DE10219664A1

DE10219664A1 - Wind energy system has at least one, preferably each, rotor blade with sensor elements, preferably mounted as pairs, evaluation device producing load evaluation signals based on sensor element signals

Info

Publication number: DE10219664A1
Application number: DE10219664A
Authority: DE
Inventors: Roland Weitkamp
Original assignee: Enron Wind GmbH
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-06

Abstract

The system has a tower with a rotary gondola on a vertical axis and a rotor on a horizontal axis, a sensor of the mechanical load on the rotor and an evaluation device, especially a data processor. At least one, preferably each, rotor blade (10) has at least two sensor elements, preferably mounted as pairs. The evaluation device produces load evaluation signals based on the associated sensor element signals. Independent claims are also included for the following: (a) a regulating arrangement for an inventive wind energy system (b) and a method of operating an inventive wind energy system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Turm, einem im Bereich der Spitze des Turms, vorzugsweise auf einer bzgl. einer im wesentlichen in Schwererichtung verlaufenden Drehachse drehbar gelagerten Maschinengondel, bzgl. einer im wesentlichen horizontalen Rotorachse drehbar gelagerten und mindestens ein bzgl. der Rotorachse im wesentlichen radial abstehendes Rotorblatt aufweisenden Rotor, einer dem Rotor zugeordneten Sensoreinrichtung zum Erzeugen von Sensorsignalen in Abhängigkeit von der mechanischen Belastung des Rotors und einer die Sensorsignale empfangenden Auswertungseinrichtung, insbesondere Datenverarbeitungseinrichtung, eine Regelanordnung für eine derartige Windenergieanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Windenergieanlage. The invention relates to a wind turbine with a tower, one in the area of Top of the tower, preferably on one with respect to one essentially in the direction of gravity extending axis of rotation rotatably mounted machine nacelle, with respect to one horizontal rotor axis rotatably and at least one with respect to the rotor axis in the essentially radially projecting rotor blade having a rotor, the rotor assigned sensor device for generating sensor signals depending on the mechanical load on the rotor and one receiving the sensor signals Evaluation device, in particular data processing device, a control arrangement for such a wind turbine and a method for operating such Wind turbine.

Große Windenergieanlagen haben mittlerweile Rotordurchmesser von mehr als 80 m, was dazu führt, daß über die Rotorfläche sehr unterschiedliche Windgeschwindigkeiten herrschen können. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen ist es wünschenswert, Informationen über die Windgeschwindigkeitsverteilung und insbesondere über die Belastung der einzelnen Rotorblätter in die Einstellung der Betriebsparameter der Windenergieanlage bzw. deren Regelung einfließen zu lassen. Dieses "Bladefeedback" genannte Verfahren ist im Stand der Technik beispielsweise in der US 4 297 076 A, der DE 30 09 22 A1 und der PCT/EP98/03776 beschrieben. Bislang scheitert die kommerzielle Anwendung derartiger Verfahren jedoch an hinreichend einfachen, langlebigen und zuverlässigen und somit wirtschaftlichen Meßsystemen. Large wind turbines now have rotor diameters of more than 80 m, which leads to very different wind speeds over the rotor surface can rule. In terms of the economics of these plants, it is desirable information about the wind speed distribution and in particular about the Load the individual rotor blades in the setting of the operating parameters To let wind energy system or its regulation flow. This "blade feedback" mentioned method is in the prior art for example in US 4,297,076 A, DE 30 09 22 A1 and PCT / EP98 / 03776. So far, the commercial has failed Application of such methods, however, on sufficiently simple, durable and reliable and therefore economical measuring systems.

Insbesondere bei Offshore-Windenergieanlagen ist das Risiko, daß das komplexe Feedbacksystem ausfällt und somit die Windenergieanlage längere Zeit nicht oder nur mit reduzierter Leistungskennlinie betrieben werden kann, sehr groß, weil der durch derartige Anlagen über ein ganzes Jahr erwirtschaftete Vorteil mit wenigen Tagen Stillstand vernichtet werden kann. In der DE 30 09 922 A1 wird der Einsatz von Dehnmeßstreifen zur Ermittlung der Rotorblattbelastung vorgeschlagen. Diese Dehnmeßstreifen erreichen bislang jedoch nicht annähernd die erforderliche Lebensdauer von 10^8 Lastspielen. Die in dieser Schrift ebenfalls genannten Beschleunigungs- oder Windmeßsensoren müssen im äußeren Bereich der Rotorblätter montiert werden und sind somit schwer zugänglich und stark blitzschlaggefährdet, so daß ein erheblicher Aufwand erforderlich ist, um die gewünschte Lebensdauer von 20 Jahren zu erreichen. In the case of offshore wind turbines in particular, the risk is that the complex Feedback system fails and thus the wind turbine does not work for a long time or only with it reduced performance curve can be operated, very large because of such Systems generated over a whole year with a few days of downtime can be destroyed. DE 30 09 922 A1 uses strain gauges for Determination of the rotor blade load proposed. So far, these strain gauges have reached but not nearly the required lifespan of 10 ^ 8 duty cycles. The one in this Acceleration or wind measuring sensors also mentioned must be on the outside Area of the rotor blades and are therefore difficult to access and strong risk of lightning strikes, so that considerable effort is required to achieve the desired Achieve lifespan of 20 years.

Des weiteren sind im Stand der Technik Meßverfahren unter Einsatzoptischer Fasern, z. B. die Fibre Bragg Grating Technologie bekannt. Die eigentlichen Bragg Sensorelemente sind bei dieser Technik auf einer einzigen optischen Faser verteilt, die der Länge nach in oder auf dem Rotorblatt befestigt oder auch einlaminiert wird. Durch diese Technik wird einerseits eine Sensorredundanz und andererseits eine näherungsweise Erfassung integraler Größen, wie etwa der Blattdurchbiegung, ermöglicht. Das System ist unempfindlich gegen Blitzschläge und leicht wartbar, da sich die komplexe Auswertungselektronik komplett im Bereich der leicht zugänglichen Rotornabe oder Maschinengondel unterbringen läßt. Bei einem Bruch der optischen Faser fällt aber das ganze System aus. Ferner ist der Einsatz dieser Technologie derzeit noch mit erheblichen Investitionskosten verbunden. Furthermore, the prior art includes measuring methods using optical devices Fibers, e.g. For example, the Fiber Bragg Grating technology is known. The actual Bragg In this technique, sensor elements are distributed on a single optical fiber, that of length is attached or laminated in or on the rotor blade. Through this technique becomes a sensor redundancy on the one hand and an approximate detection on the other integral sizes, such as the sheet deflection. The system is insensitive to lightning strikes and easy to maintain because of the complex evaluation electronics Place completely in the area of the easily accessible rotor hub or machine nacelle leaves. If the optical fiber breaks, the entire system fails. Furthermore, the Use of this technology is currently associated with considerable investment costs.

Schließlich ist aus der DE 198 47 982 C2 auch noch eine einfache Vorrichtung zur Erfassung von Schwingungen bekannt, welche zur qualitativen Erfassung von aeroelastischen Rotorblattschwingungen in der Rotordrehebene vorgesehen ist. Nachteilig ist bei der in der genannten Schrift vorgeschlagenen Vorrichtung jedoch die Tatsache, daß diese Vorrichtung lediglich zur qualitativen Schwingungserfassung eingesetzt werden kann und nicht den erhöhten Anforderungen einer quantitativen Belastungsmessung genügt. Finally, DE 198 47 982 C2 also describes a simple device for Detection of vibrations known, which for the qualitative detection of Aeroelastic rotor blade vibrations are provided in the rotor plane. The disadvantage of the device proposed in the cited document, however, the fact that this Device can only be used for qualitative vibration detection and not meets the increased requirements of a quantitative load measurement.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage mit einem präzisen, genau kalibrierbaren, aber dennoch einfachen, robusten und langlebigen Bladefeedback-System bereitzustellen, welches bei kommerziellen Windenergieanlagen mit geringfügigem Konstruktions- und Montageaufwand eingebaut werden kann, eine Regelanordnung für eine derartige Windenergieanlage zur Verfügung zu stellen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Windenergieanlage anzugeben. Given the problems in the prior art described above, the Invention, the object of a wind turbine with a precise, accurate Calibratable, yet simple, robust and durable blade feedback system To provide, which in commercial wind turbines with minimal Construction and assembly effort can be installed, a control arrangement for a to provide such a wind turbine and a method for operating a to specify such a wind turbine.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Windenergieanlagen gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einem, vorzugsweise jedem Rotorblatt des Rotors mindestens zwei vorzugsweise paarweise montierte Sensorelemente zugeordnet sind und die Auswertungseinrichtung zum Ermitteln von die mechanischen Belastungen mindestens eines Rotorblattes darstellenden Auswertungssignalen auf Grundlage der von den diesem Rotorblatt zugeordneten Sensorelementen erzeugten Sensorsignalen ausgelegt ist. According to a first aspect of this invention, this object is achieved by a Further development of the known wind turbines, which is essentially solved is characterized in that at least one, preferably each rotor blade of the rotor are assigned at least two sensor elements, preferably mounted in pairs, and the Evaluation device for determining the mechanical loads at least an evaluation signal representing a rotor blade on the basis of the latter Sensor blades generated sensor signals is designed.

Diese Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß die Belastungen bei modernen Windenergieanlagen in der Rotorblattwurzel im wesentlichen gekennzeichnet sind durch eine Überlagerung der Biegemomente aus der Aerodynamik (im wesentlichen senkrecht zur Rotorebene, Schlagmoment), Biegemomente aus dem Eigengewicht der Rotorblätter, im wesentlichen in der Rotorebene (Schwenkmoment), Normalkräften resultierend aus dem Eigengewicht und der Zentrifugalkraft (abhängig von der Rotordrehzahl) sowie Kräften und Momenten aus der Dynamik der Rotoren, die insbesondere dann von Wichtigkeit sind, wenn es zu unerwünschten Schwingungen kommt. Zur Verwirklichung eines genau kalibrierbaren Bladefeedback-Systems ist es notwendig, die rotorpositions- und drehzahlabhängigen Normalkräfte, die bei heute üblichen Windenergieanlagen durchaus eine Größenordnung von ca. 10% der gewünschten Meßsignale erreichen können, aus den Sensorsignalen zu kompensieren sowie die Zuverlässigkeit der Sensorik durch Redundanz zu erhöhen. Da Windenergieanlagen in einem großen Temperaturbereich (z. B. -15° bis +50°C) arbeiten können, ist es weiterhin wichtig, die Temperaturabhängigkeit der Sensorik zu kompensieren. Eben diese Anforderungen werden durch die vorzugsweise paarweise Anordnung von mindestens zwei Sensorelementen pro Rotorblatt erfüllt. This invention is based on the knowledge that the stresses in modern Wind turbines in the rotor blade root are essentially characterized by a superposition of the bending moments from the aerodynamics (essentially perpendicular to the Rotor level, impact torque), bending moments from the dead weight of the rotor blades, in essentially in the rotor plane (swivel torque), normal forces resulting from the Dead weight and centrifugal force (depending on the rotor speed) as well as forces and Moments from the dynamics of the rotors, which are particularly important if there are unwanted vibrations. To achieve one exactly Calibratable blade feedback system, it is necessary to adjust the rotor position and speed-dependent normal forces, which are quite common in today's wind turbines Order of magnitude of approximately 10% of the desired measurement signals can be reached from the Compensate sensor signals as well as the reliability of the sensors through redundancy increase. Since wind turbines have a wide temperature range (e.g. -15 ° to + 50 ° C) it is still important to consider the temperature dependency of the sensors compensate. Exactly these requirements are preferred in pairs Arrangement of at least two sensor elements per rotor blade fulfilled.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine die Auswertungssignale empfangende Regeleinrichtung vorgesehen, mit der mindestens ein Betriebsparameter der Windenergieanlage, wie etwa die Blattverstellung, die Drehzahl und/oder der Gierwinkel in Abhängigkeit von den Auswertungssignalen eingestellt werden kann. Dabei kann die Blattverstellung durch Änderung des Anstellwinkels (Pitch-Winkel) und/oder unter Benutzung aerodynamischer Hilfsmittel erfolgen. In a preferred embodiment of the invention, one is Evaluation device receiving evaluation signals is provided with which at least one Operating parameters of the wind turbine, such as the blade adjustment, the speed and / or the Yaw angle can be set depending on the evaluation signals. there can change the blade by changing the angle of attack (pitch angle) and / or under Aerodynamic aids are used.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelemente auf im wesentlichen in der interessierenden Balastungsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Rotorblattes montiert. In diesem Fall messen die Sensorelemente bei überwiegender Biegebelastung gegenläufige Signale (z. B. Zug und Druck). Werden die Sensorsignale mit der Auswertungseinrichtung einzeln erfaßt, ist es durch Summation bzw. Differenzbildung der Sensorsignale möglich, sowohl das interessierende Biegemoment als auch die im Sinne des Bladefeedback parasitären Einflüsse der Umgebungstemperatur und der Normalkräfte durch Gravitation und Fliehkräfte genau zu quantifizieren. Die ordnungsgemäße Funktion der Sensorik kann sehr genau mittels der vorzugsweise in Form einer Datenverarbeitungsanlage verwirklichten Auswertungseinrichtung überprüft werden, da nach Abzug der parasitären Einflüsse der Sensorelemente und unter Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten genau gespiegelte Sensorsignale vorliegen müssen. Ergänzend können die parasitären Einflüsse durch zusätzliche entsprechende Sensorsignale an die Auswertungseinrichtung übermittelnde Sensorelemente zur Erfassung der Temperatur, der Rotordrehzahl und der -position unter Berücksichtigung der Temperaturkurven der Sensorelemente und der konstruktiven Rotorblatteigenschaften (Massenverteilung) auf rechnerischem Wege abgeglichen werden. In a first preferred embodiment of the invention, the Sensor elements on substantially opposite in the load direction of interest Sides of the rotor blade mounted. In this case, the sensor elements contribute predominant bending load opposite signals (e.g. tension and pressure). Will the Sensor signals recorded individually with the evaluation device, it is by summation or Difference formation of the sensor signals possible, both the bending moment of interest and the parasitic influences of the ambient temperature and the To precisely quantify normal forces by gravitation and centrifugal forces. The Proper function of the sensors can be very precisely, preferably in the form of a Data processing system realized evaluation device are checked because after Deduction of the parasitic influences of the sensor elements and taking into account the constructive conditions must have exactly mirrored sensor signals. additional can the parasitic influences by additional corresponding sensor signals to the Evaluation device transmitting sensor elements for detecting the temperature, the Rotor speed and position taking into account the temperature curves of the Sensor elements and the constructive rotor blade properties (mass distribution) arithmetically.

Wenn bei einer üblichen Windenergieanlage mit zwei oder drei Rotorblättern eines der Sensorelemente versagt, wird dieses in Bruchteilen von Sekunden von der Auswertungseinrichtung erkannt und auf den redundanten Betriebsmodus umgeschaltet. Dabei kann das fehlerhafte Sensorelement mit Hilfe der funktionsfähigen Sensorelemente in dem (n) anderen Rotorblatt(-blättern) und der Tatsache, daß die einzelnen Rotorblätter ähnliche Sensorsignale im wesentlichen phasenverschoben (um 180° im Falle des Zweiblattrotors, um 120° bei einem Dreiblattrotor) erzeugen, und/oder mit Hilfe der o. g. zusätzlichen Temperatur-, Drehzahl- und Positionssensoren schnell identifiziert werden. Die Erkennung mittels zusätzlicher Sensorelemente ist auch im Falle des Einblattrotors möglich. Danach werden die Sensorsignale des defekten Sensorelementes ignoriert und die parasitären Einflüsse des bzw. der verbleibenden Sensorelemente auf rechnerischem Wege, entweder durch Auswertung der Temperatur-, Drehzahl- und Positionssensorelemente oder durch rechnerische Transformation der zuvor ermittelten parasitären Einflüsse des (r) anderen Rotorblattes (-blätter) kompensiert. Daher kann die erfindungsgemäß weitergebildete Windenergieanlage auch bei Ausfall eines Sensorelementes weiter betrieben werden, bis das automatisch durch die Fernüberwachung alarmierte Wartungsteam das defekte Sensorelement ausgetauscht hat. Bei einer Dreiblattanlage können so auch bei Ausfall von bis zu drei Sensorelemente für jedes Blatt Signale für das Bladefeedback-System gewonnen werden, solange nicht alle Sensorelemente in einem Blatt versagen. Abhängig von der mit reduzierter Sensorelementanzahl erreichten Signalqualität kann es jedoch erforderlich werden, die Leistungskennlinie zu drosseln, um jegliches Risiko einer Überlastung der Anlage auszuschließen. Ebenso ist vorstellbar, bei Versagen der kompletten Sensorik in einem Rotorblatt die Belastung anhand des/der anderen Rotorblattes/-blätter zu errechnen. Aufgrund der erhöhten Unsicherheit steigt hierdurch allerdings die Gefahr von Überlastungen. If in a conventional wind turbine with two or three rotor blades one of the sensor elements fails, the sensor elements will fail in a fraction of a second Evaluation device recognized and switched to the redundant operating mode. there can the faulty sensor element with the help of the functional sensor elements in the (n) other rotor blades and the fact that the individual rotor blades are similar Sensor signals essentially out of phase (by 180 ° in the case of the two-blade rotor, by 120 ° with a three-bladed rotor), and / or with the help of the above-mentioned. additional Temperature, speed and position sensors can be quickly identified. The detection additional sensor elements are also possible in the case of the single-bladed rotor. After that the sensor signals of the defective sensor element are ignored and the parasitic ones Influences of the remaining sensor elements or computationally, either by evaluating the temperature, speed and position sensor elements or by mathematical transformation of the previously determined parasitic influences of the (r) other rotor blade (blades) compensated. Therefore, the further developed according to the invention Wind turbine continues to be operated even if one sensor element fails the maintenance team, automatically alarmed by remote monitoring, the defective Has replaced the sensor element. With a three-blade system, even in the event of failure of Up to three sensor elements for each sheet of signals for the blade feedback system can be obtained as long as not all sensor elements in one sheet fail. Depends on the with a reduced number of sensor elements, however, it may be necessary will throttle the performance curve to avoid any risk of overloading the Exclude attachment. It is also conceivable if the complete sensor system fails one rotor blade to calculate the load based on the other rotor blade (s). Due to the increased uncertainty, however, this increases the risk of Overloads.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Sensorelemente vorzugsweise direkt nebeneinander oder auf einer zur Rotorblattlängsachse im wesentlichen parallel verlaufenden Linie angeordnet. Eine räumliche Trennung der Sensorelemente reduziert das Risiko der gleichzeitigen Beschädigung aller Sensorelemente eines Rotorblattes durch Gewalteinwirkung, Blitzschlag oder ähnliches. Andererseits müssen dann die erfaßten Sensorsignale bezüglich ihrer räumlichen Veränderung rechnerisch kompensiert werden. Da bei dieser gleichseitigen Lösung gleichartige Signale aufgezeichnet werden, kann aus den Sensorsignalen keine Information über die Fliehkräfte oder das Eigengewicht hergeleitet werden. Ferner kann auch keine direkte Temperaturkompensation erfolgen. Falls eine rechnerische Kompensation der Einflüsse von Temperatur, Eigengewicht und Fliehkräften gewünscht ist, müssen demnach die bei der ersten Ausführungsform der Erfindung optionalen Sensorelemente zur Temperatur-, Drehzahl- und Rotorpositionserfassung zwingend vorgesehen sein. Gleichfalls kann im Falle eines Sensorelementausfalles nur auf die Zusatzsensorelemente zur Kompensation der parasitären Einflüsse zugegriffen werden. In a second embodiment of the invention, the sensor elements preferably directly next to each other or on a substantially to the longitudinal axis of the rotor blade arranged parallel line. A spatial separation of the sensor elements reduces the risk of simultaneous damage to all sensor elements of a rotor blade due to violence, lightning or the like. Then again detected sensor signals computationally compensated for their spatial change become. Since similar signals can be recorded with this equilateral solution, no information about the centrifugal forces or the dead weight from the sensor signals be derived. Furthermore, no direct temperature compensation can take place. If a mathematical compensation of the influences of temperature, weight and Centrifugal forces are required, therefore, in the first embodiment of the invention optional sensor elements for temperature, speed and rotor position detection be mandatory. Likewise, only in the event of a sensor element failure Additional sensor elements can be accessed to compensate for parasitic influences.

Im Rahmen dieser Erfindung wurde insbesondere erkannt, daß der Nachteil der Verdoppelung der Anzahl der Meßkanäle bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung von Windenergieanlagen in der aktuellen Kostenstruktur der Datenerfassungsanlagen für Windenergieanlagen kaum ins Gewicht fällt, im Vergleich zu dem gewaltigen Vorteil der so erzielten Redundanz. In the context of this invention, it was recognized in particular that the disadvantage of Doubling the number of measuring channels in the further development of Wind turbines in the current cost structure of the data acquisition systems for Wind turbines hardly matter in comparison to the tremendous advantage of those achieved Redundancy.

Wie den vorstehenden Erläuterungen zu entnehmen ist, stellen zwei Sensorelemente pro Rotorblatt in Bezug auf die Redundanz das absolute Minimum dar. Selbstverständlich kann die Anzahl der Sensorelemente beliebig erhöht werden, wobei es dann besonders vorteilhaft ist, die Sensorelemente jeweils paarweise auf einen Rotorradius, die Paare aber auf verschiedenen Rotorblattradien zu positionieren, weil hierdurch zusätzliche Informationen über die Belastungsverteilung über die Rotorblattlänge gewonnen werden. Liegen die Radiuspositionen der einzelnen Sensorelemente nicht zu weit auseinander (max. 10-20% der Blattlänge), so können die Belastungen mit hinreichender Genauigkeit von einer Radiusposition zur nächsten rechnerisch transformiert werden (Interpolation bzw. Extrapolation). Vor diesem Hintergrund ist es vorstellbar, die Sensorelemente nicht mehr paarweise, sondern grundsätzlich zueinander versetzt anzuordnen, wodurch dann aber grundsätzlich die Unsicherheit des Interpolations- bzw. Extrapolationsverfahrens hinzukommt. As can be seen from the above explanations, there are two Sensor elements per rotor blade represent the absolute minimum in terms of redundancy. Of course, the number of sensor elements can be increased as desired, then it is particularly advantageous, the sensor elements in pairs on a rotor radius that However, to position pairs on different rotor blade radii, because of this additional Information about the load distribution over the rotor blade length can be obtained. If the radius positions of the individual sensor elements are not too far apart (max. 10-20% of the blade length), so the loads can with sufficient accuracy be mathematically transformed from one radius position to the next (interpolation or Extrapolation). Against this background, it is conceivable that the sensor elements are no longer to be arranged in pairs, but generally offset from each other, but then what basically the uncertainty of the interpolation or extrapolation method come in addition.

Eine weitere bevorzugte Verwirklichung einer größeren Anzahl von Sensorelementen, die über den gesamten Rotorradius verteilt sind, läßt sich mittels der Fibre Bragg Grating Technologie erzielen. Another preferred realization of a larger number of Sensor elements that are distributed over the entire rotor radius can be created using the Fiber Bragg Achieve grating technology.

Zur Auskopplung der parsitären Effekte können dabei zwei Sensorelementketten vorzugsweise auf den gegenüberliegenden Seiten des Rotorblattes appliziert werden. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit dieser Technologie sind zusätzliche Temperatursensorelemente vorteilhaft. Vorzugsweise werden hierzu ebenfalls Bragg Gratings benutzt, die so appliziert werden, daß sie frei von externen Belastungen sind. Dazu können die zusätzlichen Bragg Gratings beispielsweise in entsprechende Röhrchen eingelegt werden. Zur Messung der Schlagbelastung werden die Fasern vorzugsweise auf die Holmgurte aufgebracht, zur Messung von Schwenkbelastungen, vorzugsweise im Nasen- und Endkantenbereich. Um eine Redundanz gegen Faserbruch ohne erhöhte Kosten durch Sensorredundanz zu erhalten, wird die Sensorelementkette bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer U-förmigen Schleife ausgeführt. Bei einem eventuellen Faserbruch können die Sensorelemente dann je nach Lage der Bruchstelle ausgehend von der Blattwurzel bzw. Rotornabe über einen der Faserzugänge angesprochen werden. Nur im Fall des Faserbruchs genau innerhalb eines Sensorelementes wird dieses Sensorelement unbrauchbar und die fehlenden Sensorsignale müssen über die benachbarten Sensorelemente interpoliert werden. Two sensor element chains can be used to decouple the parsitary effects are preferably applied to the opposite sides of the rotor blade. Due to the temperature dependency of this technology there are additional ones Temperature sensor elements advantageous. Bragg gratings are also preferably used for this purpose applied that they are free from external loads. You can do that additional Bragg gratings, for example, can be inserted into corresponding tubes. to Measuring the impact load, the fibers are preferably on the spar straps applied, for measuring swivel loads, preferably in the nose and End edge. To provide redundancy against fiber breakage without increased costs To obtain sensor redundancy, the sensor element chain is particularly preferred Embodiment of the invention carried out in a U-shaped loop. With a possible Depending on the location of the breaking point, the sensor elements can then break fiber the blade root or rotor hub can be addressed via one of the fiber access points. Just in the case of fiber breakage, this is within a sensor element Sensor element unusable and the missing sensor signals must pass through the neighboring ones Sensor elements are interpolated.

Zur Messung der Schlagbelastung der Rotorblätter werden die Sensorelemente vorzugsweise auf jeder Seite des Rotorblattes in einer eigenen U-Schleife gelegt, insbesondere da die Kosten der zusätzlichen optischen Faser vernachlässigbar sind gegenüber der schwierigeren Applikation im üblichen Fertigungsprozeß. Die Verdoppelung der Anzahl der Faserenden stellt ebenfalls kein Problem dar, da ein einfacher optischer Y-Koppler genügt, um die Anzahl der Kanäle beizubehalten. Zur Messung der Schwenkbelastungen oder bei einem Fertigungsverfahren, bei dem die beiden Holmgurte in einem Bauteil vorgefertigt werden, kann es aber durchaus vorteilhaft sein, beide Sensorelementketten zu einer einzigen Schleife zu verbinden, wodurch natürlich ein etwas geringerer Grad der Redundanz erzielt wird. The sensor elements are used to measure the impact load on the rotor blades preferably placed in a separate U-loop on each side of the rotor blade, especially since the cost of the additional optical fiber is negligible compared to more difficult application in the usual manufacturing process. Doubling the number of Fiber ends are also not a problem, since a simple optical Y-coupler is sufficient to keep the number of channels. For measuring the swivel loads or at a manufacturing process in which the two spar belts are prefabricated in one component , it can be quite advantageous to combine both sensor element chains into one single loop to connect, which of course results in a somewhat lower level of redundancy is achieved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, im Hinblick auf die Systemzuverlässigkeit zusätzlich oder alternativ zu den Blattbelastungen auch die resultierenden Nick- und Giermomente in der Gondel zu erfassen. Hierbei bietet es sich bei der heute weithin gebräuchlichen Ausführung der Rotorlagerung in der sogenannten Dreipunktlagerung besonders vorteilhaft an, die Nick- und Giermomente sowie das Rotordrehmoment über Wegaufnehmer an der elastischen Getriebeaufhängung zu erfassen. Ist auch in diesem Fall eine Redundanz gewünscht, sind hierzu sechs Wegsensorelemente, vier in vertikaler und zwei in horizontaler Richtung erforderlich, wobei diese symmetrisch auf die beiden Seiten der Getriebeaufhängung zu verteilen sind. Ansonsten sind drei Sensorelemente ausreichend. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided in With regard to system reliability in addition or as an alternative to blade loads also to record the resulting pitch and yaw moments in the nacelle. Here offers it is in the design of the rotor bearing in the widely used today so-called three-point bearing particularly advantageous to the pitch and yaw moments and that Rotor torque via displacement transducer on the elastic gearbox suspension to capture. If redundancy is also required in this case, there are six Displacement sensor elements, four in the vertical and two in the horizontal direction, being required to be distributed symmetrically on both sides of the gearbox suspension. Otherwise there are three Sufficient sensor elements.

Bei der Ausführung mit sechs Sensorelementen können die vertikalen Aufnehmer einmal gleichsinnig und einmal gegensinnig in eine Vollbrücke verschaltet werden, wodurch sowohl das Drehmoment als auch das Nickmoment temperaturkompensiert mit hoher Auflösung erfaßt werden kann. Das Giermoment wird mit den Horizontalsensorelementen nach Art einer Halbbrücke erfaßt, durch die gegensinnigen Signale ist es ebenfalls temperaturkompensiert. Die genannten Verschaltungsarten sind zur Sicherstellung der Redundanz nicht in der Hardware, sondern lediglich in dem Rechenalgorithmus der Signalauswertungseinrichtung bzw. Datenverarbeitungsanlage durchzuführen, da nur so bei Ausfall eines Sensorelementes auf das logische Ersatzschaltbild umgeschaltet werden kann. Gegebenenfalls wird die Temperaturkompensation dann auf rechnerischem Wege erfolgen, beispielsweise durch Auswertung des üblicherweise in der Turbinensteuerung verfügbaren Signals der Gondelinnentemperatur oder eines zusätzlichen Temperatursensorelementes. In the version with six sensor elements, the vertical transducers can once in the same direction and once in opposite directions in a full bridge, whereby Both the torque and the pitching torque are temperature compensated with high Resolution can be detected. The yaw moment is checked with the horizontal sensor elements Kind of a half-bridge detected, it is also by the opposite signals temperature compensated. The connection types mentioned are to ensure redundancy not in the hardware, but only in the computing algorithm of the To carry out signal evaluation device or data processing system, since only in the event of failure of one Sensor element can be switched to the logical equivalent circuit diagram. If necessary, the temperature compensation will then be carried out by calculation, for example by evaluating what is usually available in the turbine controller Signal of the interior temperature of the nacelle or an additional temperature sensor element.

Im Hinblick auf den Erhalt einer hohen Meßgenauigkeit bei der Erfassung von Nick- und Giermomenten hat es sich bei solchen Windenergieanlagen, bei denen der Rotor mit Hilfe eines üblicherweise von einer an den Rotor gekoppelten und parallel zur Rotorachse verlaufenden Rotorwelle durchsetzten Rotorlagers bezüglich der Rotorachse drehbar gelagert ist, als besonders günstig erwiesen, wenn die Sensoreinrichtung mindestens drei, vorzugsweise mindestens vier, besonders bevorzugt fünf oder mehr in einer etwa senkrecht zur Rotorachse verlaufenden und auf der der Rotorblattebene abgewandten Seite des Rotorlagers angeordneten Ebene angeordnete Sensorelemente aufweist, weil auf der der Rotorblattebene abgewandten Seite des Rotorlagers üblicherweise ein längerer Hebelarm zur Erfassung von Nick- oder Giermomenten zur Verfügung steht und die Anordnung der Sensorelemente in einer senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Ebene die Auswertung der Meßergebnisse erheblich vereinfacht. Insbesondere werden die Ergebnisse der Messungen dabei auch nicht durch ein axiales Lagerspiel der Rotorwelle beeinflußt. With a view to maintaining a high measuring accuracy in the detection of pitch and yaw moments in such wind turbines in which the rotor with With the help of one that is usually coupled to the rotor and parallel to the rotor axis extending rotor shaft rotatable through the rotor bearing with respect to the rotor axis is proven to be particularly favorable if the sensor device has at least three, preferably at least four, particularly preferably five or more in an approximately vertical to the rotor axis and on the side facing away from the rotor blade plane Rotor bearing arranged level arranged sensor elements, because on the Side of the rotor bearing facing away from the rotor blade plane usually has a longer lever arm Detection of pitch or yaw moments is available and the arrangement of the Sensor elements in a plane running perpendicular to the rotor axis, the evaluation of the Measurement results considerably simplified. In particular, the results of the measurements not affected by an axial bearing play of the rotor shaft.

Im Hinblick auf eine Vereinfachung der Auswertung der Meßergebnisse und eine Reduzierung des Auswertungsaufwandes bei der Erkennung fehlerhafter Sensorelemente hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn mindestens drei Sensorelemente auf einer koaxial zur Rotorachse verlaufenden Kreislinie angeordnet sind. In diesem Fall kann die gewünschte Redundanz bei der Erfassung von Nick- und Giermomenten erreicht werden, wenn nur ein zusätzliches Sensorelement auf dieser Kreislinie angeordnet wird. Die Redundanz kann beliebig erhöht werden, wenn vier, fünf oder mehr Sensorelemente auf der koaxial zur Rotorachse verlaufenden Kreislinie angeordnet sind, weil zur Erfassung der Nick- und Giermomente nur drei auf den Eckpunkten eines Dreieckes angeordnete Sensorelemente erforderlich sind, da durch diese Anordnung die Rotorachse bereits mit Hilfe von nur drei Sensorelementen eindeutig als Schnittpunkt der Mittelsenkrechten der Schenkel des durch die Sensorelemente aufgespannten Dreiecks eindeutig definiert wird. With a view to simplifying the evaluation of the measurement results and a Reduction of the evaluation effort when detecting faulty sensor elements it has proven to be particularly favorable if at least three sensor elements are present a circular line coaxial to the rotor axis are arranged. In this case achieves the desired redundancy in the detection of pitch and yaw moments if only one additional sensor element is arranged on this circular line. The Redundancy can be increased arbitrarily if four, five or more sensor elements are on the circular line coaxial to the rotor axis are arranged because to detect the Nodding and yawing moments only three arranged on the corner points of a triangle Sensor elements are required, since the rotor axis is already using this arrangement with the aid of only three sensor elements clearly as the intersection of the center perpendicular of the legs of the triangle spanned by the sensor elements is clearly defined.

Sofern vier auf einer koaxial zur Rotorachse verlaufenden Kreislinie angeordnete Sensorelemente vorgesehen sind, hat es sich im Hinblick auf die Reduzierung des Rechenaufwandes bei der Auswertung der Meßergebnisse als zweckmäßig erwiesen, wenn diese Sensorelemente auf den Eckpunkten eines Rechtecks, insbesondere Quadrats, angeordnet sind. Bei Verwendung von fünf oder mehr Sensorelementen sind diese vorzugsweise auf den Eckpunkten eines entsprechenden regelmäßigen Polygons angeordnet. Zur Erfassung der Nick- oder Giermomente können die in einer senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Ebene vorzugsweise auf einer koaxial zur Rotorachse verlaufenden Kreislinie angeordneten Sensorelemente an einer an den Rotor gekoppelten und koaxial zur Rotorachse verlaufenden Rotorwelle und/oder einem die Rotorwelle mit einem Getriebe und/oder weiteren bewegten Bauelementen der Windenergieanlage verbindenden Spannsatz angeordnet sein. Sofern die Sensorelemente außerhalb eines an die Rotorwelle gekoppelten Getriebes angeordnet sind, wird die Messung auch nicht durch innerhalb des Getriebes wirkende Kräfte, wie etwa die Planetenkraftverteilung in einem Planetengetriebe, beeinflußt. Allerdings machen sich bei Anordnung der Sensorelemente an der Rotorwelle oder dem Spannsatz Störungen durch ein radiales Lagerspiel des Rotorwellenlagers bemerkbar. If four are arranged on a circular line coaxial to the rotor axis Sensor elements are provided, it has in terms of reducing the Calculation effort in the evaluation of the measurement results proved to be useful if these sensor elements on the corner points of a rectangle, in particular a square, are arranged. When using five or more sensor elements, these are preferably arranged on the corner points of a corresponding regular polygon. to The pitch or yaw moments can be recorded in a direction perpendicular to the rotor axis extending plane preferably on a circular line coaxial to the rotor axis arranged sensor elements on a coupled to the rotor and coaxial to Rotor axis extending rotor shaft and / or the rotor shaft with a gear and / or other moving components of the wind turbine connecting clamping set be arranged. If the sensor elements are outside of a coupled to the rotor shaft Gearbox are arranged, the measurement is also not made within the gearbox acting forces, such as the planetary force distribution in a planetary gear. However, when arranging the sensor elements on the rotor shaft or the Clamping set Faults noticeable due to radial bearing play in the rotor shaft bearing.

Wenn der Rotor über die Rotorwelle an ein Planetengetriebe, insbesondere an den Planetenträger des Planetengetriebes, gekoppelt ist, lassen sich diese Störungen vermeiden, wenn mindestens drei, vorzugsweise mindestens vier Sensorelemente im Bereich des Planetengetriebes angeordnet sind. Dabei können die Sensorelemente im Bereich einer äußeren Begrenzungsfläche des Hohlrads des Planetengetriebes angeordnet sein. Falls die Sensorelemente mit axialem Abstand von einer Stirnseite des Hohlrades angeordnet sind, kann dabei auch die eine Verformung des Hohlrades bewirkende Planetenkraftverteilung erfaßt werden. Falls eine derartige Erfassung der Planetenkraftverteilung nicht gewünscht, sondern nur als Störung bei der Messung von Nick- und Giermomenten betrachtet wird, kann die Meßgenauigkeit dadurch erhöht werden, daß mindestens ein, vorzugsweise mindestens drei Sensorelemente im Bereich einer an einer Stirnseite des Hohlrades angebrachten Gehäusedeckels und/oder Drehmomentenstütze und/oder an einem daran angrenzenden Bereich des Hohlrades angeordnet ist (sind). in diesem Fall tritt durch die versteifende Wirkung des Anbauteils keine nennenswerte Störung bei der Messung von Nick- und Giermomenten durch eine Hohlradverformung auf. If the rotor via the rotor shaft to a planetary gear, in particular to the Planet carrier of the planetary gear, is coupled, these disorders avoid when at least three, preferably at least four sensor elements in the area of the Planetary gear are arranged. The sensor elements can be in the range of be arranged outer boundary surface of the ring gear of the planetary gear. if the Sensor elements are arranged at an axial distance from one end face of the ring gear, can also cause the planetary force distribution causing a deformation of the ring gear be recorded. If such a determination of the planetary force distribution is not desired, but is only considered as a disturbance in the measurement of pitch and yaw moments, the accuracy of measurement can be increased in that at least one, preferably at least three sensor elements in the area of one on an end face of the ring gear attached housing cover and / or torque support and / or on it adjacent area of the ring gear is (are). in this case occurs through the stiffening effect of the attachment no significant disturbance in the measurement of pitch and yaw moments due to ring gear deformation.

Mit der beschriebenen Anordnung von Sensorelementen läßt sich zusätzlich eine einfache Erkennung von Drehmomenten mit einer redundanten Sensoreinrichtung bei einfacher Erkennung defekter Sensorelemente erreichen, wenn die Sensoreinrichtung zusätzlich mindestens ein vorzugsweise für Redundanz mindestens zwei vorzugsweise in derselben Ebene angeordnete Sensorelemente die eine Verdrehung des Triebstranges bezüglich der Rotorachse erfassen, zur Erfassung von Drehmomenten aufweist. Bei mindestens zwei Sensorelementen ist die eindeutige Erkennung eines Sensorversagens durch Abgleich mit den anderen Sensorelementen möglich. Die Sensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage kann mindestens ein induktives, mechanisches, optisches, akustisches (auch Ultraschall) und/oder magnetoresistives Sensorelement aufweisen, wobei die gewünschte Redundanz beliebig dadurch steigerbar ist, daß Kombinationen unterschiedlicher Sensortypen benutzt werden. With the arrangement of sensor elements described, one can additionally Easy detection of torques with a redundant sensor device Easily detect defective sensor elements when the sensor device additionally at least one preferably for redundancy at least two preferably in Sensor elements arranged on the same plane which cause rotation of the drive train of the rotor axis, for the detection of torques. At least two Sensor elements is the clear detection of sensor failure by comparison with the other sensor elements possible. The sensor device of an inventive Wind turbine can be at least one inductive, mechanical, optical, acoustic (also ultrasound) and / or magnetoresistive sensor element, the desired redundancy can be increased arbitrarily by combinations of different Sensor types are used.

Besonders vorteilhaft ist es bei dieser Ausführungsform der Erfindung, wenn die Blattsignale, insbesondere Blattwurzelsignale, und die zur Erfassung von Nick- und Giermomenten benutzten Signale, insbesondere der Getriebeaufhängung, verknüpft werden. In this embodiment of the invention, it is particularly advantageous if the Leaf signals, in particular leaf root signals, and for the detection of pitch and Yaw moments used signals, especially the transmission suspension, are linked.

Die an der Getriebeaufhängung wirkenden Nick-, Gier- und Drehmomente sind in erster Näherung nicht mehr als die Summation der Blattwurzelbiegemomente, die mit Hilfe der konstruktiven Gegebenheiten vom Rotorzentrum zur Getriebeaufhängung umgerechnet werden müssen. Werden an der Rotorblattwurzel die Biegemomente in beiden Belastungsrichtungen (in der Rotorebene und senkrecht dazu) gemessen, stehen im Stand der Technik die erforderlichen Rechenverfahren zur Verfügung. Diese Zusammenhänge sind beispielsweise in der DE 198 49 365.7 beschrieben. Im Rahmen dieser Erfindung ist auch daran gedacht, im Falle des kompletten Sensorelementversagens in einem Rotorblatt (z. B. durch Blitzschlag) die fehlenden Informationen auf rechnerischem Wege durch Differenzbildung zu errechnen. Dieses Vorgehen stellt im Hinblick auf die geforderte Redundanz einen gewaltigen Vorteil dar. The pitch, yaw and torque acting on the gearbox suspension are in first approximation no more than the summation of the leaf root bending moments using the structural conditions from the rotor center to the gearbox suspension Need to become. At the rotor blade root, the bending moments in both Load directions (measured in the rotor plane and perpendicular to it) are in the state of the Technology the necessary calculation methods are available. These relationships are described for example in DE 198 49 365.7. Also within the scope of this invention in the event of complete sensor element failure in a rotor blade (e.g. due to lightning strikes) the missing information by calculation To calculate difference. This procedure is one in terms of the required redundancy huge advantage.

Im Gegensatz zu den Blattsensorelementen, die bei Maschinen mit Blattverstellung bei unterschiedlichen Blattwinkeln über das Eigengewicht der Blätter kalibrierbar sind, gibt es für das Nick- und Giermoment eine derartig einfache Kalibriermöglichkeit nicht. Daher wird im Rahmen dieser Erfindung vorgeschlagen, eine Kalibrierung im Betrieb durch geplantes Einbringen einer quantifizierbaren Unwucht zu erzielen. Diese Unwucht kann durch Masse oder durch Änderung der aerodynamischen Eigenschaften hervorgerufen werden. Nur durch Softwareänderungen umsetzbar ist beispielsweise das Verfahren, durch Einzelblattverstellung ein einzelnes Rotorblatt geringfügig zu verstellen (um 1 bis 10 Grad, abhängig von der Windgeschwindigkeit und Rotordrehzahl) und dann beispielsweise bei minimaler und maximaler Rotordrehzahl die Sensorsignale aufzuzeichnen. Je nach Genauigkeitsanforderungen kann dieses Verfahren nacheinander für alle drei Blätter mit verschiedenen Blattwinkeln durchgeführt werden. In contrast to the leaf sensor elements used in machines with leaf adjustment can be calibrated at different blade angles using the dead weight of the blades such a simple calibration option for the pitch and yaw moment is not. Therefore is proposed in the context of this invention, a calibration during operation to achieve the planned introduction of a quantifiable unbalance. This unbalance can be caused by Mass or caused by changes in aerodynamic properties. The method, for example, can only be implemented through software changes Single blade adjustment to adjust a single rotor blade slightly (by 1 to 10 degrees, depending on the wind speed and rotor speed) and then for example at minimum and maximum rotor speed to record the sensor signals. Depending on This procedure can be followed successively for all three sheets with accuracy requirements different blade angles can be performed.

Ein physikalisch einfacheres, aber mit konstruktivem Zusatzaufwand verbundenes Verfahren besteht z. B. aus einem genau in der Rotorachse befindlichen Wassertank mit möglichst geringem Durchmesser, der an seinem Ende bei einem Dreiblattrotor mit drei um 120 Grad versetzten Magnetventilen versehen ist. Über eine Verbindungsleitung kann das Wasser in die in jedem Rotorblatt befindlichen Ballasttanks abgelassen werden. Durch die Zentrifugalkraft ist ein Befüllen der Ballasttanks auch im Betrieb möglich. Zum Ablassen eines Ballasttanks ist der Rotor zuvor in entsprechender Position still zu setzen, so daß das Wasser durch Schwerkraft zurückfließt. Abgesehen von den drei Magnetventilen sind somit keinerlei bewegte Teile erforderlich. Ein derartiges System kann natürlich nicht nur zum Kalibrieren der Sensorik, sondern auch zum generellen Nachtrimmen der Rotorblätter bei Rotorunwucht benutzt werden. Zur Verwirklichung einer derartigen Trimmung umfaßt eine Windenergieanlage bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen vorzugsweise rotationssymmetrischen und sich koaxial zur Rotorachse erstreckenden Hohlraum und eine Ventilanordnung zum selektiven Einleiten eines in dem Hohlraum aufgenommenen Fluids und einen in dem Rotorblatt gebildeten Hohlraum. Dabei können im Rahmen der Erfindung Flüssigkeiten und/oder rieselfähige Schüttgüter, wie etwa Sand, Bleikugeln oder dgl. als Fluid eingesetzt werden. A physically simpler, but connected with additional constructive effort The procedure is e.g. B. from a water tank located exactly in the rotor axis smallest possible diameter, which at its end with a three-bladed rotor with three 120 degrees offset solenoid valves is provided. This can be done via a connecting line Water is drained into the ballast tanks in each rotor blade. Through the Centrifugal force enables the ballast tanks to be filled even during operation. To drain a ballast tank, the rotor must first be stopped in the appropriate position so that the Water flows back by gravity. So apart from the three solenoid valves no moving parts required. Such a system can of course not only be used for Calibration of the sensors, but also for the general re-trimming of the rotor blades Rotor unbalance can be used. To achieve such a trim includes one Wind turbine in a preferred embodiment of the invention preferably rotationally symmetrical and extending coaxially to the rotor axis and a valve assembly for selectively introducing one into the cavity received fluid and a cavity formed in the rotor blade. In the context of Invention liquids and / or free-flowing bulk goods, such as sand, lead balls or Like. Be used as a fluid.

Wie der vorstehenden Erläuterung erfindungsgemäßer Windenergieanlagen zu entnehmen ist, zeichnet sich eine zum Nachrüsten bereits vorhandener Windenergieanlagen geeignete erfindungsgemäße Regelanordnung im wesentlichen dadurch aus, daß sie mindestens zwei Sensorelemente und eine von den Sensorelementen abgegebene Sensorsignale empfangende und zum Erzeugen von mindestens eine wesentliche Belastungsgröße der Windenergieanlage darstellenden Auswertungssignalen auf Grundlage der Sensorsignale betreibbare Auswertungseinrichtung aufweist. As the above explanation of wind turbines according to the invention can be seen, there is an existing wind turbine for retrofitting suitable control arrangement according to the invention essentially characterized in that at least two sensor elements and one emitted by the sensor elements Receiving sensor signals and generating at least one essential one Evaluation size representing the load size of the wind turbine on the basis of the Has sensor signals operable evaluation device.

Ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß im Fall eines Sensorelementausfalls die Auswertungseinrichtung auf einen redundanten Betriebsmodus umschaltet, bei dem das defekte Sensorelement durch Abgleich der vorhandenen Sensorsignale auf rechnerischem Wege ermittelt wird, die Signale dieses defekten Sensorelementes von der Betriebsführung ignoriert werden, die für das Regelsystem parasitären Einflüsse der Temperatur, der Gravitation und/oder der Zentrifugalkraft des verbleibenden mindestens einen funktionsfähigen Sensorelementes auf rechnerischem Wege kompensiert werden. Ferner können bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Sensorelemente unter Verwendung von nach Erzeugung einer vorgegebenen aerodynamischen und/oder mechanischen Unwucht erhaltenen Sensorsignalen zum Erfassen von Nick- und/oder Giermomenten kalibriert werden. Insbesondere zu diesem Zweck können erfindungsgemäße Windenergieanlagen so betrieben werden, daß ein Fluid aus dem sich koaxial zur Rotorachse erstreckenden Hohlraum über die Ventilanordnung in einen oder mehren der Rotorblätter gebildeten Hohlraum eingeleitet wird. A method for operating a wind turbine according to the invention is in the essentially characterized in that in the event of a sensor element failure Evaluation device switches to a redundant operating mode in which the defective sensor element by comparing the existing sensor signals on arithmetic The signals of this defective sensor element are determined by the management be ignored, the parasitic influences of temperature for the control system Gravity and / or the centrifugal force of the remaining at least one functional Sensor element can be compensated by calculation. Furthermore, one The inventive method using the sensor elements after generation a given aerodynamic and / or mechanical unbalance Sensor signals for detecting pitch and / or yaw moments are calibrated. For this purpose in particular, wind energy plants according to the invention can be operated in this way be that a fluid from the cavity extending coaxially to the rotor axis via the Valve arrangement is introduced into one or more of the cavities formed in the rotor blades becomes.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention will now be described with reference to the drawing in which with regard to all essential to the invention and not highlighted in the description Details are explicitly explained. The drawing shows:

Fig. 1 eine Darstellung eines Rotorblattes einer Windenergieanlage, Fig. 1 is a representation of a rotor blade of a wind turbine,

Fig. 2 Varianten einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 variants of a first embodiment of the invention,

Fig. 3 Varianten einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 variants of a second embodiment of the invention,

Fig. 4 Varianten einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 variants of a third embodiment of the invention,

Fig. 5 eine Detaildarstellung eines Triebstrangs einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage mit an einer elastischen Lagerung der Getriebeaufhängung angebrachten Sensorelementen, Fig. 5 is a detail view of a drive train of a wind turbine according to the invention with attached to a resilient mounting of the gearbox mounting sensor elements,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Rotorwelle mit daran gekoppeltem Planetengetriebe einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage, Fig. 6 is a schematic side view of a rotor shaft coupled thereto planetary gears of a wind turbine according to the invention,

Fig. 7 eine Darstellung einer an einem Planetengetriebe angebrachte Sensorelemente aufweisenden Sensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage und Fig. 7 is a representation of a planetary gear mounted on a sensor-element sensor device of a wind turbine according to the invention and

Fig. 8 eine Axialschnittdarstellung eines Rotors einer Windenergieanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 is an axial sectional view of a rotor of a wind turbine according to a fourth embodiment of the invention.

Das in Fig. 1A dargestellte Rotorblatt erstreckt sich ausgehend von einer an die Rotornabe angrenzenden Blattwurzel 12 in einer im wesentlichen senkrecht zur Rotorachse verlaufenden Richtung bis zur Blattspitze 14. Zur Verstärkung des Rotorblattes ist ein insgesamt mit 20 bezeichneter Holm vorgesehen (vgl. Fig. 1B), welcher zwei sich etwa parallel zu den Begrenzungsflächen 16 und 18 des Rotorblattes 10 erstreckende Holmgurte 22 und 24 und einen Steg 26 aufweist. Der Holm ist insgesamt in Form eines I-Profils gebildet. Beim Betrieb einer Windenergieanlage können Rotorblattbelastungen in der Rotorblattebene, die sog. Schwenkbelastungen auftreten, wie durch den Doppelpfeil A angedeutet. Ferner können Belastungen senkrecht zur Rotorebene, die sog. Schlagbelastungen auftreten, wie durch den Pfeil B in Fig. 1A angedeutet. The rotor blade shown in FIG. 1A extends from a blade root 12 adjacent to the rotor hub in a direction essentially perpendicular to the rotor axis to the blade tip 14 . To reinforce the rotor blade, a spar, generally designated 20, is provided (see FIG. 1B), which has two spar straps 22 and 24 , which extend approximately parallel to the boundary surfaces 16 and 18 of the rotor blade 10 , and a web 26 . The spar is formed overall in the form of an I-profile. When operating a wind turbine, rotor blade loads, the so-called pivot loads, can occur in the rotor blade plane, as indicated by the double arrow A. Furthermore, loads perpendicular to the rotor plane, the so-called impact loads, can occur, as indicated by arrow B in FIG. 1A.

Bei den in Fig. 2A bis 2C dargestellten Varianten einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind pro Rotorblatt zwei Sensorelemente 100 vorgesehen. Mit der in Fig. 2A dargestellten Anordnung der Sensorelemente 100, bei denen diese auf einander gegenüberliegenden Seiten 16 und 18 des Rotorblattes angeordnet sind, können die Schlagbelastungen des Rotorblattes ermittelt werden. In the variants of a first embodiment of the invention shown in FIGS. 2A to 2C, two sensor elements 100 are provided per rotor blade. The arrangement of the sensor elements 100 shown in FIG. 2A, in which they are arranged on opposite sides 16 and 18 of the rotor blade, allows the impact loads on the rotor blade to be determined.

Mit der in Fig. 2B dargestellten Ausführungsform der Erfindung können besonders vorteilhaft die Schwenkbelastungen des Rotorblattes ermittelt werden, weil die Sensorelemente im Nasen- und Endkantenbereich des Rotorblattes angebracht sind. With the embodiment of the invention shown in FIG. 2B, the pivoting loads of the rotor blade can be determined particularly advantageously because the sensor elements are attached in the nose and end edge region of the rotor blade.

Bei der in Fig. 2C dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelemente im Bereich des Holmgurtes direkt nebeneinander angeordnet. Bei der in Fig. 2D dargestellten Anordnung sind die Sensorelemente 100 auf einer zur Rotorblattlängsachse im wesentlichen parallel verlaufenden Linie angeordnet. Eine räumliche Trennung der Sensorelemente reduziert dabei das Risiko der gleichzeitigen Beschädigung beider Sensorelemente durch Gewalteinwirkung, Blitzschlag oder ähnliches. In the embodiment of the invention shown in FIG. 2C, the sensor elements are arranged directly next to one another in the area of the spar belt. In the arrangement shown in FIG. 2D, the sensor elements 100 are arranged on a line running essentially parallel to the longitudinal axis of the rotor blade. A spatial separation of the sensor elements reduces the risk of damage to both sensor elements at the same time due to the effects of violence, lightning or the like.

Bei der in Fig. 3A dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelemente 100 jeweils paarweise auf einem Rotor angeordnet, wobei die einzelnen Paare auf verschiedenen Rotorblattradien positioniert sind, weil hierdurch zusätzliche Informationen über die Belastungsverteilung über die Rotorblattlänge gewonnen werden können. In the embodiment of the invention shown in FIG. 3A, the sensor elements 100 are each arranged in pairs on a rotor, the individual pairs being positioned on different rotor blade radii, because this enables additional information about the load distribution over the rotor blade length to be obtained.

Bei der in Fig. 3B dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelemente 100 nicht mehr paarweise, sondern grundsätzlich zueinander versetzt angeordnet, wodurch zwar eine erhöhte Sicherheit gegen gleichzeitige Beschädigung der Sensorelemente 100 erreicht wird, jedoch grundsätzlich die Unsicherheit eines Interpolations- bzw. Extrapolationsverfahrens zur Ermittlung der Belastungsverteilung über die Rotorblattlänge in Kauf genommen wird. In the embodiment of the invention shown in FIG. 3B, the sensor elements 100 are no longer arranged in pairs, but are generally offset relative to one another, whereby increased security against simultaneous damage to the sensor elements 100 is achieved, but basically the uncertainty of an interpolation or extrapolation method for determining the load distribution over the rotor blade length is accepted.

Bei der in Fig. 4A dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zwei mit Hilfe der Fibre Grating Technologie verwirklichte Sensorelementketten 110 auf gegenüberliegenden Seiten des Rotorblattes plaziert. Bei einer Weiterbildung der in Fig. 4A dargestellten Sensoreinrichtung der in Fig. 4B dargestellten Art sind die Sensorelementketten 110 auf jeder Seite des Rotorblattes in einer eigenen U-Schleife gelegt. In the embodiment of the invention shown in FIG. 4A, two sensor element chains 110 realized with the aid of the fiber grating technology are placed on opposite sides of the rotor blade. In a development of the sensor device shown in FIG. 4A of the type shown in FIG. 4B, the sensor element chains 110 are placed in a separate U-loop on each side of the rotor blade.

Bei der in Fig. 4C und 4D dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Sensorelementketten 110 zu einer einzigen Schleife verbunden, was eine Reduzierung der Faserlänge ermöglicht, aber auch einen etwas geringeren Grad der Redundanz zur Folge hat. In the embodiment of the invention shown in FIGS. 4C and 4D, the two sensor element chains 110 are connected in a single loop, which enables a reduction in the fiber length, but also results in a somewhat lower degree of redundancy.

Fig. 5 zeigt die Anbringung von Sensorelementen an der elastischen Lagerung der Getriebeaufhängung 200. Dabei sind sechs Wegsensoren 120, vier in vertikaler und zwei in horizontaler Richtung vorgesehen, wobei diese symmetrisch auf die beiden Seiten der Getriebeaufhängung 200 verteilt sind. Die vertikalen Aufnehmer werden einmal gleichsinnig und einmal gegensinnig in einer Vollbrücke verschaltet, wodurch sowohl das Drehmoment (vergl. Fig. 5B) als auch das Nickmoment (vergl. Fig. 5C) temperaturkompensiert mit hoher Auflösung erfaßt werden kann. Fig. 5 shows the attachment of sensor elements to the elastic bearing of the transmission suspension 200th Six displacement sensors 120 , four in the vertical and two in the horizontal direction are provided, these being distributed symmetrically on the two sides of the transmission suspension 200 . The vertical transducers are connected once in the same direction and once in opposite directions in a full bridge, whereby both the torque (see FIG. 5B) and the pitching moment (see FIG. 5C) can be detected with high resolution in a temperature-compensated manner.

In Fig. 6 ist eine koaxial zur Rotorachse 310 verlaufende Rotorwelle 300 dargestellt, welche ein Rotorwellenlager 320 durchsetzt. Die Rotorwelle 300 ist über einen Spannsatz 330 an ein Planetengetriebe 340 gekoppelt, welches mit Hilfe von elastisch verformbaren Elementen 470 (siehe Fig. 7) elastisch auf einer Tragestruktur gelagert ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Sensoreinrichtung insgesamt vier an der Rotorwelle 300 angebrachte und auf einer koaxial zur Rotorachse 310 verlaufenden Kreislinie angeordnete Sensorelemente 350 zur Erfassung von Nick- und Giermomenten auf. Die Sensorelemente 350 sind auf den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet. Mit dieser Anordnung kann eine von dem axialen Spiel der Rotorwelle 300 in dem Rotorwellenlager 320 unabhängige Erfassung von Nick- oder Giermomenten erreicht werden. Durch die Anordnung der Sensorelemente 350 auf einer koaxial zur Rotorachse 310 verlaufenden Kreislinie wird eine Redundanz bei der Erfassung von Nick- und Giermomenten bei gleichzeitiger Erleichterung der Erkennung defekter Sensoren unter Verwendung von nur vier Sensorelementen 350 erreicht. Zusätzlich oder alternativ zu den an der Rotorwelle 300 angeordneten Sensorelementen 350 kann die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung auch auf einer koaxial zur Rotorachse 310 verlaufenden Kreislinie und an dem Spannsatz 330 oder sonstigen Kupplungsvorrichtung angeordnete Sensorelemente 352 aufweisen. Mit dem Spannsatz 330 wird die Rotorwelle 300 an einen Planetenträger des ein feststehendes Hohlrad aufweisenden Planetengetriebes 340 gekoppelt, wobei ein Abtriebselement des Planetengetriebes 340 an dem Sonnenrad desselben angeordnet ist. FIG. 6 shows a rotor shaft 300 which runs coaxially to the rotor axis 310 and which passes through a rotor shaft bearing 320 . The rotor shaft 300 is coupled via a clamping set 330 to a planetary gear 340 , which is elastically mounted on a support structure with the aid of elastically deformable elements 470 (see FIG. 7). In the embodiment of the invention shown in FIG. 6, the sensor device has a total of four sensor elements 350 attached to the rotor shaft 300 and arranged on a circular line coaxial with the rotor axis 310 for detecting pitch and yaw moments. The sensor elements 350 are arranged on the corner points of a square. With this arrangement, a detection of pitch or yaw moments that is independent of the axial play of the rotor shaft 300 in the rotor shaft bearing 320 can be achieved. The arrangement of the sensor elements 350 on a circular line running coaxially to the rotor axis 310 achieves redundancy in the detection of pitch and yaw moments while at the same time facilitating the detection of defective sensors using only four sensor elements 350 . In addition or as an alternative to the sensor elements 350 arranged on the rotor shaft 300 , the embodiment of the invention shown in FIG. 6 can also have sensor elements 352 arranged on a circular line coaxial with the rotor axis 310 and on the clamping set 330 or other coupling device. With the clamping set 330 , the rotor shaft 300 is coupled to a planet carrier of the planetary gear 340 having a fixed ring gear, an output element of the planetary gear 340 being arranged on the sun gear thereof.

Fig. 7a zeigt eine schematische Ansicht eines in einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage einsetzbaren Planetengetriebes. Fig. 7b zeigt eine schematische Seitenansicht des in Fig. 7a dargestellten Planetengetriebes. Gemäß Fig. 7a ist dem Planetengetriebe 340 eine auf einer Stirnseite des Hohlrades davon angeordnete Drehmomentenstütze 400 mit zwei seitlichen Auslegern 420 zugeordnet. Wie in Fig. 7a dargestellt, können die zur Erfassung von Nick- und Giermomenten eingesetzten Sensorelemente im Bereich der Drehmomentenstütze auf einer koaxial zur Rotorachse verlaufenden Kreislinie angeordnet sein. Dadurch wird eine Erfassung von Nick- und Giermomenten ohne Störung durch ein radiales Lagerspiel der in dem Rotorwellenlager 320 aufgenommenen Rotorwelle 300 ermöglicht. Ferner wird durch die Anordnung der Sensorelemente 450 im Bereich der Drehmomentenstütze eine Messung ohne Störung durch Verformung des Hohlrades unter dem Einfluß der darauf einwirkenden Planeten des Planetengetriebes erreicht. Falls eine zusätzliche Diagnose der Planetenkraftverteilung gewünscht ist, können zusätzlich oder alternativ zu den im Bereich der Drehmomentenstütze angeordneten Sensorelementen 450 auch noch in einem axialen Abstand von der Drehmomentenstütze angeordnete, etwa in der Mitte des Hohlrades auf dessen äußerer Begrenzungsfläche angeordnete Sensorelemente 452 vorgesehen sein, welche zusätzlich zu den Nick- und Giermomenten auch noch eine Verformung des Hohlrades erfassen. Zusätzlich kann die in Fig. 7 dargestellte Windenergieanlage auch noch im Bereich der Ausleger 420, vorzugsweise oberhalb der elastisch verformbaren Elemente 470 angeordnete Sensorelemente zur Erfassung von Verdrehungen des Triebstrangs bezüglich der Rotorachse aufweisen, wobei diese Sensorelemente 454 zweckmäßigerweise in derselben Ebene angeordnet sind wie die Sensorelemente 450. Fig. 7a shows a schematic view of an insertable in an inventive wind turbine planetary gear. Fig. 7b shows a schematic side view of the planetary gear shown in Fig. 7a. According to FIG. 7a, the planetary gear 340 is assigned a torque support 400, which is arranged on an end face of the ring gear thereof and has two lateral arms 420 . As shown in FIG. 7a, the sensor elements used to detect pitch and yaw moments can be arranged in the area of the torque support on a circular line running coaxially to the rotor axis. This enables the detection of pitch and yaw moments without interference by a radial bearing play of the rotor shaft 300 accommodated in the rotor shaft bearing 320 . Furthermore, the arrangement of the sensor elements 450 in the area of the torque support achieves a measurement without interference by deformation of the ring gear under the influence of the planets of the planetary gear acting thereon. If an additional diagnosis of the planetary force distribution is desired, in addition or as an alternative to the sensor elements 450 arranged in the area of the torque support, sensor elements 452 can also be provided at an axial distance from the torque support, approximately in the middle of the ring gear on its outer boundary surface in addition to the pitching and yawing moments also detect a deformation of the ring gear. In addition, the wind power plant shown in FIG. 7 can also have sensor elements arranged in the area of the extension 420 , preferably above the elastically deformable elements 470 , for detecting twists in the drive train with respect to the rotor axis, these sensor elements 454 advantageously being arranged in the same plane as the sensor elements 450 .

In der Axialschnittdarstellung gemäß Fig. 8 ist eine Rotorwelle mit 2, eine Rotornabe mit 1 und ein Rotorblatt mit 3 bezeichnet. Koaxial zur Rotorachse 4 der Rotorwelle 2 ist ein als Wassertank eingesetzter Hohlraum 5 angeordnet, welcher über ein Ventil 7 mit einem in dem Rotorblatt 3 angeordneten Ballasttank 6 verbunden werden kann, um selektiv ein Fluid, wie etwa eine Flüssigkeit und/oder ein rieselfähiges Schüttgut in den Ballasttank 6 einzuleiten und so eine gewünschte Trimmung der Windenergieanlage zu erreichen. In the axial section shown in FIG. 8 with a rotor shaft 2, a rotor hub 1 and a rotor blade 3 is designated. Coaxial to the rotor axis 4 of the rotor shaft 2 is a cavity 5 used as a water tank, which can be connected via a valve 7 to a ballast tank 6 arranged in the rotor blade 3 in order to selectively hold a fluid, such as a liquid and / or a free-flowing bulk material Initiate the ballast tank 6 and thus achieve a desired trim of the wind turbine.

Claims

1. A wind power plant with a tower, a machine nacelle that is rotatably mounted in the region of the top of the tower, preferably rotatably with respect to an axis of rotation that runs essentially in the direction of gravity, with respect to an essentially horizontal rotor axis, and at least one that projects essentially radially with respect to the rotor axis Rotor having a rotor blade, a sensor device assigned to the rotor for generating sensor signals as a function of the mechanical load on the rotor and an evaluation device receiving the sensor signals, in particular data processing device, characterized in that at least one, preferably each rotor blade of the rotor has at least two, preferably paired, sensor elements are assigned and the evaluation device for determining evaluation signals representing the mechanical loads of at least one rotor blade on the basis of the sensors assigned to this rotor blade sensor elements generated sensor signals is designed.

2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the Evaluation device for determining temperature, centrifugal and gravitationally adjusted Evaluation signals can be operated.

3. Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized by a Evaluation device receiving evaluation signals for setting at least one Operating parameters of the wind turbine, such as an angle of attack of a rotor blade depending on the evaluation signals.

4. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor elements in the load direction to be measured opposite sides of the rotor blade are mounted.

5. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the evaluation device additional signals from at least one Temperature sensor and / or speed and / or rotor position sensor receives and for Determination of temperature, centrifugal and gravitational influences by calculation The basis of the sensor signals received from it can be operated.

6. Wind turbine according to claim 5, characterized in that the Sensor elements on the same side of the rotor blade, preferably directly next to each other or on a line running parallel to the longitudinal axis of the rotor blade is mounted and computationally from the evaluation device on the basis of that of the Temperature, speed and / or the rotor position sensor received sensor signals determined values for compensation of the temperature, speed and / or Gravitational influences can be operated.

7. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one sensor element based on optical fibers sensors has, wherein at least one optical fiber is laid in a U-shaped loop.

8. Wind turbine according to claim 7, characterized in that the two Fiber ends are combined to form a channel by an optical Y-coupler.

9. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one sensor element has a rod attached in the rotor blade and a has the displacement of the rod detecting element.

10. Wind turbine according to claim 9, characterized in that the Rotor blade attached rod of two spaced apart in the rotor blade Holding devices is mounted, and the detection element of one of these holding devices is included.

11. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor elements are arranged so that they are essentially the Record loads in the direction of impact of the rotor blade, i.e. across the rotor blade plane.

12. Wind turbine, in particular according to one of the preceding claims, with a tower,
a machine nacelle which is rotatably mounted in the area of the top of the tower, preferably on a rotating axis with respect to an essentially axis of rotation and with an essentially horizontal rotor axis and which has at least one rotor blade which projects essentially radially with respect to the rotor axis,
a sensor device for generating sensor signals representing at least one significant load variable of the wind energy installation and
at least one evaluation device receiving the sensor signals, in particular data processing system,
characterized in that the sensor device has at least two sensor elements and the evaluation device is designed to monitor the functionality of the sensor elements and in the event of failure of at least one sensor element to switch to a redundant operating mode.

13. Wind turbine according to claim 12, characterized in that in the redundant operating mode data for temperature compensation and / or for quantification parasitic effects from the evaluation device in a computational way Signals of the still operational sensor elements can be determined.

14. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a gear suspension is elastically mounted on the machine nacelle and at least one sensor element on the elastic mounting of the transmission suspension is arranged.

15. Wind turbine according to claim 14, characterized in that at least three sensor elements arranged on the elastic mounting of the gearbox suspension are, of which at least one is the horizontal displacement of the transmission and at least one each detects the vertical displacement of the gearbox suspension on both sides, the sensor signals emitted by the sensor elements are evaluated such that from the measured displacements the pitch, yaw, and / or torque can be determined in the evaluation device and this Output signals for setting at least one operating parameter can be used.

16. Wind turbine in particular according to one of the preceding claims, which the rotor is rotatably supported with respect to the rotor axis with the aid of a rotor bearing, characterized in that the sensor device at least three, preferably at least four, particularly preferably five or more in an approximately perpendicular to the rotor axis extending and on the side of the rotor bearing facing away from the rotor blade plane arranged level arranged sensor elements, which the displacement of a preferably circular, cross section of the drive train arranged coaxially to the rotor axis to capture.

17. Wind turbine according to claim 16, characterized in that the Sensor elements are arranged approximately on a circular line running coaxially to the rotor axis.

18. Wind turbine according to claim 16 or 17, characterized in that four Sensor elements on the corner points of a rectangle, in particular a square, are arranged.

19. Wind turbine according to one of claims 16 to 18, characterized in that at least three, preferably at least four sensor elements on one to the rotor coupled and coaxial to the rotor axis rotor shaft or others co-rotating components are arranged.

20. Wind power plant according to one of claims 16 to 19, characterized in that that the rotor via a rotor shaft to a planetary gear, in particular to the Planet carrier of the planetary gear, is coupled and at least three, preferably at least four sensor elements are arranged in the region of the planetary gear.

21. Wind turbine according to claim 20, characterized in that at least three sensor elements on an outer boundary surface of a ring gear of the Planetary gear are arranged.

22. Wind turbine according to claim 21, characterized in that at least a sensor element, preferably at least three sensor elements, with an axial distance are arranged from an end face of the ring gear.

23. Wind turbine according to claim 21 or 22, characterized in that at least one, preferably at least three sensor elements in the area of one on one End face of the ring gear attached housing cover and / or torque arm and / or is (are) arranged on an adjacent region of the ring gear.

24. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor device at least two preferably in the direction of Sensor elements spaced apart from one another for the detection of torques having.

25. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor device has at least one inductive, mechanical, optical, acoustic and / or magnetoresistive sensor element for detecting the Has component displacement.

26. Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the control device for generating an aerodynamic imbalance and / or a mechanical unbalance can be operated, in particular for calibrating the Sensor elements for detecting pitch or yaw moments.

27. Wind turbine, in particular according to one of the preceding claims, with a rotor rotatable about a rotor axis and having at least one rotor blade, characterized by a preferably rotationally symmetrical and collinear Cavity extending cavity and a valve assembly for selective introduction of a fluid received in the cavity into one formed in the rotor blade Cavity.

28. Control arrangement for a wind turbine according to one of the preceding Claims with a sensor device and at least two sensor elements a sensor signals emitted by the sensor elements and received Generate at least one significant load variable for the wind energy installation representing evaluation signals operable on the basis of the sensor signals Evaluation device.

29. Control arrangement according to claim 28, characterized in that the Evaluation signals for regulating the wind turbine by setting suitable ones Operating parameters can be used.

30. A method for operating a wind turbine according to one of claims 1 to 27, characterized in that in the event of a sensor element failure Evaluation device is switched to a redundant operating mode in which the defective Sensor element by comparing the existing sensor signals by calculation is determined and the signals of this defective sensor element from the management be ignored.

31. The method according to claim 30, characterized in that for the control system parasitic influences of the temperature, the gravitation and / or the centrifugal force of the remaining at least one functional sensor element by calculation be compensated.

32. A method for operating a wind turbine, in particular according to claim 30 or 31, characterized in that the sensor elements using after Generation of a predetermined aerodynamic and / or mechanical imbalance sensor signals obtained for detecting pitch and / or yaw moments are calibrated.

33. Method for operating a wind turbine, in particular according to one of the Claims 30 to 32, characterized in that a collinear in one Fluid received in at least one in one of the rotor axis extending cavity Rotor blades formed cavity is initiated.