Thermal management system for a wind turbine

Abstract

A thermal management system for a wind turbine includes at least one access door arranged adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling. The access door has at least one opening. The thermal management system also includes a filtration device arranged in the at least one opening. The filtration device includes at least one filter arranged in the at least one opening, at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver. As such, the filter cover passively directs airflow through open sides of the filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

Description

THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR A WIND TURBINEFIELD

[0001] The present disclosure relates in general to wind turbines, and more particularly to a thermal management system for a wind turbine, particularly a wind turbine in a dusty environment.BACKGROUND

[0002] Wind power is considered one of the cleanest, most environmentally friendly energy sources presently available, and wind turbines have gained increased attention in this regard. A modern wind turbine typically includes a tower, a generator, a gearbox, a nacelle, and one or more rotor blades. The rotor blades capture kinetic energy of wind using known foil principles. The rotor blades transmit the kinetic energy in the form of rotational energy so as to turn a shaft coupling the rotor blades to a gearbox, or if a gearbox is not used, directly to the generator. Wind turbines also generally include an electrical system with various components, such as the generator coupled to a power converter, for converting the kinetic energy of the rotor into to electrical energy that may be deployed to a utility grid.

[0003] Depending on a particular environment of a wind turbine or wind farm, overheating can be an issue. In particular, overheating is a common failure mode for wind turbines employed in dusty environments. Accordingly, with the demand of higher power ratings and variability of sites in the wind industry, there is continuous need for thermal management advancement to increase power density in dusty environments. Thus, the present disclosure is directed to a thermal management system for a wind turbine, particularly a wind turbine in a dusty environment.

[0004] BRIEF DESCRIPTION

[0005] Aspects and advantages of the disclosure will be set forth in part in the following description, or may be obvious from the description, or may be learned through practice of the disclosure.

[0006] In an aspect, the present disclosure directed to a thermal management system for a wind turbine. The thermal management system includes at least one  access door arranged adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling. The access door has at least one opening. The thermal management system also includes a filtration device arranged in the at least one opening. The filtration device includes at least one filter arranged in the at least one opening, at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver. As such, the filter cover passively directs airflow through open sides of the filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0007] In another aspect, the present disclosure is directed to method for cooling one or more components of a wind turbine. The method includes arranging at least one opening adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling. The method also includes arranging a filtration device in the at least one opening, the filtration device having at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one opening. Further, the method includes passively directing airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0008] In still another embodiment, the present disclosure is directed to a filtration device for a wind turbine. The filtration device includes at least one filter arranged in at least one opening of the wind turbine, at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver. Thus, the at least one filter cover passively directs airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of one or more components of the wind turbine and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0009] These and other features, aspects and advantages of the present disclosure will become better understood with reference to the following description and appended claims. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] A full and enabling disclosure of the present disclosure, including the best mode thereof, directed to one of ordinary skill in the art, is set forth in the specification, which makes reference to the appended figures, in which:

[0011] FIG. 1 illustrates a perspective view of an embodiment of a wind turbine according to the present disclosure;

[0012] FIG. 2 illustrates an internal, perspective view of an embodiment of a nacelle of a wind turbine according to the present disclosure;

[0013] FIG. 3 illustrates a schematic diagram of an embodiment of an electrical system of a wind turbine according to the present disclosure;

[0014] FIG. 4 illustrates an internal, schematic diagram of an embodiment of a wind turbine according to the present disclosure, particularly illustrating locations of various filtrations systems of a thermal management system;

[0015] FIGS. 5A-5C illustrate various views of an embodiment of components of a thermal management system of a wind turbine according to the present disclosure;

[0016] FIGS. 6 and 7 illustrate various views of embodiments of filter covered of a thermal management system of a wind turbine according to the present disclosure;

[0017] FIGS. 8A and 8B illustrate various views of an embodiment of a thermal management system of a wind turbine according to the present disclosure, particularly illustrating the thermal management system being in a downtower location and being absent of any filter covers;

[0018] FIGS. 9A and 9B illustrate various views of an embodiment of a thermal management system of a wind turbine according to the present disclosure, particularly illustrating the thermal management system being in a downtower location and having filter covers; and

[0019] FIG. 10 illustrates a flow diagram of an embodiment of a method for cooling one or more components of a wind turbine according to the present disclosure.

[0020] Repeat use of reference characters in the present specification and drawings is intended to represent the same or analogous features or elements of the present disclosure.DETAILED DESCRIPTION

[0021] Reference now will be made in detail to embodiments of the disclosure, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each example is provided by way of explanation of the disclosure, not limitation of the disclosure. In fact, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present disclosure without departing from the scope or spirit of the disclosure. For instance, features illustrated or described as part of one embodiment can be used with another embodiment to yield a still further embodiment. Thus, it is intended that the present disclosure covers such modifications and variations as come within the scope of the appended claims and their equivalents.

[0022] Generally, the present disclosure is directed to a thermal management system used for wind turbines located in a dusty environment. In particular, the thermal management system includes a filtration device arranged in at least one opening of the wind turbine, such as in an door opening. Further, the filtration device includes a filter arranged in the opening, a louver arranged adjacent to and external of the filter, and a filter cover arranged adjacent to and external of the louver. As such, the filter cover passively directs airflow through open sides of the filter cover to optimize cooling of one or more wind turbine components and to reduce dust particles from entering the wind turbine. In addition, the thermal management system may include a differential pressure sensor and / or air velocity sensor to detect the demand of filter cleaning, e.g., by an alarm message in a wind turbine controller to maintain healthy thermal management system in the dusty environment.

[0023] Referring now to the drawings, FIG. 1 illustrates a perspective view of an embodiment of a wind turbine 100 according to the present disclosure. In particular, as shown, the wind turbine 100 generally includes a tower 102 extending from a support surface 104, a nacelle 106 mounted on the tower 102, and a rotor 108 coupled to the nacelle 106. The tower 102 also includes a door 105 for accessing various components within the tower 102, such as one or more electrical components. The rotor 108 includes a rotatable hub 110 and at least one rotor blade 112 coupled to and extending outwardly from the hub 110. For example, in the illustrated embodiment, the rotor 108 includes three rotor blades 112. However, in an alternative embodiment, the rotor 108 may include more or less than three rotor blades 112. Each rotor blade  112 may be spaced about the hub 110 to facilitate rotating the rotor 108 to enable kinetic energy to be transferred from the wind into usable mechanical energy, and subsequently, electrical energy. For instance, the hub 110 may be rotatably coupled to an electric generator 118 (FIGS. 2 and 3) of an electrical system 200 (FIG. 3) positioned within the nacelle 106 to permit electrical energy to be produced.

[0024] As shown in FIGS. 1 and 2, the wind turbine 100 may also include a controller 120 centralized within the nacelle 106, e.g., within a cabinet, such as control cabinet 121. However, in other embodiments, the controller 120 may be located within any other component of the wind turbine 100 or at a location outside the wind turbine 100. Further, the controller 120 may be communicatively coupled to any number of the components of the wind turbine 100 in order to control the components. As such, the controller 120 may include a computer or other suitable processing unit. Thus, in several embodiments, the controller 120 may include suitable computer-readable instructions that, when implemented, configure the controller 120 to perform various different functions, such as receiving, transmitting and / or executing wind turbine control signals.

[0025] Referring now to FIG. 2, various components housed within the nacelle 106 are illustrated. In particular, as shown, the drive system of the wind turbine 100 a main rotor shaft 116 (also referred to as a “low speed shaft” ) that is coupled to the hub 110 and supported by a main bearing 114, and the opposite end of the shaft 116 to a gearbox 122. In some configurations, the gearbox 122 uses a dual path geometry to drive a high-speed shaft 124. Moreover, as shown, the high-speed shaft 124 is used to drive the generator 118.

[0026] Referring now to FIG. 3, an exemplary electrical system 200 of the wind turbine 100 is illustrated. As shown, the generator 118 may be coupled to the rotor 108 (e.g., either directly or through a gearbox 122) for producing electrical power from the rotational energy generated by the rotor 108. Accordingly, in an embodiment, the electrical system 200 may include various components for converting the kinetic energy of the rotor 108 into an electrical output in an acceptable form to an electrical grid 202 via a grid bus 204. For example, in an embodiment, the generator 118 may be a double-fed induction generator (DFIG) having a stator 206 and a generator rotor 208. The generator 118 may be coupled to a stator bus 210 and  a power converter 220 via a rotor bus 212. In such a configuration, the stator bus 210 may provide an output multiphase power (e.g., three-phase power) from a stator of the generator 118, and the rotor bus 212 may provide an output multiphase power (e.g., three-phase power) of the generator rotor 208 of the generator 118. Additionally, the generator 118 may be coupled via the rotor bus 212 to a rotor-side converter 222. The rotor-side converter 222 may be coupled to a line-side converter 224 which, in turn, may be coupled to a line-side bus 214.

[0027] In an embodiment, the rotor-side converter 222 and the line-side converter 224 may be configured for normal operating mode in a three-phase, pulse width modulation (PWM) arrangement using insulated gate bipolar transistors (IGBTs) . Other suitable switching devices may be used, such as insulated gate commuted thyristors, MOSFETs, bipolar transistors, silicone-controlled rectifiers, and / or other suitable switching devices. Furthermore, as shown, the rotor-side converter 222 and the line-side converter 224 may be coupled via a DC link 226 across a DC link capacitor 228.

[0028] In an embodiment, the power converter 220 may be communicatively coupled to a converter controller 230 to control operation thereof. For example, the converter controller 230 may send control commands to the rotor-side converter 222 and the line-side converter 224 to control the modulation of switching elements used in the power converter 220 to establish a desired generator torque setpoint and / or power output.

[0029] As further depicted in FIG. 2, the electrical system 200 may, in an embodiment, include a transformer 216 coupling the wind turbine 100 to the electrical grid 202 (or another type of electrical system, such as a microgrid or electrical island with loads) . The transformer 216 may, in an embodiment, be a three-winding transformer which includes a high voltage (e.g., greater than 12 KVAC) primary winding 217. The high voltage primary winding 217 may be coupled to the electrical grid 202. The transformer 216 may also include a medium voltage (e.g., 6 KVAC) secondary winding 218 coupled to the stator bus 210 and a low voltage (e.g., 575 VAC, 690 VAC, etc. ) auxiliary winding 219 coupled to the line bus 214. It should be appreciated that the transformer 216 can be a three-winding transformer as depicted, or alternatively, may be a two-winding transformer having only the primary winding  217 and the secondary winding 218; may be a four-winding transformer having the primary winding 217, the secondary winding 218, the auxiliary winding 219, and an additional auxiliary winding; or may have any other suitable number of windings.

[0030] In an embodiment, the electrical system 200 may include various protective features (e.g., circuit breakers, fuses, contactors, and other devices) to control and / or protect the various components of the electrical system 200. For example, the electrical system 200 may, in an embodiment, include a grid circuit breaker 232, a stator bus circuit breaker 234, and / or a line bus circuit breaker 236. The circuit breaker (s) 232, 234, 236 of the electrical system 200 may connect or disconnect corresponding components of the electrical system 200 when a condition of the electrical system 200 approaches a threshold (e.g., a current threshold and / or an operational threshold) of the electrical system 200.

[0031] Referring now to FIGS. 4, 5A, 5B, and 5C, various views of a thermal management system 300 for cooling various components within the wind turbine 100 are illustrated according to an exemplary embodiment of the present disclosure. In particular, FIG. 4 illustrates a partial, schematic diagram of the nacelle 106 and the tower 102 of the wind turbine 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, particularly illustrating various filtration devices of a thermal management system 300 at multiple locations on and throughout the wind turbine 100. FIGS. 5A-5C illustrate perspective views of various components of an embodiment of the thermal management system 300 for cooling various components within the wind turbine 100.

[0032] More specifically, as shown, the thermal management system 300 includes at least one access door 302 arranged adjacent to one or more components of the wind turbine 100 that need cooling. For example, in an embodiment, the component (s) of the wind turbine 100 that need cooling may be the power converter 220, the control cabinet 121, the generator 118, or any other wind turbine component or accessory component thereof. Thus, in an embodiment, as shown in FIG. 4, the thermal management system 300 (and / or the components / devices thereof) may be uptower and / or downtower on and / or within the wind turbine 100.

[0033] Further, as shown in FIG. 5A, the access door 302 includes at least one opening 304. Thus, as shown in FIGS. 5B and 5C, the thermal management system  300 further includes a filtration device 306 arranged in the opening (s) 304. Moreover, as shown in FIGS. 5B and 5C, the filtration device 306 includes at least one filter 308 arranged in the opening (s) 304, at least one louver 310 arranged adjacent to and external of the filter (s) 308, at least one filter cover 312 arranged adjacent to and external of the louver (s) 310, and / or an optional bird screen 314 arranged between the filter (s) 308 and the louver (s) 310. More specifically, in an embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the opening (s) 304 in the access door 302 may include a first opening 305 and a second opening 307. Thus, as shown, the filter covers 312 of the access door 302 may include a first filter cover 313 and a second filter cover 315, with the first opening 305 and the first filter cover 313 being above the second opening 307 and the second filter cover 315.

[0034] Moreover, and referring particularly to FIGS. 6 and 7, the filter cover (s) 312 described herein includes a base panel 316 and opposing side panels 318 secured to the access door 302 (FIG. 5B) via one or more flanges 320. Thus, in an embodiment, the filter cover (s) 312 can be mounted to the access door 302, e.g., via one or more fasteners extended through the flange (s) 320. Accordingly, in an embodiment, the filter cover (s) 312 passively directs airflow through open sides 322 of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine. In particular embodiments, as shown in FIGS. 5B, 6 and 7, the open sides 322 of the filter cover (s) 312 are open vertical sides. In another embodiment, as shown in FIG. 9A, the open sides 322 of the filter cover (s) 312 are open horizontal sides.

[0035] In additional embodiments, as shown in FIG. 4 and as mentioned, the thermal management system 300 (and / or the components / devices thereof) may be uptower and / or downtower of the wind turbine 100. For example, as shown, one or more of the access doors 302 (or openings) may be part of or otherwise formed into the nacelle 106 of the wind turbine 100 to align the filter (s) 308 with the generator 118 and / or the control cabinet 121. It should be understood that FIG. 4 is intended to provide general locations of, e.g., various filtration devices 306 of the thermal management system 300, which can be uptower and downtower but is not intended to be limiting. In such embodiments, the filter cover (s) 312 passively directs the airflow through the open sides 322 of the filter cover (s) 312 towards the generator 118 and / or  the control cabinet 121 to optimize cooling thereof. More particularly, as shown, the access door (s) 302 may be located on a rear side of the nacelle 106 of the wind turbine 100. In addition, as shown, the access door (s) 302 may be located on a longitudinal side of the nacelle 106 of the wind turbine 100.

[0036] In further embodiments, and referring now to FIGS. 8A-9B, various schematic diagrams of a downtower location of the wind turbine 100 are illustrated to depict the airflow through various configurations of an access door according to the present disclosure. As shown in FIGS. 8A and 8B, the access door 302 having the filter 308 is illustrated as being part of or otherwise formed into the tower 102 of the wind turbine 100. Thus, as shown, the access door 302 and corresponding filter 308 aligns with an inlet 324 of the power converter 220, which is generally the location of the converter inlet for cooling various switching devices (e.g., insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) of the power converter 220) . Accordingly, in such embodiments, as shown in FIG. 8B, air 326 flows through the filter (s) 308 and inside the wind turbine 100 for cooling the power converter 220.

[0037] However, in certain instances, such as when the wind turbine 100 is in a particularly dusty environment, the filter 308 may allow too many dust particles to enter the wind turbine 100. In such instances, as previously described and further illustrated in FIGS. 9A and 9B, it may be advantageous to provide one or more of the filter covers 312 atop the filters 308. In particular, FIG. 9A illustrates a schematic diagram of an embodiment of the thermal management system 300 having a filter cover 312 with open horizontal sides 328, whereas FIG. 9B illustrates a schematic diagram of an embodiment of the thermal management system 300 having a filter cover 312 with the open vertical sides 322. Thus, as shown, the filter covers 312 of the illustrated embodiment passively direct the airflow 326 through the open sides 328 322 thereof towards the inlet 324 of the power converter 220 to optimize cooling of the switching devices of the power converter 220. In particular, as shown in FIG. 9B, the open vertical sides 322 of the filter covers 312 are efficient at directing the airflow 326 towards the inlet 324 of the power converter 220 to optimize cooling of the switching devices of the power converter 220, while also minimize dust particles that are able to enter into the wind turbine 100.

[0038] Referring now to FIG. 10, a flow diagram of an embodiment of a method  400 for cooling one or more components of a wind turbine is provided. In particular, the method 400 can be used with respect to the wind turbine 100 or any other wind turbine configuration. However, it should be appreciated that the exemplary method 400 is discussed herein only to describe exemplary aspects of the present disclosure and is not intended to be limiting. Further, though FIG. 10 depicts a method having steps performed in a particular order for purposes of illustration and discussion, those of ordinary skill in the art, using the disclosures provided herein, will understand that the steps of any of the methods discussed herein can be adapted, rearranged, expanded, omitted, or modified in various ways without deviating from the scope of the present disclosure.

[0039] As shown at (402) , the method 400 includes arranging at least one opening adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling. As shown at (404) , the method 400 includes arranging a filtration device in the at least one opening, the filtration device having at least one filter arranged in the at least one opening, at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver. As shown at (406) , the method 400 includes passively directing airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0040] Further aspects of the disclosure are provided by the subject matter of the following clauses:

[0041] A thermal management system for a wind turbine, the thermal management system comprising: at least one access door arranged adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling, the at least one access door comprising at least one opening; a filtration device arranged in the at least one opening, the filtration device comprising: at least one filter arranged in the at least one opening; at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter; and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver, wherein the at least one filter cover passively directs airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0042] The thermal management system of any preceding clause, wherein the  open sides of the at least one filter cover are open vertical sides.

[0043] The thermal management system of any preceding clause, wherein the at least one filter cover comprises a base panel and opposing side panels secured to the at least one access door via one or more flanges.

[0044] The thermal management system of any preceding clause, wherein the filtration device further comprises a bird screen arranged between the at least one filter and the at least one louver.

[0045] The thermal management system of any preceding clause, wherein the at least one opening comprises a first opening and a second opening and the at least one filter cover comprises a first filter cover and a second filter cover, the first opening and the first filter cover being above the second opening and the second filter cover.

[0046] The thermal management system of any preceding clause, wherein the filtration device is downtower of the wind turbine.

[0047] The thermal management system of any preceding clause, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a power converter or a cabinet.

[0048] The thermal management system of any preceding clause, wherein the at least one access door is part of a tower of the wind turbine to align the at least one filter with one or more inlets of the power converter, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards the one or more inlets of the power converter to optimize cooling of one or more switching devices of the power converter.

[0049] The thermal management system of any preceding clause, wherein the filtration device is uptower of the wind turbine.

[0050] The thermal management system of any preceding clause, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a generator or a cabinet.

[0051] The thermal management system of any preceding clause, wherein the at least one access door is part of a nacelle of the wind turbine to align the at least one filter with at least one of the generator or the cabinet, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards at least one of the generator or the cabinet to optimize cooling of  at least one of the generator or the cabinet.

[0052] The thermal management system of any preceding clause, wherein the at least one access door is located on at least one of a rear side or a longitudinal side of the nacelle of the wind turbine.

[0053] The thermal management system of any preceding clause, further comprising one or more sensors for detecting at least one of pressure sensor or velocity so as to detect a need for cleaning of the filter.

[0054] A method for cooling one or more components of a wind turbine, the method comprising: arranging at least one opening adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling; arranging a filtration device in the at least one opening, the filtration device having at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one opening; passively directing airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0055] The method of any preceding clause, wherein the filtration device further comprises at least one filter arranged in the at least one opening and at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, the at least one filter cover further comprising a base panel and opposing side panels secured over the at least one opening via one or more flanges.

[0056] The method of any preceding clause, further comprising arranging a bird screen between the at least one filter and the at least one louver.

[0057] The method of any preceding clause, further comprising arranging the filtration device downtower of the wind turbine.

[0058] The method of any preceding clause, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a power converter or a cabinet, and wherein the at least one opening is part of a tower of the wind turbine to align the at least one filter with one or more inlets of the power converter, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open vertical sides of the at least one filter cover towards the one or more inlets of the power converter to optimize cooling of one or more switching devices of the power converter.

[0059] The method of any preceding clause, further comprising arranging the  filtration device uptower of the wind turbine, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a generator or a cabinet, and wherein the at least one opening is part of a nacelle of the wind turbine to align the at least one filter with at least one of the generator or the cabinet, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards at least one of the generator or the cabinet to optimize cooling of at least one of the generator or the cabinet.

[0060] A filtration device for a wind turbine, the filtration device comprising: at least one filter arranged in at least one opening of the wind turbine; at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter; and at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver, wherein the at least one filter cover passively directs airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of one or more components of the wind turbine and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

[0061] This written description uses examples to disclose the disclosure, including the best mode, and also to enable any person skilled in the art to practice the disclosure, including making and using any devices or systems and performing any incorporated methods. The patentable scope of the disclosure is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they include structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

Claims

1.A thermal management system for a wind turbine, the thermal management system comprising:at least one access door arranged adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling, the at least one access door comprising at least one opening;a filtration device arranged in the at least one opening, the filtration device comprising:at least one filter arranged in the at least one opening;at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter; andat least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver,wherein the at least one filter cover passively directs airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.2.The thermal management system of claim 1, wherein the open sides of the at least one filter cover are open vertical sides.3.The thermal management system of claim 1, wherein the at least one filter cover comprises a base panel and opposing side panels secured to the at least one access door via one or more flanges.4.The thermal management system of claim 1, wherein the filtration device further comprises a bird screen arranged between the at least one filter and the at least one louver.5.The thermal management system of claim 1, wherein the at least one opening comprises a first opening and a second opening and the at least one filter cover comprises a first filter cover and a second filter cover, the first opening and the first filter cover being above the second opening and the second filter cover.6.The thermal management system of claim 1, wherein the filtration device is downtower of the wind turbine.7.The thermal management system of claim 6, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a power  converter or a cabinet.8.The thermal management system of claim 7, wherein the at least one access door is part of a tower of the wind turbine to align the at least one filter with one or more inlets of the power converter, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards the one or more inlets of the power converter to optimize cooling of one or more switching devices of the power converter.9.The thermal management system of claim 1, wherein the filtration device is uptower of the wind turbine.10.The thermal management system of claim 9, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a generator or a cabinet.11.The thermal management system of claim 10, wherein the at least one access door is part of a nacelle of the wind turbine to align the at least one filter with at least one of the generator or the cabinet, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards at least one of the generator or the cabinet to optimize cooling of at least one of the generator or the cabinet.12.The thermal management system of claim 11, wherein the at least one access door is located on at least one of a rear side or a longitudinal side of the nacelle of the wind turbine.13.The thermal management system of claim 1, further comprising one or more sensors for detecting at least one of pressure sensor or velocity so as to detect a need for cleaning of the filter.14.A method for cooling one or more components of a wind turbine, the method comprising:arranging at least one opening adjacent to one or more components of the wind turbine that need cooling;arranging a filtration device in the at least one opening, the filtration device having at least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one opening;passively directing airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of the one or more components and to reduce dust particles from entering the wind turbine.15.The method of claim 14, wherein the filtration device further comprises at least one filter arranged in the at least one opening and at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter, the at least one filter cover further comprising a base panel and opposing side panels secured over the at least one opening via one or more flanges.16.The method of claim 14, further comprising arranging a bird screen between the at least one filter and the at least one louver.17.The method of claim 14, further comprising arranging the filtration device downtower of the wind turbine.18.The method of claim 17, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a power converter or a cabinet, and wherein the at least one opening is part of a tower of the wind turbine to align the at least one filter with one or more inlets of the power converter, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open vertical sides of the at least one filter cover towards the one or more inlets of the power converter to optimize cooling of one or more switching devices of the power converter.19.The method of claim 14, further comprising arranging the filtration device uptower of the wind turbine, wherein the one or more components of the wind turbine that need cooling comprise at least one of a generator or a cabinet, and wherein the at least one opening is part of a nacelle of the wind turbine to align the at least one filter with at least one of the generator or the cabinet, and wherein the at least one filter cover passively directs the airflow through the open sides of the at least one filter cover towards at least one of the generator or the cabinet to optimize cooling of at least one of the generator or the cabinet.20.A filtration device for a wind turbine, the filtration device comprising:at least one filter arranged in at least one opening of the wind turbine;at least one louver arranged adjacent to and external of the at least one filter; andat least one filter cover arranged adjacent to and external of the at least one louver,wherein the at least one filter cover passively directs airflow through open sides of the at least one filter cover to optimize cooling of one or more components of the wind turbine and to reduce dust particles from entering the wind turbine.

Images