ES2584036T3 - Pala de rotor de una instalación de energía eólica con un borde trasero de perfil grueso - Google Patents

Pala de rotor de una instalación de energía eólica con un borde trasero de perfil grueso Download PDF

Info

Publication number
ES2584036T3
ES2584036T3 ES11007613.0T ES11007613T ES2584036T3 ES 2584036 T3 ES2584036 T3 ES 2584036T3 ES 11007613 T ES11007613 T ES 11007613T ES 2584036 T3 ES2584036 T3 ES 2584036T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
bristles
rotor blade
profile
row
pressure side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11007613.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Gunter Reinald Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordex Energy SE and Co KG
Original Assignee
Nordex Energy SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordex Energy SE and Co KG filed Critical Nordex Energy SE and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of ES2584036T3 publication Critical patent/ES2584036T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/311—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape flexible or elastic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Pala de rotor (10) de una instalación de energía eólica con un perfil aerodinámico, que está realizado en un tramo longitudinal (16) de la pala de rotor y presenta un lado de presión (22), un lado de aspiración (20), un borde delantero de perfil (18) y un borde trasero de perfil (24) con un grosor de 3 mm o superior, así como una pluralidad de cerdas dispuestas en el borde trasero de perfil (24), caracterizada porque las cerdas están dispuestas en una fila del lado de aspiración (26) y en una fila del lado de presión (28), formando la fila del lado de aspiración (26) una superficie aerodinámica, que representa una prolongación lisa del lado de aspiración (20), y formando la fila del lado de presión (28) una superficie aerodinámica, que representa una prolongación lisa del lado de presión (22), y extendiéndose las cerdas de la fila del lado de aspiración (26) en la dirección de una tangente respecto al lado de aspiración (20) y las cerdas de la fila del lado de presión (28) en la dirección de una tangente respecto al lado de presión (22).

Description

DESCRIPCION
Pala de rotor de una instalacion de energfa eolica con un borde trasero de perfil grueso
5 La invencion se refiere a una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica con un perfil aerodinamico, que esta realizado en un tramo longitudinal de la pala de rotor y que presenta un lado de presion, un lado de aspiracion, un borde delantero de perfil y un borde trasero de perfil con un grosor de 3 mm o superior.
Desde puntos de vista aerodinamicos, son optimas las palas de rotor de instalaciones de energfa eolica con bordes 10 traseros delgados, es decir, con lados de presion y aspiracion que convergen de forma puntiaguda en el perfil. No obstante, por razones estructurales, en particular en instalaciones de energfa eolica con eje horizontal se necesitan en la zona de radios pequenos, es decir, cerca de un eje de rotor, grosores de perfiles relativos muy grandes. En particular, solo se consigue una altura de flexion suficiente en el caso de grandes grosores de perfiles, para garantizar una resistencia suficiente de las palas de rotor. Para que no se produzcan desprendimientos del flujo en el 15 caso de grosores de perfil relativos grandes, se usan llamados bordes traseros de perfil gruesos. Estos se encuentran en particular en la zona de radios pequenos en casi todas las instalaciones de energfa eolica modernas.
En el caso de radios mas grandes, es decir, a una mayor distancia del eje de rotor, por regla general ya no pueden usarse con exito los bordes traseros de perfil gruesos, porque debido a las velocidades de flujo mas elevadas que 20 hay allf se producen dos efectos negativos. Por un lado, al aire se imponen vortices de Karman tras el perfil por el borde trasero de perfil grueso, que oscila a una frecuencia caractenstica y genera un llamado ruido de borde trasero. La presion acustica de este ruido aumenta a medida que aumenta el grosor del borde trasero de perfil. Por otro lado, por los desprendimientos de flujo se genera en los extremos del lado de presion y aspiracion de los bordes traseros una zona de recirculacion detras del borde trasero de perfil en el que solo hay presion ambiente. Esta hace que haya 25 una aspiracion opuesta a la direccion de flujo, que conduce a una mayor resistencia de presion de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Por ello empeora el rendimiento aerodinamico de la pala de rotor.
Por el documento EP 2063106 A1 se ha dado a conocer una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica, en la que en un borde trasero de perfil grueso esta dispuesto un perfil de arista viva adicional o una placa con una seccion 30 transversal constante en la direccion longitudinal de la pala de rotor. El perfil de arista viva debe reducir el grosor efectivo del borde trasero de perfil aproximadamente a cero. En la variante con una placa, esta debe insertarse entre la semicoquilla inferior y superior de la pala de rotor. Debido a ello deben contrarrestarse los desprendimientos por turbulencias de los flujos del lado de presion y aspiracion.
35 Por el documento EP 1775464 A2 se ha dado a conocer una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica en la que en un borde trasero de perfil delgado estan dispuestas una serie de cerdas. Gracias a las cerdas deben compensarse las fluctuaciones de presion a los dos lados del perfil contrarrestandose de este modo una generacion de ruido. Una disposicion comparable de cerdas en un borde trasero de perfil delgado en una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica se muestra tambien en el documento DE 102008003188 A1. La pala de rotor mostrada 40 en el documento tiene cerdas dispuestas a lo largo de un borde trasero delgado, que estan dispuestas siempre unas en paralelo a las otras.
El documento US 2008/187442 A1 muestra una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica con un borde final fabricado por separado, en cuyo extremo trasero estan dispuestas una serie de cerdas en dos ejemplos de 45 realizacion.
Partiendo de ello, la invencion tiene el objetivo de mejorar una pala de rotor de una instalacion de energfa eolica en el sentido de poder usar un perfil aerodinamico con un borde trasero de perfil grueso tambien adecuadamente en radios mas grandes.
50
Este objetivo se consigue con la pala de rotor de una instalacion de energfa eolica con las caractensticas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes expuestas a continuacion se indican configuraciones ventajosas.
55 La pala de rotor de la instalacion de energfa eolica tiene un perfil aerodinamico; que esta realizado en un tramo longitudinal de la pala de rotor, y un lado de presion, un lado de aspiracion, un borde delantero de perfil y un borde trasero de perfil con un grosor de 3 mm o superior. La pala de rotor de la instalacion de energfa eolica tiene ademas una pluralidad de cerdas dispuestas en el borde trasero de perfil, que estan dispuestas en una fila del lado de aspiracion y en una fila del lado de presion, formando la fila del lado de aspiracion una superficie aerodinamica, que
representa una prolongacion lisa del lado de aspiracion y formando la fila del lado de presion una superficie aerodinamica, que es una prolongacion lisa del lado de presion.
La pala de rotor de la instalacion de energfa eolica esta prevista, en particular, para un rotor con un eje horizontal. 5 Puede estar hecha de un material plastico reforzado con fibras, en particular de dos semicoquillas unidas entre sf Puede presentar una rafz de pala para la union al cubo del rotor, para lo que puede estar provista en particular de una brida de fijacion en la rafz de pala. Puede presentar una longitud de por ejemplo 20 m, 30 m, 40 m o superior. El lado de presion y el lado de aspiracion se extienden respectivamente en un lado superior o inferior de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica desde el borde delantero de perfil hasta el borde trasero de perfil.
10
En el caso de palas de rotor de instalaciones de energfa eolica con un borde trasero delgado, es deseable una convergencia del lado de presion y del lado de aspiracion formando una arista lo mas viva posible. Por razones relacionadas con la tecnica de fabricacion, los bordes traseros de perfil de las palas de rotor de este tipo presentan a pesar de ello cierto grosor, en muchos casos en el intervalo de 1 mm a 2 mm. Los perfiles con un borde trasero mas 15 grueso pueden llamarse bordes traseros de perfil gruesos.
El borde trasero de perfil en el tramo longitudinal de la pala de rotor en el que esta dispuesto el perfil aerodinamico, es un borde trasero de perfil grueso de este tipo. El grosor de este borde trasero de perfil es al menos de 3 mm, aunque tambien puede ser sustancialmente mas grande y medir por ejemplo 5 mm, 10 mm, 20 mm, 50 mm, 100 mm 20 o superior.
Las cerdas pueden presentar una forma alargada. Ademas, presentan una elasticidad que es tan grande que pueden adoptar una posicion que difiere de su posicion de reposo en funcion de las condiciones de flujo.
25 Las cerdas estan dispuestas en dos filas, que pueden extenderse sustancialmente en la direccion longitudinal de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Una de estas filas se denomina la fila del lado de aspiracion, la otra la fila del lado de presion. Dentro de las filas, las cerdas pueden presentar una distancia relativamente reducida entre sf o incluso pueden delimitar directamente unas a otras. En cualquier caso, las distancias entre las cerdas y las medidas de las cerdas estan dimensionadas de tal modo que las cerdas dispuestas en filas actuan en conjunto 30 respectivamente como una superficie aerodinamica en el funcionamiento de la pala de rotor. En particular, el flujo puede fluir de forma lisa a lo largo de estas superficies.
El hecho de que las dos superficies aerodinamicas representen una prolongacion lisa del lado de aspiracion o del lado de presion significa que las superficies aerodinamicas estan dispuestas en la zona del borde trasero de perfil a 35 continuacion del lado de aspiracion o del lado de presion, de modo que el flujo puede fluir en el lado de presion a lo largo de la superficie aerodinamica formada por la fila del lado de presion y el flujo pueda fluir en el lado de aspiracion a lo largo de la superficie aerodinamica formada por la fila del lado de aspiracion. Para ello, por un lado las orientaciones del lado de presion o del lado de aspiracion y de las superficies aerodinamicas que representan su prolongacion deben corresponderse sustancialmente en la zona cerca del borde trasero de perfil. Ademas, entre el 40 lado de presion o de aspiracion y la superficie aerodinamica que representa respectivamente su prolongacion, no debena estar realizado ningun escalon que conducina a mayores desprendimientos de flujo o turbulencias. No obstante, son aceptables escalones pequenos y tambien desviaciones pequenas en la orientacion de las superficies respectivamente adyacentes, mientras que pueda producirse en condiciones normales de uso un flujo sustancialmente listo a lo largo de las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas.
45
El tramo longitudinal de la pala de rotor, en el que esta realizado el perfil aerodinamico especial, puede presentar una longitud de por ejemplo el 5 %, el 10 %, el 25 %, el 50 % o superior de la longitud total de la pala de rotor. El tramo longitudinal puede estar realizado a una distancia de la rafz de la pala y/o a una distancia de la punta de la pala. En particular, el tramo longitudinal puede encontrarse en una zona central de la pala de rotor de la instalacion 50 de energfa eolica. Tambien es posible que esten dispuestos varios tramos longitudinales distribuidos a lo largo de la longitud de la pala de rotor en diferentes posiciones del radio.
Respecto a su efecto aerodinamico, el perfil incluidas las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas puede corresponder al de un perfil convencional con un borde trasero delgado. Esto es valido, en particular, en el 55 funcionamiento regular de la instalacion de energfa eolica, cuando el flujo llega desde delante al perfil aerodinamico. En este caso, el flujo puede fluir en el lado de presion y en el lado de aspiracion del perfil de forma lisa en las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas. De este modo se evita o al menos se reduce considerablemente el ruido de borde trasero observado en perfiles convencionales con un borde trasero grueso. Puesto que el borde trasero realizado de este modo por las cerdas presenta una resolucion fina por la pluralidad de cerdas, puede
reducirse la generacion de ruido, dado el caso, incluso en comparacion con un borde trasero delgado convencional. Tambien puede evitarse o reducirse considerablemente la resistencia de presion mas elevada que va unida a los bordes traseros de perfil gruesos convencionales.
5 Al mismo tiempo, gracias al uso de las cerdas en la disposicion segun la invencion se consiguen las ventajas estructurales de un borde trasero de perfil grueso. Gracias al uso de las cerdas, que presentan cierta flexibilidad, se reduce la profundidad efectiva del perfil cuando el flujo llega a la pala de rotor desde el lado de presion o desde el lado de aspiracion, por ejemplo en caso de rafagas extremas, porque las cerdas se desvfan de su posicion de reposo y ya no actuan como superficie aerodinamica. En comparacion con un perfil con un borde trasero puntiagudo, 10 de este modo pueden reducirse las cargas extremas en el caos de rafagas y de direcciones del flujo que difieren del caso normal. Esto permite una mejor relacion de resistencia y peso de la pala de rotor.
En una configuracion, el grosor del borde trasero de perfil es inferior a 10 cm. Como ya se ha explicado, en las palas de rotor de instalaciones de energfa eolica convencionales, se usan en la zona de radios muy pequenos por regla 15 general perfiles con un borde trasero de perfil grueso, pudiendo ser el grosor de los bordes traseros de perfil cerca de la rafz de pala, por ejemplo, de 50 m o superior. En principio, la invencion tambien puede aplicarse en zonas de la pala de rotor. No obstante, preferentemente se usa cuando hay grosores del borde trasero de perfil de 10 cm o inferiores.
20 En la invencion, las cerdas de la fila del lado de aspiracion se extienden en la direccion de una tangente respecto al lado de aspiracion y las cerdas de la fila del lado de presion se extienden en la direccion de una tangente respecto al lado de presion. Las tangentes correspondientes se disponen en particular en la zona del borde trasero de perfil o en el borde trasero de perfil respecto al lado de aspiracion o respecto al lado de presion. Si tambien las cerdas estan dispuestas en esta direccion con su direccion longitudinal, las superficies aerodinamicas formadas por las filas de 25 cerdas representan una prolongacion lisa de los lados correspondientes de la pala de rotor, de modo que se favorece un flujo liso mas alla del borde trasero de perfil. En principio, no es necesario que las cerdas esten dispuestas con su direccion longitudinal en la superficie aerodinamica formada por las filas correspondientes de cerdas. Tambien es concebible que las cerdas formen en conjunto la superficie aerodinamica correspondiente mediante una variacion adecuada de sus longitudes. Gracias a la orientacion de la direccion longitudinal de las 30 cerdas en la direccion de las superficies aerodinamicas formadas, en particular a lo largo de la direccion de flujo en estas superficies aerodinamicas, el efecto deseado se consigue, no obstante, de una forma especialmente sencilla.
En una configuracion, el borde trasero de perfil presenta un punto final del lado de aspiracion, en el que coincide con el lado de aspiracion, y un punto final del lado de presion, en el que coincide con el lado de presion, y las cerdas de 35 la fila del lado de aspiracion presentan respectivamente un extremo fijado, que esta dispuesto a una distancia del 30 % del grosor del borde trasero de perfil o inferior del punto final del lado de aspiracion y/o las cerdas de la fila del lado de presion presentan respectivamente un extremo fijado, que esta dispuesto a una distancia del 30 % del grosor del borde trasero de perfil o inferior del punto final del lado de presion. En este caso, entre las dos filas de cerdas en el borde trasero de perfil queda un espacio libre, que representa al menos un 40 % del grosor del borde 40 trasero de perfil. Las filas de cerdas correspondientes estan fijadas en conjunto cerca de las superficies aerodinamicas que han de formar en el borde trasero de perfil. Esto favorece el efecto de las filas de cerdas como superficies aerodinamicas. Ademas, en el caso de flujos que se produzcan en la direccion perpendicular respecto a las superficies aerodinamicas formadas, se favorece una deformacion de las filas de cerdas en la forma deseada.
45 En una configuracion, los extremos libres de las cerdas de la fila del lado de aspiracion estan dispuestos cerca de los extremos libres de las cerdas de la fila del lado de presion, de modo que las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas convergen a lo largo de un borde trasero. El hecho de que los extremos libres de dichas cerdas esten dispuestos unos cerca de los otros significa que los extremos libres se tocan al menos en parte directamente unos a otros o que solo hay distancias reducidas entre los extremos libres de las cerdas. Las distancias no pueden rebasar 50 por ejemplo diez veces un diametro de cerda o el 20 % de la longitud media de las cerdas. Gracias a ello, las dos superficies aerodinamicas formadas por las dos filas de cerdas convergen sustancialmente para formar un solo borde trasero delgado y la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica presenta en el caso de una direccion de flujo regular propiedades aerodinamicas comparables a las de una pala de rotor convencional con borde trasero delgado.
55
En una configuracion, las longitudes de las cerdas estan dimensionadas de tal modo que las cerdas de la fila del lado de aspiracion y/o las cerdas de la fila del lado de presion disminuyen a medida que aumenta la distancia del borde trasero de perfil. Dicho de otro modo, el numero de las cerdas dispuestas unas de forma adyacente a otras se reduce a medida que aumenta la distancia del borde trasero de perfil. De este modo puede conseguirse un borde
trasero especialmente delgado formado por las cerdas.
En una configuracion, las cerdas de la fila del lado de aspiracion y/o las cerdas de la fila del lado de presion estan sujetadas en cuerpos unidos de forma articulada con el borde trasero de perfil. En principio, las diferentes cerdas 5 pueden estar fijadas de una forma a elegir libremente en la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, por ejemplo mediante pegado directo de las cerdas en una semicoquilla de la pala de rotor que forma la distancia correspondiente del borde trasero de perfil, o mediante engarzado o encastrado de las cerdas en la semicoquilla correspondiente. Como alternativa pueden fijarse varias cerdas, en particular unidas en haces, en el interior o exterior de un cuerpo base, de forma comparable con la cabeza de un cepillo. El cuerpo base puede unirse a 10 continuacion a su vez con los componentes restantes de la pala de rotor, por ejemplo mediante tornillos o pegado, en particular con una de las semicoquillas. En la configuracion mencionada, un cuerpo de este tipo, en el que estan sujetadas al menos una parte de las cerdas de una de las dos filas, esta unido de forma articulada con el borde trasero de perfil. Esto permite un plegado de las cerdas de su posicion en prolongacion del lado de presion o del lado de aspiracion, por ejemplo a una posicion en la que descansan en el lado de presion o en el lado de aspiracion 15 de la pala de rotor. Un plegado de este tipo de las cerdas puede ser util, por ejemplo, para fines de transporte. Ademas, gracias a la union articulada, puede variarse el angulo en el que las cerdas y, por lo tanto, las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas, estan orientadas respecto a los demas componentes de la pala de rotor, y puede adaptarse a las necesidades.
20 En una configuracion, al menos una parte de las cerdas presenta una seccion transversal plana. En principio, las cerdas pueden presentar una seccion transversal a elegir libremente, en particular circular o cuadrada. Las cerdas con seccion transversal plana, en particular con seccion transversal rectangular, ovalada o elfptica, pueden conseguir de forma mas sencilla el efecto pretendido como superficie aerodinamica cuando estan dispuestas de una forma adecuada o pueden deformarse de forma mas sencilla preferentemente en direcciones determinadas que en 25 otras direcciones. La parte ancha de la seccion transversal de las cerdas puede estar orientada por ejemplo en direccion a la fila de cerdas correspondiente, de modo que un lado ancho de las cerdas esta orientado hacia la superficie aerodinamica a formar.
En una configuracion, al menos una parte de las cerdas estan alojadas de forma giratoria alrededor de 30 respectivamente un eje de giro, estando dispuesto el eje de giro de forma desplazada en paralelo respecto a un eje longitudinal central de la cerda correspondiente. Por ejemplo, puede variar la seccion transversal de una cerda plana en un tramo longitudinal en direccion a un punto de fijacion y puede reducirse, por ejemplo a una seccion transversal circular, que esta dispuesta de forma desplazada respecto al centro de la seccion transversal plana. La parte de la cerda con la seccion transversal circular lateralmente desplazada puede realizar un movimiento de torsion en caso 35 de llegar el flujo de forma correspondiente al tramo longitudinal plano de la cerda y puede actuar, por lo tanto, como apoyo giratorio. Tambien es concebible el uso de elementos de apoyo separados, por ejemplo de un resorte de acero, en el que esta fijada la cerda. Las cerdas planas tambien pueden presentar una seccion transversal relativamente grande y pueden estar realizadas por ejemplo de forma laminada. Gracias al apoyo giratorio representado en el dibujo, las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas pueden abrirse mediante un giro 40 de las cerdas en caso de llegar el flujo desde una direccion que difiere de la direccion de flujo normal, de modo que dejan de actuar como superficie aerodinamica casi cerrada. De este modo puede reducirse la carga de la pala de rotor, en particular en caso de rafagas fuertes.
En una configuracion, al menos una parte de las cerdas es intercambiable. Por ejemplo, las cerdas pueden estar 45 engarzadas o estar fijadas de otro modo en cuerpos base, que pueden intercambiarse junto con las cerdas fijadas en los mismos. Tambien es concebible cambiar cerdas individuales. Gracias a esta configuracion es sencillo reparar unas palas de rotor con cerdas danadas.
En una configuracion, al menos una parte de las cerdas presenta respectivamente al menos dos tramos 50 longitudinales con elasticidades diferentes, estando dispuesto un tramo mas elastico en un extremo fijado y un tramo mas ngido en un extremo libre de la cerda correspondiente. De este modo, en particular en el caso de cerdas mas largas, queda realizada una superficie aerodinamica comparativamente plana y las cerdas pueden realizar al mismo tiempo el movimiento deseado en caso de llegar el flujo desde una direccion oblicua.
55 A continuacion, la invencion se explicara mas detalladamente con ayuda de un ejemplo de realizacion representado en las figuras. Muestran:
La figura 1, una vista en planta desde arriba de una pala de rotor segun la invencion;
la figura 2, una vista en corte transversal de la pala de rotor de la figura 1 a lo largo del plano designado con A-A;
la figura 3, una vista a escala ampliada de un detalle de la figura 2;
5 la figura 4, un detalle que corresponde a la figura 3 de otra pala de rotor;
la figura 5, otro detalle que corresponde a la figura 3 de una pala de rotor con cuerpos base fijados de forma articulada;
la figura 6, otro detalle que corresponde a la figura 3 de una pala de rotor con cerdas que presentan tramos longitudinales 10 de diferentes elasticidades;
la figura 7, una vista en planta desde arriba de un detalle de un lado de aspiracion con una fila de cerdas del lado de aspiracion; y
15 la figura 8, una vista en planta desde arriba desde el borde trasero de perfil de una de las cerdas de la figura 7.
Todas las figuras muestran representaciones esquematicas. Para los componentes correspondientes de diferentes ejemplos de realizacion se usan los mismos signos de referencia.
20 La figura 1 muestra una pala de rotor 10 de una instalacion de energfa eolica con una punta de pala 12 y una rafz de pala 14. En un tramo longitudinal 16, la pala de rotor presenta un perfil aerodinamico, cuyas caractensticas se explican con ayuda de la figura 2, que muestra una seccion transversal a tftulo de ejemplo en la posicion designada con A-A de la pala de rotor 10.
25 El perfil aerodinamico de la figura 2 tiene un borde delantero de perfil 18, un lado de aspiracion 20, un lado de presion 22 y un borde trasero de perfil 24 grueso. El grosor del borde trasero de perfil 24 es de 3 mm o superior, en el ejemplo representado aproximadamente de 20 mm. En el borde trasero de perfil 24 estan dispuestas cedas, concretamente en una fila del lado de aspiracion 26 y una fila del lado de presion 28. Estas filas se extienden en la direccion longitudinal de la pala de rotor 10 de la instalacion de energfa eolica y se muestran en la figura 2 en una 30 vista en corte transversal. Las cerdas individuales de la fila del lado de aspiracion 26 y de la fila del lado de presion 28 se extienden respectivamente aproximadamente en prolongacion de la superficie del perfil de la seccion transversal mostrada. En este plano de seccion transversal se extiende tambien el flujo en el funcionamiento regular de la pala de rotor 10.
35 La figura 3 muestra un detalle de la figura 2 en una vista a escala ampliada, comprendiendo un tramo trasero del lado de aspiracion 20 y del lado de presion 22, asf como del borde trasero de perfil 24 y la fila del lado de aspiracion 26 y la fila del lado de presion 28 de las cerdas. La figura muestra una representacion esquematica de la disposicion de las cerdas individuales dentro de dichas filas de cerdas. Puede verse bien que el conjunto de las cerdas de la fila del lado de aspiracion 26 forma una superficie aerodinamica, que representa una prolongacion lisa del lado de 40 aspiracion 20 hacia atras. De la misma forma, el conjunto de las cerdas de la fila del lado de presion 28 forma una superficie aerodinamica, que representa una prolongacion lisa del lado de presion 22 hacia atras.
Las cerdas individuales presentan respectivamente un extremo fijado, que esta fijado en el borde trasero de perfil 24, y un externo libre.
45
Los extremos libres de las cerdas de la fila del lado de aspiracion 26 estan dispuestos cerca de los extremos libres de las cerdas de la fila del lado de presion 28, de modo que las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas convergen a lo largo de un borde trasero 42. En la figura tambien se muestra que los extremos libres de las cerdas individuales se tocan unos a otros o, en cualquier caso, que estan dispuestos a una distancia reducida unos de 50 otros.
Ademas, puede verse en la figura 3 que el borde trasero de perfil 24 presenta un punto final del lado de aspiracion 30, en el que coincide con el lado de aspiracion 20, y un punto final del lado de presion 32, en el que coincide con el lado de presion 22. Los extremos fijados de las cerdas de la fila del lado de aspiracion 26 estan fijados a una 55 distancia reducida del punto final del lado de aspiracion 30 en el borde trasero de perfil 24. De la misma forma, los extremos fijados de las cerdas de la fila del lado de presion 28 estan fijados a una distancia reducida del punto final del lado de presion 32 en el borde trasero de perfil 24. Entre las zonas en las que estan fijadas las cerdas en el borde trasero de perfil 24, el borde trasero de perfil 24 presenta un tramo central, en el que no estan dispuestas cerdas. El grosor del borde trasero de perfil 24 esta designado con d.
La figura 4 muestra otro ejemplo de realizacion, en el que la superficie aerodinamica formada por la fila del lado de aspiracion 26 y la superficie aerodinamica formada por la fila del lado de presion 28 no convergen formando un borde trasero delgado, estando dispuestos por el contrario los extremos libres de las cerdas correspondientes a una 5 distancia mas grande unos de otros. En esta disposicion, que es adecuada en particular para grosores muy grandes del borde trasero de perfil 24, con los que posiblemente sea problematica la convergencia de la fila del lado de aspiracion 26 y de la fila del lado de presion 28 formando un borde trasero comun, al menos puede reducirse el ruido de borde trasero, aunque por regla general no puede conseguirse una clara reduccion de la resistencia de presion mas elevada por el borde trasero de perfil 24 grueso.
10
El otro ejemplo de realizacion de la figura 5 muestra superficies aerodinamicas formadas por una fila del lado de aspiracion 26 y una fila del lado de presion 28, cuya disposicion corresponde a la de la figura 3. A diferencia de la figura 3 se muestra que las cerdas de dichas filas de cerdas estan engarzadas respectivamente en un cuerpo base 34 o 36. Los cuerpos base 36, 34 estan fijados respectivamente mediante una union articulada 38, 40 en los demas 15 componentes de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. De este modo pueden controlarse las posiciones angulares de la fila del lado de aspiracion 26 y de la fila del lado de presion 28. Tambien es posible un plegado completo de dichas filas de cerdas, por ejemplo para fines de transporte.
La figura 6 muestra otro ejemplo de realizacion con una fila de cerdas del lado de aspiracion 26 y una fila de cerdas 20 del lado de presion 28. Las cerdas presentan respectivamente dos tramos longitudinales diferentes. Un tramo mas elastico 44 esta dispuesto en el extremo fijado y un tramo mas ngido 46 esta dispuesto en el extremo libre de la cerda correspondiente.
La figura 7 muestra un detalle de un lado de aspiracion 20 de otro ejemplo de realizacion. El borde trasero de perfil 25 24 se extiende en la direccion perpendicular respecto al plano del dibujo. Ademas, pueden verse las cerdas de una fila de cerdas del lado de aspiracion 26. Cada una de las cerdas presenta una seccion transversal plana en un tramo longitudinal 48 que esta dispuesto a distancia del borde trasero de perfil 24. Esta seccion transversal plana se estrecha en direccion al borde trasero de perfil 24 hasta una seccion transversal realizada de forma circular en el tramo longitudinal 50. El tramo longitudinal 50 con seccion transversal circular actua como un resorte de torsion, de 30 modo que las cerdas estan alojadas de forma giratoria alrededor del eje de giro 52. El eje de giro 52 se encuentra desplazado en paralelo a una distancia de un eje longitudinal central 54 de la cerda correspondiente.
La disposicion del eje de giro 52 y del eje longitudinal central 54 respecto a las diferentes secciones transversales realizadas en los dos tramos longitudinales 48, 50 esta representada en la figura 8.
35
Lista de los signos de referencia usados
10. Pala de rotor de una instalacion de energfa eolica
40 12. Punta de pala
14. Rafz de pala
16. Tramo longitudinal 45
18. Borde delantero de perfil
20. Lado de aspiracion
50 22. Lado de presion
24. Borde trasero de perfil
26. Fila del lado de aspiracion 55
28. Fila del lado de presion
30. Punto final del lado de aspiracion
32. Punto final del lado de presion 34, 36. Cuerpo base 5 38, 40. Union articulada 42. Borde trasero 44. Tramo mas elastico
10
46. Tramo mas ngido
48. Tramo longitudinal con seccion transversal plana 15 50. Tramo longitudinal con seccion transversal circular 52. Eje de giro 54. Eje longitudinal central
20
d. Grosor del borde trasero de perfil

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Pala de rotor (10) de una instalacion de ene^a eolica con un perfil aerodinamico, que esta realizado en un tramo longitudinal (16) de la pala de rotor y presenta un lado de presion (22), un lado de aspiracion (20), un
    5 borde delantero de perfil (18) y un borde trasero de perfil (24) con un grosor de 3 mm o superior, asf como una pluralidad de cerdas dispuestas en el borde trasero de perfil (24), caracterizada porque las cerdas estan dispuestas en una fila del lado de aspiracion (26) y en una fila del lado de presion (28), formando la fila del lado de aspiracion (26) una superficie aerodinamica, que representa una prolongacion lisa del lado de aspiracion (20), y formando la fila del lado de presion (28) una superficie aerodinamica, que representa una prolongacion lisa del lado de presion (22), 10 y extendiendose las cerdas de la fila del lado de aspiracion (26) en la direccion de una tangente respecto al lado de aspiracion (20) y las cerdas de la fila del lado de presion (28) en la direccion de una tangente respecto al lado de presion (22).
  2. 2. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 1, caracterizada 15 porque el grosor (d) del borde trasero de perfil (24) es de 10 cm o inferior.
  3. 3. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el borde trasero de perfil (24) presenta un punto final del lado de aspiracion (30), en el que coincide con el lado de aspiracion (20), y un punto final del lado de presion (32), en el que coincide con el lado de
    20 presion (22), y porque las cerdas de la fila del lado de aspiracion (26) presentan respectivamente un extremo fijado, que esta dispuesto a una distancia del 30 % del grosor (d) del borde trasero de perfil (24) o inferior del punto final del lado de aspiracion (30) y/o las cerdas de la fila del lado de presion (28) presentan respectivamente un extremo fijado, que esta dispuesto a una distancia del 30 % del grosor (d) del borde trasero de perfil (24) o inferior del punto final del lado de presion (32).
    25
  4. 4. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los extremos libres de las cerdas de la fila del lado de aspiracion (26) estan dispuestos cerca de los extremos libres de cerdas de la fila del lado de presion (28), de modo que las superficies aerodinamicas formadas por las cerdas convergen a lo largo de un borde trasero (42).
    30
  5. 5. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las longitudes de las cerdas estan dimensionadas de tal modo que las cerdas de la fila del lado de aspiracion (26) y/o las cerdas de la fila del lado de presion (28) disminuyen a medida que aumenta la distancia del borde trasero de perfil (24).
    35
  6. 6. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las cerdas de la fila del lado de aspiracion (26) y/o las cerdas de la fila del lado de presion (28) estan sujetadas en cuerpos base (34, 36) unidos de forma articulada con el borde trasero de perfil (24).
    40 7. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 6,
    caracterizada porque al menos una parte de las cerdas presenta una seccion transversal plana.
  7. 8. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 7, caracterizada porque al menos una parte de las cerdas estan alojadas de forma giratoria alrededor de respectivamente un eje de
    45 giro (52), estando dispuesto el eje de giro (52) de forma desplazada en paralelo respecto a un eje longitudinal central (54) de la cerda correspondiente.
  8. 9. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque al menos una parte de las cerdas es intercambiable.
    50
  9. 10. Pala de rotor (10) de una instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque al menos una parte de las cerdas presenta respectivamente al menos dos tramos longitudinales con elasticidades diferentes, estando dispuesto un tramo mas elastico (44) en el extremo fijado y un tramo mas ngido (46) en el extremo libre de la cerda correspondiente.
ES11007613.0T 2011-09-19 2011-09-19 Pala de rotor de una instalación de energía eólica con un borde trasero de perfil grueso Active ES2584036T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11007613.0A EP2570656B1 (de) 2011-09-19 2011-09-19 Windenergieanlagenrotorblatt mit einer dicken Profilhinterkante

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2584036T3 true ES2584036T3 (es) 2016-09-23

Family

ID=44719071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11007613.0T Active ES2584036T3 (es) 2011-09-19 2011-09-19 Pala de rotor de una instalación de energía eólica con un borde trasero de perfil grueso

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9347427B2 (es)
EP (1) EP2570656B1 (es)
CN (1) CN102996326A (es)
DK (1) DK2570656T3 (es)
ES (1) ES2584036T3 (es)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140072441A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-13 Michael J. Asheim Load and noise mitigation system for wind turbine blades
WO2014048581A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft A wind turbine blade with a noise reducing device
US20150050154A1 (en) * 2013-05-23 2015-02-19 Kristian R. DIXON Airfoil trailing edge apparatus for noise reduction
WO2014207015A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Rotor blade with noise reduction means
CA2954716C (en) * 2014-07-14 2022-10-18 Lm Wp Patent Holding A/S A profile wedge for attachment of an aeroshell extender piece
DE102015012428A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-30 Senvion Gmbh Rotorblatt, Windernergieanlage, Verfahren zum Herstellen eines Rotorblatts und zum Aufstellen einer Windenergieanlage
DE102018103678A1 (de) 2018-02-19 2019-08-22 Wobben Properties Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage mit einer Splitterplatte
DK3587798T3 (da) 2018-06-27 2020-11-23 Siemens Gamesa Renewable Energy As Aerodynamisk konstruktion
EP3587799A1 (en) * 2018-06-27 2020-01-01 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Aerodynamic structure
CN109458310A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 北京金风科创风电设备有限公司 叶片以及包括该叶片的风力发电机组

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10340978B4 (de) * 2003-09-05 2008-09-18 Moosdorf, Reinhard W. Kunstfaserelement für Rotorblätter
ES2318925B1 (es) 2005-09-22 2010-02-11 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Aerogenerador con un rotor de palas que reduce el ruido.
NL1031223C1 (nl) * 2006-02-23 2007-08-24 Stichting Nationaal Lucht En R Reductie van windturbinegeluid door borstels op de achterrand van de bladen.
ES2310958B1 (es) 2006-09-15 2009-11-10 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Pala de aerogenerador optimizada.
US20080166241A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Stefan Herr Wind turbine blade brush
US7918653B2 (en) * 2007-02-07 2011-04-05 General Electric Company Rotor blade trailing edge assemby and method of use
DE102008003118A1 (de) 2008-01-02 2009-07-09 Richard Gerhold Überdruck-Erzeuger in Form eines Strahlapparats für Verdichtungsprozesse
DE102008003188A1 (de) * 2008-01-04 2009-07-09 General Electric Company Windturbinenblattbürste
US7976283B2 (en) * 2010-11-10 2011-07-12 General Electric Company Noise reducer for rotor blade in wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
DK2570656T3 (en) 2016-08-22
EP2570656A1 (de) 2013-03-20
CN102996326A (zh) 2013-03-27
EP2570656B1 (de) 2016-05-04
US9347427B2 (en) 2016-05-24
US20130071253A1 (en) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2584036T3 (es) Pala de rotor de una instalación de energía eólica con un borde trasero de perfil grueso
ES2414459T3 (es) Pala de rotor de una planta de energía eólica
ES2277928T3 (es) Pala de una turbina eolica.
ES2621185T3 (es) Pala de turbina eólica con hombro estrecho y perfiles aerodinámicos relativamente gruesos
ES2632425T3 (es) Cinta de borde de salida
ES2717338T3 (es) Pala de turbina eólica con dispositivo de guiado de flujo que se extiende longitudinalmente que tiene un elemento en forma de placa
ES2867759T3 (es) Pala de rotor con un borde de salida dentado
ES2360735T3 (es) Pala de rotor de turbina eólica.
ES2440218T3 (es) Pala de rotor de turbina eólica con emisión de ruido reducida
ES2800291T3 (es) Panel de borde de salida dentado para una pala de turbina eólica
ES2682348T3 (es) Generadores de vórtices
ES2237509T3 (es) Perfiles de pala para turbinas eolicas.
ES2232959T3 (es) Rotor de molino de viento y aspas para el mismo.
ES2741534T3 (es) Pala de turbina eólica que tiene un dispositivo de guía de flujo orientado hacia delante
ES2513396T3 (es) Pala de rotor de planta de energía eólica
ES2375969T3 (es) Construcción modular para pala de aerogenerador.
ES2621483T3 (es) Pala de turbina eólica
ES2763837T3 (es) Una pala de aerogenerador que tiene dispositivos aerodinámicos desplegables
ES2675953T3 (es) Pala de turbina eólica con pluralidad de piezas de un dispositivo de guiado del flujo extendido longitudinalmente
ES2761349T3 (es) Reductor de ruido para pala de rotor en un aerogenerador
ES2418368T3 (es) Pala de turbina eólica con perfil aerodinámico variable
ES2351317T3 (es) Instalación de energía eólica.
ES2616543T3 (es) Pala de turbina eólica con borde de salida variable
ES2607880T3 (es) Turbina eólica con palas de rotor curvadas
ES2762968T3 (es) Pala de rotor de turbina eólica