermitteln, insbesondere messtechnisches Erfassen, einer Abweichung zwischen einer, insbesondere aktuellen oder gemittelten, Windrichtung und der Rotorachsrichtung, insbesondere deren horizontaler Komponente;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb, insbesondere des Referenzwertes, in einer Ausführung auf Basis einer insbesondere empirisch und/oder mithilfe einer Simulation, vorgegebenen, insbesondere abgespeicherten und/oder einstellbaren, Abbildung von Windnachführbedarfswerten auf einen oder mehrere

Blattwinkelverstellungsamplitudenwerte, insbesondere mithilfe eines Kennfeldes oder dergleichen;

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser ermittelten

Amplitude

- Ermitteln, insbesondere messtechnisches Erfassen oder Prognostizieren, eines Ist- Wertes der Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse;

wenigstens einen der Schritte:

- stufenförmiges Reduzieren der ermittelten Amplitude, falls der Ist-Wert eine oder

mehrere vorgegebene, insbesondere einstellbare (untere

Reduzier-)Geschwindigkeitsgrenzen überschreitet; und/oder

- stufenförmiges Erhöhen der ermittelten Amplitude, falls der Ist-Wert eine oder mehrere vorgegebene, insbesondere einstellbare (obere Erhöhungs-)Geschwindigkeitsgrenzen unterschreitet;

sowie den Schritt:

- (gegebenenfalls) Ein- bzw. Verstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser ermittelten und um eine oder mehrere Stufen reduzierten bzw. erhöhten Amplitude

auf. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Betreiben der

Windenergieanlage, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere

programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:

- Mittel zum Verstellen von Blattwinkeln der Rotorblätter um ihre Blattachse zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einem

Nachführbetriebsmodus

sowie wenigstens eines von:

- Mittel zum Reduzieren einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung um oder auf einen vorgegebenen Wert, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse in einem vorgegebenen Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist; und/oder

- Mittel zum Erhöhen einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung um oder auf einen

vorgegebenen Wert, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse in einem vorgegebenen Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweist.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb verstellt, wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment um die Rotorachse verstellt wird.

In einer Ausführung wird die Amplitude, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, von einem ersten auf einen zweiten Wert erhöht, wenn das Rotordrehmoment statt eines ersten einen, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, größeren zweiten Wert aufweist bzw. von einem zweiten auf einen ersten Wert reduziert, wenn das

Rotordrehmoment statt eines zweiten einen, insbesondere betragsmäßig oder

vorzeichenbehaftet, kleineren ersten Wert aufweist.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass ein Drehmoment um die Rotorachse in einer Ausführung ein besonders geeigneter Indikator für die Verstellung der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb darstellt, da es einen Last- bzw. Belastungszustand der Windenergieanlage besonders gut widerspiegelt. Beispielsweise führen höhere Windlasten in der Regel zu größeren Rotormomenten und erfordern zugleich eine stärkere Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung ein, insbesondere zur Steuerung der Windenergieanlage, ohnehin bereits vorliegendes bzw. bekanntes Rotordrehmoment vorteilhaft zusätzlich zur Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb verwendet werden.

Entsprechend kann hierdurch in einer Ausführung ein stabile(re)s Betriebsverhalten bei gleichzeitig vorteilhafter Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden.

In einer Ausführung beträgt die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb gleich Null bzw. wird auf Null gesetzt bzw. eingestellt, falls das Rotordrehmoment, insbesondere betragsmäßig oder

vorzeichenbehaftet, einen vorgegebenen Drehmomentgrenzwert unterschreitet, der in einer Ausführung größer Null ist. Mit anderen Worten wird in einer Ausführung eine, insbesondere zyklische, Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb unterdrückt, falls bzw. solange das Rotordrehmoment, insbesondere betragsmäßig oder vorzeichenbehaftet, einen vorgegebenen Drehmomentgrenzwert unterschreitet.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass in einer Ausführung einerseits unterhalb gewisser Lasten eine Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten

Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung nicht erforderlich ist, und andererseits durch eine Unterdrückung einer solchen Blattwinkelverstellung bzw. der Reduzierung bzw. Verstellung ihrer Amplitude auf Null eine durch diese

Blattwinkelverstellung induzierte Verschlechterung der Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage vermieden und so eine Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die

Windenergieanlage verbessert werden kann.

In einer Ausführung wird das Rotordrehmoment auf Basis eines Drehmoment-Sollwertes ermittelt, es kann insbesondere ein Drehmoment-Sollwert sein.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass in einer Ausführung Soll-Werte gegenüber in der Regel gemessenen Ist-Werten weniger messfehlerbehaftet, insbesondere weniger verrauscht, sind. In einer Ausführung kann das Rotordrehmoment indirekt ermittelt werden, beispielsweise durch Division einer Leistung an der Rotor- oder einer damit gekoppelten Getriebe- oder Generatorwelle durch eine Drehzahl dieser Welle. Dies kann in einer Ausführung die

Ermittlung verbessern, insbesondere vereinfachen und/oder ihre Präzision erhöhen.

Allgemein wird unter einem Rotordrehmoment insbesondere ein an dem bzw. auf den Rotor wirkendes bzw. von diesem ausgeübtes Drehmoment verstanden.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb verstellt, wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung (auch) in Abhängigkeit von einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse verstellt wird.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass - insbesondere bedingt durch den sogenannten Tiltwinkel, das heißt infolge einer (leichten) Neigung der Rotorachse gegen die Horizontale, die in einer Ausführung wenigstens 2° und/oder höchstens 10° beträgt - auch ohne Blattwinkelverstellung aerodynamisch bereits ein Drehmoment um die Gierachse induziert wird, welches in eine Richtung wirkt. Soll nun der Rotor in diese Richtung

windnachgeführt bzw. eine Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in diese Richtung durch die Blattwinkelverstellung unterstützt werden, so erfordert dies entsprechend eine geringeres durch die, insbesondere zyklische, Blattwinkelverstellung induziertes

Drehmoment um die Gierachse als umgekehrt bei einer Windnachführ(beweg)ung in der entgegengesetzten Richtung bzw. gegen die Richtung, in die das ohne Blattwinkelverstellung induzierte Drehmoment um die Gierachse wirkt bzw. den Rotor zu drehen sucht.

Entsprechend wird in einer Ausführung die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb derart eingestellt, dass sie bei einer ersten Windnachführungsrichtung und bei einer hierzu gegensinnigen zweiten Windnachführungsrichtung, insbesondere bei im Übrigen gleichen

(Umgebungs)Bedingungen, einen Offset voneinander aufweisen, wobei dieser Offset in einer Ausführung konstant ist. In einer anderen Ausführung hängt der Offset von einem bzw. dem Rotordrehmoment ab, in einer Weiterbildung linear. Insbesondere kann somit der Offset mit wachsendem Rotordrehmoment, in einer Ausführung (direkt) proportional, anwachsen. In einer Ausführung ist bzw. wird der Offset vorgegeben, insbesondere eingestellt, bzw. vorgeb-, insbesondere einstellbar. Entsprechend ist bzw. wird in einer Ausführung der (dann im Betrieb konstante) Offset oder die Abhängigkeit von dem Rotordrehmoment, insbesondere ein Proportionalitätsfaktor zwischen Rotordrehmoment und Offset, vorgegeben,

insbesondere eingestellt, bzw. vorgeb-, insbesondere einstellbar.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein stabile(re)s Betriebsverhalten und/oder eine besonders vorteilhafte Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb, insbesondere individuell und/oder zyklisch, verstellt, wobei die Blattwinkel in Abhängigkeit von einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung zusätzlich um einen Vorhaltewinkel derart bzw. mit der Maßgabe verstellt werden, dass auch bei maximaler Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb (noch) ein minimaler Blattwinkel eingehalten wird bzw. werden kann. Dabei ist ein Blattwinkel in einer Ausführung maximal, wenn das Rotorblatt eine sogenannte Fahnenstellung aufweist, in der eine Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung minimal ist. Entsprechend bezeichnet ein minimaler Blattwinkel eine maximal zulässige Verstellung von der Fahnenstellung weg bzw. hin zu einer Stellung, in der eine Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung maximal ist. Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass durch die Blattwinkelverstellung zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb Blattwinkel einen minimalen Blattwinkel unterschreiten könnten, der eine Überlastung der Rotorblätter und/oder einen Strömungsabriss an den Rotorblättern kennzeichnet.

Entsprechend werden in einer Ausführung die Blattwinkel zusätzlich zu der

Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb um einen von der Amplitude dieser Blattwinkelverstellung abhängigen Vorhaltewinkel verstellt, wobei diese Verstellung um den Vorhaltewinkel vorzugsweise in Richtung der Fahnenstellung der Rotorblätter erfolgt, in der die Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung minimal wird bzw. ist. In einer Ausführung werden die Blattwinkel kollektiv um den (gemeinsamen) Vorhaltewinkel verstellt. Zusätzlich oder alternativ beträgt der Vorhaltewinkel wenigstens 0,5° und/oder höchstens 5°.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein stabile(re)s Betriebsverhalten und/oder eine besonders vorteilhafte Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage realisiert werden.

In einer Ausführung weist das Verfahren die Schritte:

- Ermitteln eines Windnachführbedarfs, in einer Ausführung mittels Ermitteln, insbesondere messtechnisches Erfassen, einer Abweichung zwischen einer, insbesondere aktuellen oder gemittelten, Windrichtung und der Rotorachsrichtung, insbesondere deren horizontaler Komponente;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb, in einer Ausführung auf Basis einer insbesondere empirisch und/oder mithilfe einer Simulation, vorgegebenen, insbesondere abgespeicherten und/oder einstellbaren, Abbildung von Windnachführbedarfswerten auf Blattwinkelverstellungsamplitudenwerte, insbesondere mithilfe eines Kennfeldes oder dergleichen; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude, wobei diese Amplitude in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment um die Rotorachse und/oder einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse ermittelt wird und/oder die Blattwinkel in Abhängigkeit von einem ermittelten Vorhaltewinkel zur Einhaltung eines minimalen Blattwinkels eingestellt werden.

Entsprechend weist das Verfahren wenigstens einen der Schritte auf:

- Ermitteln des Rotordrehmoments;

- Ermitteln der Windnachführungsrichtung; und/oder

- Ermitteln des Vorhaltewinkels.

Wie bereits erwähnt, ist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein System zum Betreiben der Windenergieanlage, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Entsprechend weist es nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung auf: - Mittel zum Verstellen von Blattwinkeln der Rotorblätter um ihre Blattachse zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einem Nachführbetriebsmodus

sowie wenigstens eines von:

- Mittel zum Verstellen einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment um die Rotorachse und/oder einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse; und/oder

- Mittel zum Verstellen der Blattwinkel zusätzlich (zu der Blattwinkelverstellung zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb) um einen Vorhaltewinkel in Abhängigkeit von einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung (zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb)zur Einhaltung eines minimalen Blattwinkels.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb verstellt, wobei der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene, in einer Ausführung einstellbare, insbesondere konstante, oder variable Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung aktiviert wird.

In einer Ausführung wird somit zunächst die Blattwinkelverstellung der Rotorblätter zur Unterstützung der Windnachführbewegung aktiviert und nach der Wartezeit dann der Nachführantrieb zur Ausführung dieser durch ihn induzierten Windnachführbewegung.

Sofern in einer bevorzugten Ausführung die Windenergieanlage wenigstens eine

Feststellbremse aufweist, wird in einer Ausführung nach einer vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, insbesondere konstanten, oder variablen (ersten) Abwartezeit nach dem Aktivieren der Blattwinkelverstellung zunächst diese Feststellbremse gelöst und nach einer vorgegebenen, in einer Ausführung einstellbaren, insbesondere konstanten, oder variablen weiteren (zweiten) Abwartezeit nach dem Lösen der Feststellbremse der

Nachführantrieb aktiviert, so dass der Nachführantrieb um eine Wartezeit nach der

Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der Windnachführbewegung aktiviert wird, die gleich der Summe dieser beiden Abwartezeiten ist. Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass am Anfang eines Nachführbetriebsmodus, beispielsweise aufgrund von Massenträgheiten, Haftreibung oder dergleichen, besonders hohe Lasten auf den Antrieb wirken können. Indem die Blattwinkelverstellung zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb bereits vorab aktiviert wird, können so in einer Ausführung vorteilhaft durch die Blattwinkelverstellung hohe Anfangslasten wenigstens teilweise abgefangen bzw. kompensiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung durch einen solchen Vorlauf der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb vorteilhaft ein entsprechendes unterstützendes, aerodynamisch induziertes Drehmoment bereits stärker ausgeprägt bzw. -bildet sein.

Auf diese Weise können in einer Ausführung Lasten des Nachführantriebs reduziert, insbesondere also mit gleichbleibenden Nachführantrieben größere Windenergieanlagen bzw. gleichbleibende Windenergieanlagen mit kleineren Nachführantrieb(slast)en betrieben werden.

In einer Ausführung wird die Wartezeit in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz, einer Windgeschwindigkeit und/oder einem Rotordrehmoment um die Rotorachse vorgegeben.

Der Vorgabe in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass bei höheren Rotordrehfrequenzen durch die Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb rascher ein entsprechendes, insbesondere ausreichendes, unterstützendes Drehmoment um die Gierachse aufgebaut werden kann. Entsprechend wird in einer Ausführung bei einer ersten Rotordrehfrequenz der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine erste Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung aktiviert und bei einer höheren zweiten Rotordrehfrequenz um eine kürzere zweite Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung.

Analog liegt auch der Vorgabe in Abhängigkeit von einer Windgeschwindigkeit insbesondere die Idee zugrunde, dass bei höheren Windgeschwindigkeiten durch die

Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb rascher ein entsprechendes, insbesondere ausreichendes, unterstützendes Drehmoment um die Gierachse aufgebaut werden kann. Entsprechend wird in einer Ausführung bei einer ersten Windgeschwindigkeiten der Nachführantrieb zum

Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine erste Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser

Windnachführbewegung aktiviert und bei einer höheren zweiten Windgeschwindigkeiten um eine kürzere zweite Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung.

Der Vorgabe in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment liegt insbesondere die bereits erläuterte Idee zugrunde, dass ein Drehmoment um die Rotorachse einen besonders geeigneten Indikator für die (Einstellung der) Wartezeit darstellen kann, da es einen

Last- bzw. Belastungszustand der Windenergieanlage besonders gut widerspiegelt.

Beispielsweise führen höhere Windlasten in der Regel zu größeren Rotormomenten und erfordern zugleich eine stärkere Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung ein, insbesondere zur Steuerung der Windenergieanlage, ohnehin bereits vorliegendes bzw. bekanntes Rotordrehmoment zusätzlich zur Ermittlung der Wartezeit verwendet werden. Entsprechend wird in einer Ausführung bei einem ersten

Rotordrehmoment der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine erste Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung aktiviert und bei einem höheren zweiten Rotordrehmoment um eine längere zweite Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung.

Hierdurch kann jeweils, insbesondere in Kombination von zwei oder drei der vorstehend genannten Einflussgrößen Rotordrehfrequenz, Windgeschwindigkeit und Rotordrehmoment, vorteilhaft situationsangepasst eine kurze Wartezeit realisiert und dadurch die

Windnachführung insgesamt beschleunigt werden.

In einer Ausführung wird der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse zusammen bzw., wenigstens im Wesentlichen, gleichzeitig mit der

Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser

Windnachführbewegung deaktiviert.

Dem liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass am Ende eines Nachführbetriebsmodus kleine(re) Lasten auf den Antrieb wirken können. Indem die Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung zusammen mit dem Nachführantrieb deaktiviert wird, kann in einer Ausführung eine Verschlechterung der Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung infolge dieser Blattwinkelverstellung rascher beendet und so die Umsetzung von Windenergie in mechanische bzw. elektrische Leistung durch die Windenergieanlage verbessert werden. ln einer anderen Ausführung wird der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene Vorlaufzeit vor der Blattwinkelverstellung der

Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung deaktiviert.

Auf diese Weise können in einer Ausführung Lasten des Nachführantriebs weiter reduziert, insbesondere also mit gleichbleibenden Nachführantrieben größere Windenergieanlagen bzw. gleichbleibende Windenergieanlagen mit kleineren Nachführantrieb(slast)en betrieben werden.

In einer Ausführung beträgt die Wartezeit zwischen der Aktivierung der Blattwinkelverstellung und der Aktivierung des Nachführantriebs wenigstens 0,25 Sekunden bzw. 250 ms, insbesondere wenigstens 0,5 Sekunden bzw. 500 ms, und/oder höchstens 30 Sekunden, insbesondere höchstens 5 Sekunden, in einer Ausführung höchstens 2,5 Sekunden.

Auf diese Weise können in einer Ausführung gleichermaßen die Dauer der Windnachführung und die Belastung des Nachführantriebs minimiert werden.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden zum bzw. beim Betreiben der Windenergieanlage in dem Nachführbetriebsmodus die Blattwinkel der Rotorblätter um ihre (jeweilige) Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb verstellt, wobei eine kommandierte Phasenverschiebung einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung gegenüber einer rotorfesten Referenzwinkellage um die

Rotorachse in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz des Rotors um die Rotorachse dynamisch verstellt wird. Die rotorfeste Referenzwinkellage wird in einer Ausführung auf

Basis einer ermittelten, insbesondere messtechnisch erfassten, Rotor(dreh)position ermittelt.

Insbesondere aufgrund von mechanischen, hydraulischen, elektrischen, insbesondere elektromotorischen bzw. -magnetischen und/oder signaltechnischen Trägheiten wird eine kommandierte Amplitude der Blattwinkelverstellung erst mit einer gewissen Verzögerung realisiert. Zudem bedingt die transiente Aerodynamik eine Verzögerung beim Aufbau des durch die Blattwinkelverstellung induzierten unterstützenden Drehmoments um die

Gierachse. Hierdurch wird die Unterstützung einer durch den Nachführantrieb induzierten Windnachführbewegung durch die Blattwinkelverstellung beeinträchtigt. Diese Verzögerungen können durch eine Phasenverschiebung der kommandierten

Amplitude der Blattwinkelverstellung gegenüber einer rotorfesten Referenzwinkellage wenigstens teilweise kompensiert und so die Unterstützung verbessert werden.

Sind, wie vorstehend bereits erläutert, die individuellen (Amplituden der)

Blattwinkelverstellung(en) der einzelnen Rotorblätter gegeneinander um die Rotorachse phasenverschoben, so werden in einer Ausführung entsprechend alle (Amplituden der) Blattwinkelverstellung(en) der einzelnen Rotorblätter zusätzlich um denselben Wert gegenüber einer rotorfesten Referenzwinkellage um die Rotorachse phasenverschoben, der somit eine kommandierte Phasenverschiebung einer Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine kommandierte Phasenverschiebung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist in einer Ausführung eine Phasenverschiebung, die, insbesondere aktuell, von einer Steuerung und/oder als ein Soll-Wert ausgegeben wird bzw. ein, insbesondere aktueller, Soll-Wert.

Der dynamischen Verstellung der kommandierten Phasenverschiebung in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz liegt insbesondere die Idee zugrunde, dass bei höheren

Rotordrehfrequenzen die kommandierte Phasenverschiebung sozusagen stärker vorgehalten werden muss, um eine Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb aerodynamisch rechtzeitig und in ausreichender Höhe zur Verfügung stellen zu können.

Entsprechend weist in einer Ausführung die kommandierte Phasenverschiebung für einen ersten Wert der Rotordrehfrequenz einen ersten Phasenverschiebungswert und für einen größeren zweiten Wert der Rotordrehfrequenz einen, insbesondere betragsmäßig, größeren zweiten Phasenverschiebungswert auf.

Zusätzlich zu einem rotordrehfrequenzabhängigen bzw. dynamischen Anteil kann die kommandierte Phasenverschiebung in einer Ausführung auch einen von der

Rotordrehfrequenz unabhängigen bzw. statischen Anteil aufweisen.

Hierdurch können in einer Ausführung vorteilhaft mechanische, hydraulische, elektrische, insbesondere elektromotorische bzw. -magnetische und/oder signaltechnische Trägheiten wenigstens teilweise kompensiert werden. In einer Ausführung weist das Verfahren die Schritte:

- Ermitteln eines Windnachführbedarfs, in einer Ausführung mittels Ermitteln, insbesondere messtechnisches Erfassen, einer Abweichung zwischen einer, insbesondere aktuellen oder gemittelten, Windrichtung und der Rotorachsrichtung, insbesondere deren horizontaler Komponente;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb, in einer Ausführung auf Basis einer insbesondere empirisch und/oder mithilfe einer Simulation, vorgegebenen, insbesondere abgespeicherten und/oder einstellbaren, Abbildung von Windnachführbedarfswerten auf Blattwinkelverstellungsamplitudenwerte, insbesondere mithilfe eines Kennfeldes oder dergleichen; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude, sowie die Schritte:

- Ermitteln einer Rotordrehfrequenz;

- Ermitteln einer Phasenverschiebung der Amplitude in Abhängigkeit von der

Rotordrehfrequenz; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser

Phasenverschiebung;

und/oder den Schritt:

- Aktivieren des Nachführantriebs zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene Wartezeit nach Aktivieren der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung

auf. In einer Ausführung wird eine Rotor(dreh)position ermittelt, insbesondere messtechnisch erfasst, und eine rotorfeste Referenzwinkellage, auf die die Phasenverschiebung bezogen ist, auf Basis dieser Rotor(dreh)position ermittelt.

Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere

Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die Windenergieanlage betreiben kann. Ein

Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.

In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel.

In einer Ausführung weist das System die Windenergieanlage auf.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage, die

einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und

einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist, wobei in einem Nachführbetriebsmodus Blattwinkel der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb verstellt werden,

wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung

- um oder auf einen vorgegebenen Wert reduziert wird, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse in einem vorgegebenen

Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine untere

Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist; und/oder

- um oder auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse in einem vorgegebenen

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine obere

Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweist.

In einer Weiterbildung dieses ersten Aspekts ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass in dem Nachführbetriebsmodus die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb - um oder auf einen vorgegebenen Wert reduziert wird, falls die Giergeschwindigkeit in einem vorgegebenen zweiten Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine zweite untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist; und/oder

- um oder auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird, falls die Giergeschwindigkeit in einem vorgegebenen zweiten Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine zweite obere Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze liegt.

Zusätzlich oder alternativ ist das Verfahren in einer Weiterbildung dieses ersten Aspekts dadurch gekennzeichnet, dass im Nachführbetriebsmodus

- wenigstens ein, insbesondere wenigstens zwei, und/oder höchstens vier

Reduzier-Geschwindigkeitsbereiche, insbesondere genau ein oder zwei

Reduzier-Geschwindigkeitsbereiche, vorgesehen sind, für die die Amplitude der Blattwinkelverstellung jeweils geschwindigkeitsbereichspezifisch reduziert wird; und/oder

- wenigstens ein, insbesondere wenigstens zwei, und/oder höchstens vier

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereiche, insbesondere genau ein oder zwei

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereiche, vorgesehen sind, für die die Amplitude der Blattwinkelverstellung jeweils geschwindigkeitsbereichspezifisch erhöht wird.

In einer Weiterbildung des ersten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein

Geschwindigkeitsbereich sich über wenigstens 0,05° pro Sekunde erstreckt.

In einer Weiterbildung des ersten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte:

- Ermitteln eines Windnachführbedarfs;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb;

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude

- Ermitteln eines Ist-Wertes der Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse;

- stufenförmiges Reduzieren der ermittelten Amplitude, falls der Ist-Wert einen oder mehrere vorgegebene Geschwindigkeitsgrenzen überschreitet; und/oder

stufenförmiges Erhöhen der ermittelten Amplitude, falls der Ist-Wert einen oder mehrere vorgegebene Geschwindigkeitsgrenzen unterschreitet; sowie

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude. Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein System zum Betreiben einer Windenergieanlage, die einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist, wobei das System zur

Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, eingerichtet ist und/oder aufweist:

- Mittel zum Verstellen von Blattwinkeln der Rotorblätter um ihre Blattachse zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einem Nachführbetriebsmodus sowie

- Mittel zum Reduzieren einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung um oder auf einen vorgegebenen Wert, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die

Gierachse in einem vorgegebenen Reduzier-Geschwindigkeitsbereich liegt, der einer untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze aufweist; und/oder

- Mittel zum Erhöhen einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung um oder auf einen vorgegebenen Wert, falls eine Giergeschwindigkeit des Rotors um die Gierachse in einem vorgegebenen Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich liegt, der eine obere Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenze aufweist.

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der in einer Ausführung mit dem oben genannten ersten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, kombiniert sein kann, betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage, die einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und

einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist, wobei in einem Nachführbetriebsmodus Blattwinkel der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb verstellt werden,

wobei eine Amplitude dieser Blattwinkelverstellung in Abhängigkeit von

- einem Rotordrehmoment um die Rotorachse und/oder

- einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse verstellt wird; und/oder wobei

- die Blattwinkel in Abhängigkeit von einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung zusätzlich um einen Vorhaltewinkel zur Einhaltung eines minimalen Blattwinkels verstellt werden.

In einer Weiterbildung dieses zweiten Aspekts ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb gleich Null ist, falls das

Rotordrehmoment einen vorgegebenen Drehmomentgrenzwert unterschreitet.

Zusätzlich oder alternativ ist das Verfahren in einer Weiterbildung dieses zweiten Aspekts dadurch gekennzeichnet, dass das Rotordrehmoment auf Basis eines

Drehmoment-Sollwertes ermittelt wird.

In einer Weiterbildung des zweiten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb bei einer ersten Windnachführungsrichtung und die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb bei einer hierzu gegensinnigen zweiten Windnachführungsrichtung einen, insbesondere vorgegebenen und/oder konstanten oder von einem Rotordrehmoment abhängigen , Offset aufweisen.

In einer Weiterbildung des zweiten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Blattwinkel kollektiv um den Vorhaltewinkel verstellt werden.

In einer Weiterbildung des zweiten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte:

- Ermitteln eines Windnachführbedarfs;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude, wobei diese Amplitude in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment um die Rotorachse und/oder einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse ermittelt wird und/oder die Blattwinkel in Abhängigkeit von einem ermittelten Vorhaltewinkel zur Einhaltung eines minimalen Blattwinkels eingestellt werden.

Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein System zum Betreiben einer Windenergieanlage, die einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist,

wobei das System zur Durchführung eines Verfahrens nach dem zweiten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, eingerichtet ist und/oder aufweist:

- Mittel zum Verstellen von Blattwinkeln der Rotorblätter um ihre Blattachse zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einem Nachführbetriebsmodus sowie

- Mittel zum Verstellen einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment um die Rotorachse und/oder einer

Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse; und/oder

- Mittel zum Verstellen der Blattwinkel zur Einhaltung eines minimalen Blattwinkels zusätzlich um einen Vorhaltewinkel in Abhängigkeit von einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung .

Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach dem zweiten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der in einer Ausführung mit dem oben genannten ersten und/oder zweiten Aspekt, insbesondere einer ihrer/seiner oben genannten Weiterbildungen, kombiniert sein kann, betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer

Windenergieanlage, die

einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und

einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist, wobei in einem Nachführbetriebsmodus Blattwinkel der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb verstellt werden, wobei - der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung aktiviert wird; und/oder

- eine kommandierte Phasenverschiebung einer Amplitude dieser

Blattwinkelverstellung gegenüber einer rotorfesten Referenzwinkellage um die Rotorachse in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz des Rotors um die

Rotorachse dynamisch verstellt wird.

In einer Weiterbildung dieses dritten Aspekts ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz, einer Windgeschwindigkeit und/oder einem Rotordrehmoment um die Rotorachse vorgegeben wird.

Zusätzlich oder alternativ ist das Verfahren in einer Weiterbildung dieses dritten Aspekts dadurch gekennzeichnet, dass der Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse zusammen mit der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung oder um eine vorgegebene Vorlaufzeit vor dieser Blattwinkelverstellung deaktiviert wird.

In einer Weiterbildung des dritten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit wenigstens 0,25 Sekunden und/oder höchstens 30 Sekunden beträgt.

In einer Weiterbildung des dritten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die kommandierte Phasenverschiebung zusätzlich einen von der Rotordrehfrequenz unabhängigen statischen Anteil aufweist.

In einer Weiterbildung des dritten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die kommandierte Phasenverschiebung für einen ersten Wert der Rotordrehfrequenz einen ersten

Phasenverschiebungswert und für einen größeren zweiten Wert der Rotordrehfrequenz einen größeren zweiten Phasenverschiebungswert aufweist.

In einer Weiterbildung des dritten Aspekts, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, weist das Verfahren die Schritte auf: - Ermitteln eines Windnachführbedarfs;

- Ermitteln der Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung der

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser Amplitude, wobei das Verfahren die Schritte:

- Ermitteln einer Rotordrehfrequenz;

- Ermitteln einer Phasenverschiebung der Amplitude in Abhängigkeit von der

Rotordrehfrequenz; und

- Einstellen der individuellen Blattwinkel der Rotorblätter auf Basis dieser

Phasenverschiebung;

und/oder den Schritt:

- Aktivieren des Nachführantriebs zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene Wartezeit nach Aktivieren der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung aufweist.

Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein System zum Betreiben einer Windenergieanlage, die einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit wenigstens zwei individuell um ihre Blattachse verstellbaren Rotorblättern und einen Nachführantrieb zum Windnachführen des Rotors um eine Gierachse aufweist,

wobei das System zur Durchführung eines Verfahrens nach dem dritten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen, eingerichtet ist und/oder aufweist:

- Mittel zum Verstellen von Blattwinkeln der Rotorblätter um ihre Blattachse zur

Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb in einem Nachführbetriebsmodus sowie

- Mittel zum Aktivieren des Nachführantriebs zum Windnachführen des Rotors um die Gierachse um eine vorgegebene Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung der Rotorblätter um ihre Blattachse zur Unterstützung dieser Windnachführbewegung wird; und/oder

- Mittel zum dynamischen Verstellen einer kommandierten Phasenverschiebung einer Amplitude dieser Blattwinkelverstellung gegenüber einer rotorfesten

Referenzwinkellage um die Rotorachse in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz des Rotors um die Rotorachse. Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach dem dritten Aspekt, insbesondere einer seiner oben genannten Weiterbildungen.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den

Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

Fig. 1 : ein System zum Betreiben einer Windenergieanlage nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2: ein Verfahren zum Betreiben der Windenergieanlage nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3: ein Verfahren zum Betreiben der Windenergieanlage nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4: ein Verfahren zum Betreiben der Windenergieanlage nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein System zum Betreiben einer Windenergieanlage nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Die Windenergieanlage weist einen Turm 110 auf, auf dem eine Gondel 120 um eine wenigstens im Wesentlichen vertikale Gierachse G drehbar gelagert ist. An der Gondel 120 ist ein Rotor 130 um eine Rotorachse R drehbar gelagert, der einen

Generator oder eine Getriebe-Generator-Einheit 140 aufweist bzw. hiermit gekoppelt ist, um elektrische Energie in ein Stromnetz 150 einzuspeisen.

Der Rotor weist im Ausführungsbeispiel drei individuell um ihre (jeweilige) Blattachse B verstellbaren Rotorblättern 30 auf. Hierzu steuert eine Steuerung 100 entsprechende Blattverstelleinrichtung (nicht dargestellt). Die Windenergieanlage weist einen Nachführantrieb 20 mit einem oder mehreren

Elektromotor(en) und/oder Getriebe(n) zum windrichtungsabhängigen Verdrehen bzw.

Windnachführen der Gondel 120 und damit des Rotors 130 um die Gierachse G auf, der ebenfalls von der Steuerung 100 gesteuert wird. Die Steuerung 100 führt ein Verfahren zum Betreiben der Windenergieanlage nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung aus.

In einer Ausführung, die in Fig. 2 dargestellt ist, ermittelt die Steuerung 100 in einem ersten Schritt S10 mithilfe einer Windfahne 10 eine Abweichung zwischen einer Windrichtung und der Horizontalkomponente der (in die Gondel 120 hinein orientierten) Rotorachse. Überschreitet diese Abweichung einen vorgegebenen Mindestwert (S20:„Y“), ermittelt die Steuerung 100, dass ein Windnachführbedarf vorliegt, und schaltet in einen

Nachführbetriebsmodus, andernfalls (S20:„N“) kehrt das Verfahren bzw. die Steuerung zu Schritt S10 zurück.

Im Nachführbetriebsmodus ermittelt sie in einem Schritt S30 eine Amplitude einer zyklischen Blattwinkelverstellung der Rotorblätter 30 zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb, um die Gondel 120 und damit den Rotor 130 um die Gierachse G derart zu verdrehen, dass die Abweichung reduziert wird („Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb“)· Diese Amplitude kann beispielsweise ein abgespeicherter, konstanter oder aus einem Kennfeld ausgelesener Referenzwert sein. In einem Schritt S40 verstellt sie die Blattwinkel der Rotorblätter 30 entsprechend dieser Amplitude und steuert zudem den Nachführantrieb 20 so, dass er die Gondel 120 und damit den Rotor 130 um die Gierachse G derart verdreht, dass die Abweichung reduziert wird.

Außerdem ermittelt sie in Schritt S40 einen Ist-Wert der Giergeschwindigkeit der Gondel und damit des Rotors um die Gierachse. Falls dieser Wert eine vorgegebene (erste) untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze überschreitet (S50:„Y“), wird in einem Schritt S55 die in Schritt S30 ermittelte Amplitude auf oder um einen vorgegebenen Wert reduziert und das Verfahren bzw. die Steuerung fährt mit Schritt S60 fort. Andernfalls (S50:„N“) fährt das Verfahren bzw. die Steuerung direkt mit Schritt S60 fort, d.h. ohne Reduzierung der in Schritt S30 ermittelten Amplitude.

In Schritt S60 steuert die Steuerung 100 die Blattverstelleinrichtung derart, dass die individuellen Blattwinkel der Rotorblätter 30 zyklisch mit dieser in Schritt S30 ermittelten und gegebenenfalls in Schritt S55 reduzierten Amplitude verstellt werden und so die in Schritt S60 fortgeführte Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb 20 weiterhin unterstützen.

Anschließend kehrt das Verfahren bzw. die Steuerung zu Schritt S10 zurück.

In einer weiteren Ausführung, die in Fig. 3 dargestellt ist, ermittelt die Steuerung 100 in einem ersten Schritt S1 10 mithilfe der Windfahne 10 eine Abweichung zwischen einer Windrichtung und der Horizontalkomponente der (in die Gondel 120 hinein orientierten) Rotorachse.

Überschreitet diese Abweichung einen vorgegebenen Mindestwert (S120:„Y“), ermittelt die Steuerung 100, dass ein Windnachführbedarf vorliegt, und schaltet in einen

Nachführbetriebsmodus, andernfalls (S120:„N“) kehrt das Verfahren bzw. die Steuerung zu Schritt S110 zurück.

Im Nachführbetriebsmodus ermittelt sie in Schritt S130 einen Sollwert für ein

Rotordrehmoment, beispielsweise auf Basis einer Leistungsanforderung an die

Windenergieanlage oder dergleichen, eine Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse (durch„CW“ („ClockWise“),„CCW“ („CounterClockWise“) in Fig. 1 angedeutet) sowie eine Amplitude einer Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer

Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb. Diese Amplitude kann beispielsweise ein abgespeicherter, konstanter oder aus einem Kennfeld ausgelesener Referenzwert sein.

Sind die Windnachführungsrichtung und die Richtung, in die der Rotor 130 bedingt durch den Tiltwinkel ohne Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb die Gondel 120 zu drehen sucht, gegensinnig (S140:„Y“), wird dieser Amplitude in einem Schritt S145 ein konstanter Offset hinzugefügt, und die Steuerung bzw. das Verfahren fährt mit Schritt S150 fort. Dies erfolgt bei den zumeist üblichen, mit dem Wind von vorne auf den Rotor schauend rechtsdrehenden Rotoren bei einem Nachführbedarf in CCW-Richtung bzw. im Gegenuhrzeigersinn. Andernfalls (S140:„N“) fährt die Steuerung bzw. das Verfahren direkt mit Schritt S150 fort. In einer Abwandlung kann umgekehrt die in Schritt S130 ermittelte Amplitude in einem Schritt S145 um einen konstanten Offset reduziert werden, wenn die Windnachführungsrichtung und die Richtung, in die der Rotor 130 ohne Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb die Gondel 120 zu drehen sucht, gleich- bzw. nicht gegensinnig sind. In einer vorteilhaften alternativen Ausführung ist der Offset nicht konstant sondern proportional zu dem in Schritt S130 ermittelten Sollwert für das Rotordrehmoment.

Unterschreitet das Rotordrehmoment bzw. der (Rotor)Drehmoment-Sollwert einen vorgegebenen Drehmomentgrenzwert (S150:„Y“), setzt die Steuerung in einem Schritt S155 die Amplitude der Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den Nachführantrieb auf Null und fährt mit Schritt S160 fort, andernfalls (S150:„N“) fährt die Steuerung bzw. das Verfahren direkt mit Schritt S160 fort.

In Schritt S160 ermittelt die Steuerung 100 in Abhängigkeit von der in Schritt S130, S145 bzw. 155 ermittelten Amplitude der Blattwinkelverstellung einen Vorhaltewinkel zur

Einhaltung eines minimalen Blattwinkels und verstellt die Blattwinkel zyklisch mit der Amplitude sowie zusätzlich kollektiv um diesen Vorhaltewinkel. Außerdem steuert sie den Nachführantrieb 20 so, dass er die Gondel 120 und damit den Rotor 130 um die Gierachse G derart verdreht, dass die Abweichung reduziert wird.

In einer weiteren Ausführung, die in Fig. 4 dargestellt ist, ermittelt die Steuerung 100 in einem ersten Schritt S210 mithilfe der Windfahne 10 eine Abweichung zwischen einer Windrichtung und der Horizontalkomponente der (in die Gondel 120 hinein orientierten) Rotorachse.

Überschreitet diese Abweichung einen vorgegebenen Mindestwert (S220:„Y“), ermittelt die Steuerung 100, dass ein Windnachführbedarf vorliegt, und schaltet in einen

Nachführbetriebsmodus, andernfalls (S220:„N“) kehrt das Verfahren bzw. die Steuerung zu Schritt S210 zurück.

Im Nachführbetriebsmodus ermittelt sie in einem Schritt S230 eine Rotordrehfrequenz des Rotors 130 um seine Rotorachse R, eine Rotor(dreh)position, eine Amplitude einer

Blattwinkelverstellung zur Unterstützung einer Windnachführbewegung durch den

Nachführantrieb und auf Basis der Rotordrehfrequenz eine Phasenverschiebung der Amplitude gegenüber einer rotorfesten Referenzwinkellage, welche sie auf Basis der Rotor(dreh)position ermittelt. Die Amplitude kann beispielsweise ein abgespeicherter, konstanter oder aus einem Kennfeld ausgelesener Referenzwert sein.

In einem Schritt S240 verstellt die Steuerung 100 die Blattwinkel zyklisch mit der ermittelten Amplitude und der Phasenverschiebung. Ist seit der Aktivierung dieser Blattwinkelverstellung eine vorgegebene Wartezeit verstrichen (S250:„Y“), steuert sie in einem Schritt S260 den Nachführantrieb 20 so, dass er die Gondel 120 und damit den Rotor 130 um die Gierachse G derart verdreht, dass die Abweichung reduziert wird.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.

So wurde das Verfahren bzw. System der Ausführung der Fig. 2 anhand einer einstufigen Reduzierung bei Überschreiten der (ersten) untere Reduzier-Geschwindigkeitsgrenze erläutert. In nicht dargestellten Abwandlungen können analog auch eine oder mehrere weitere Reduzier- und/oder eine oder mehrere Erhöhungsstufen bei Unterschreiten einer bzw. mehrerer oberer Erhöhungs-Geschwindigkeitsgrenzen vorgesehen sein.

Das Verfahren bzw. System der Ausführung der Fig. 3 weist eine Ermittlung der Amplitude der Blattwinkelverstellung sowohl in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment (vgl. Schritte S150, S155) als auch einer Windnachführungsrichtung des Rotors um die Gierachse (vgl. Schritte S140, S145) sowie einen Vorhaltewinkel in Abhängigkeit von der Amplitude (vgl. Schritte S160) auf, wobei ein oder zwei dieser Merkmale in nicht dargestellten

Abwandlungen entfallen können.

Das Verfahren bzw. System der Ausführung der Fig. 4 weist eine Wartezeit (vgl. Schritt S250) als auch eine dynamisch verstellte kommandierte Phasenverschiebung (vgl. Schritte S230, S240) auf, wobei eines dieser Merkmale in nicht dargestellten Abwandlungen entfallen kann. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen

Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Insbesondere wurden einzelne Aspekte der vorliegenden Erfindung, insbesondere die Reduzierung bzw. analoge Erhöhung der Amplitude in einem Reduzier- bzw.

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich (vgl. insbesondere Fig. 2 und zugehörige

Beschreibung), die Verstellung der Amplitude in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment bzw. einer Windnachführungsrichtung bzw. die Verstellung der Blattwinkel um den

Vorhaltewinkel (vgl. insbesondere Fig. 3 und zugehörige Beschreibung), und die Aktivierung des Nachführantriebs um eine vorgegebene Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung (verzögert) bzw. die in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz dynamisch verstellte kommandierte Phasenverschiebung (vgl. insbesondere Fig. 4 und zugehörige Beschreibung), vorstehend anhand verschiedener Ausführungen erläutert, wobei zwei oder mehr diese Aspekte bzw. vorstehend beschriebenen Merkmale bzw. Ausführungen auch vorteilhaft kombiniert sein können.

So kann beispielsweise die vorstehend erläuterte Reduzierung und/oder Erhöhung der Amplitude in einem Reduzier- bzw. Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich zusätzlich zu der Verstellung der Amplitude in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment und/oder einer Windnachführungsrichtung und/oder der Verstellung die Blattwinkel um den Vorhaltewinkel realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die vorstehend erläuterte Reduzierung und/oder Erhöhung der Amplitude in einem Reduzier- bzw.

Erhöhungs-Geschwindigkeitsbereich zusätzlich zu der Aktivierung des Nachführantriebs um eine vorgegebene Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung und/oder der in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz dynamisch verstellten kommandierten Phasenverschiebung realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die vorstehend erläuterte Verstellung der Amplitude in Abhängigkeit von einem Rotordrehmoment und/oder einer Windnachführungsrichtung und/oder die Verstellung die Blattwinkel um den Vorhaltewinkel zusätzlich zu der Aktivierung des Nachführantriebs um eine vorgegebene Wartezeit nach der Blattwinkelverstellung und/oder der in Abhängigkeit von einer Rotordrehfrequenz dynamisch verstellten kommandierten Phasenverschiebung realisiert sein. Bezuqszeichenliste

10 Windfahne

20 Nachführantrieb

30 Rotorblatt

100 Steuerung

110 Turm

120 Gondel

130 Rotor

140 Generator(-Getriebe-Einheit)

150 Stromnetz

B Blattachse

G Gierachse

R Rotorachse