AT511895A1

AT511895A1 - WIND POWER ROTOR IN DARRIEUS-H CONSTRUCTION AND RELATED ROTOR BLADE

Info

Publication number: AT511895A1
Application number: AT12922011A
Authority: AT
Original assignee: Cleanvertec Dev Gmbh
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-15

Abstract

Ein Rotorblatt (2) für einen um eine Drehachse rotierbaren Windkraftrotor in Darrieus-H-Bauweise hat ein über seine Länge im Wesentlichen konstantes Profil und verläuft in montiertem Zustand seiner Länge nach in im Wesentlichen gleichbleibendem Abstand (R) zur Drehachse. Das Rotorblatt (2) weist seiner Länge nach eine schraubenlinienartige Form mit im Wesentlichen gleichbleibendem Steigungswinkel auf, wobei das Profil des Rotorblatts eine Profiltiefe (t) aufweist, die einem Verhältnis der Profiltiefe zum Abstand (R) des Rotorblatts zur Drehachse bei 1 : (5 ± 0,5) entspricht.A rotor blade (2) for a rotary power rotor rotatable about a rotation axis in Darrieus H-construction has a substantially constant over its length profile and extends in the assembled state its length at substantially constant distance (R) to the axis of rotation. The rotor blade (2) has a helical shape with a substantially constant pitch angle along its length, wherein the profile of the rotor blade has a tread depth (t) which corresponds to a ratio of the tread depth to the distance (R) of the rotor blade from the axis of rotation at 1: (5 ± 0.5).

Description

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WINDKRAFTROTOR IN DARRIEUS-H-BAUWEISE UND ZUGEHÖRENDES ROTORBLATTWIND POWER ROTOR IN DARRIEUS-H CONSTRUCTION AND RELATED ROTOR BLADE

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für einen um eine Drehachse rotierbaren Windkraftrotor in Darrieus-H-Bauweise, wobei das Profil des Rotorblatts über seine Länge im Wesentlichen konstant ist und das Rotorblatt in montiertem Zustand seiner Länge nach in im Wesentlichen gleichbleibendem Abstand zur Drehachse verläuft. Die Erfindung betrifft weiters einen Windkraftrotor mit zumindest zwei Rotorblättern dieser Art.The invention relates to a rotor blade for a rotating about a rotation axis wind power rotor in Darrieus H-construction, wherein the profile of the rotor blade over its length is substantially constant and the rotor blade in the assembled state its length at substantially constant distance from the axis of rotation. The invention further relates to a wind power rotor with at least two rotor blades of this type.

Rotorblätter der genannten Art sind z.B. aus DE 197 41 495 Al bekannt. Darin ist ein Darrieus-H-Rotor mit zur Drehachse parallelen Rotorblättern aus Blech-Hohlprofilen beschrieben. Darrieus-Rotoren zeichnen sich durch die in der Regel vertikale Orientierung der Drehachse aus, sogenannter Vertikallauf. Vertikallaufende Rotoren haben den Vorteil, dass sie unabhängig von der Windrichtung angetrieben werden können; ein Einstellen auf die aktuelle Windrichtung wie bei horizontallaufenden Windrädern erübrigt sich. Das Profil eines Darrieus-Rotorblatts ist im Wesentlichen entlang einer Umfangsrichtung (somit senkrecht zur Drehachse des Rotors) ausgerichtet. Durch die im Wesentlichen in konstantem Abstand zur Drehachse verlaufende Geometrie der Rotorblätter in einem H-Rotor kann das Profil über die Länge des Rotors hinweg konstant bleiben; es ergibt sich ein gleichmäßiger Kraftansatz des Windes und eine einfachere Bauweise.Rotor blades of the type mentioned are e.g. from DE 197 41 495 Al known. It describes a Darrieus H rotor with rotor blades parallel to the axis of rotation made of sheet metal hollow sections. Darrieus rotors are characterized by the generally vertical orientation of the axis of rotation, so-called vertical run. Vertical rotors have the advantage that they can be driven independently of the wind direction; adjustment to the current wind direction as with horizontally running wind turbines is unnecessary. The profile of a Darrieus rotor blade is aligned substantially along a circumferential direction (thus perpendicular to the axis of rotation of the rotor). By virtue of the geometry of the rotor blades in an H rotor running essentially at a constant distance from the axis of rotation, the profile can remain constant over the length of the rotor; It results in a uniform force approach of the wind and a simpler design.

Bei herkömmlichen Darrieus-H-Rotoren treten bedingt durch die Geometrie Schwingungen (Vibrationen) auf, die zu hoher Belastung in der Halterung und Verankerung führen und zudem störende Geräusche erzeugen können.In conventional Darrieus H rotors occur due to the geometry vibrations (vibrations), which lead to high stress in the holder and anchoring and also can produce disturbing noises.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere Schwingungen zu reduzieren.The invention is therefore based on the object to avoid the disadvantages mentioned and in particular to reduce vibrations.

Diese Aufgabe wird von einem Rotorblatt der eingangs genannten Art gelöst, welches erfindungsgemäß seiner Länge nach eine schraubenlinienartige Form mit im Wesentlichen gleichbleibendem Steigungswinkel aufweist, wobei das Profil des Rotorblatts eine Profiltiefe t aufweist, die einem Verhältnis der Profiltiefe zum Abstand R des Rotorblatts zur Drehachse von t: R = 1 : 5 ± 0,5 entspricht. P] 21)69This object is achieved by a rotor blade of the type mentioned, which according to the invention has a helical shape with substantially constant pitch angle, wherein the profile of the rotor blade t has a profile depth, the ratio of the tread depth to the distance R of the rotor blade to the axis of rotation of t: R = 1: 5 ± 0.5. P] 21) 69

Die erfindungsgemäße Lösung mit der Verwendung eines Rotorprofils mit dem genannten Wert des Verhältnisses von t: R von etwa 1 : 5 ergibt eine Profilsehne, welche sich in vorteilhafter Weise an den Umkreisdurchmesser des Rotors anpasst. Somit ist gewährleistet das das verwendete Profil durch eine optimale Anströmung auch die maximale Energie aus dem Wind generieren kann. Um den Vorteil aus diesem Verhältnis nutzen zu können muss dessen Wert mit einer gewissen Genauigkeit eingehalten werden. Die maximale Abweichung des Verhältnisses soll somit nicht mehr als 0,5 betragen. Als idealer Wert wird allerdings ein Verhältnis von 1 : 5 angesehen.The inventive solution with the use of a rotor profile with the said value of the ratio of t: R of about 1: 5 results in a chord that adapts advantageously to the perimeter diameter of the rotor. This ensures that the profile used can also generate the maximum energy from the wind through optimal flow. In order to take advantage of this ratio, its value must be met with a certain accuracy. The maximum deviation of the ratio should therefore not be more than 0.5. However, the ideal value is a ratio of 1: 5.

Die genannte Aufgabe wird außerdem von einem Windkraftrotor in Darrieus-H-Bauweise mit zumindest zwei Rotorblättern der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Art gelöst. Vorzugsweise hat der Windkraftrotor drei Rotorblätter, was eine gleichmäßigere Lastverteilung und bessere Ausnutzung der Windverhältnisse ergibt.Said object is also achieved by a wind power rotor in Darrieus H construction with at least two rotor blades of the type described above according to the invention. Preferably, the wind power rotor has three rotor blades, resulting in a more even load distribution and better utilization of wind conditions.

Diese erfindungsgemäße Lösung ergibt eine verbesserte Aerodynamik und gleichmäßigeren Lauf des Rotors. Infolge der Verwindung der Rotorblätter kann erreicht werden, dass immer ein Bereich eines Rotorblattes der Windrichtung zugewandt ist. Dadurch ergibt sich ein deutlich verbessertes Lastverhalten, Schwingungen werden stark reduziert und infolge dessen sinkt der Geräuschpegel. Zudem wird die erreichbare Leistung des Rotors verbessert.This solution according to the invention results in improved aerodynamics and more uniform running of the rotor. As a result of the twisting of the rotor blades, it can be achieved that always an area of a rotor blade faces the wind direction. This results in a significantly improved load behavior, vibrations are greatly reduced and as a result, the noise level decreases. In addition, the achievable performance of the rotor is improved.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein besonders gleichmäßiger Lauf des Rotors erreicht, wenn die Rotorblätter einen Umlaufswinkel (Verwindungswinkel) von 180°/n oder 360°/n um die Drehachse überdecken, wobei n die Anzahl der Rotorblätter ist. In diesem Fall schneidet eine durch die Drehachse gelegte Ebene bzw. eine von der Drehachse ausgehende Halbebene, unabhängig von deren Orientierung in Bezug auf den Rotor, stets genau ein Rotorblatt an einer Stelle. Diese Stelle wandert bei einer Drehung des Rotors (und festgehaltener Ebene) entlang des Rotorblattes, und wenn sie an einem Ende des Rotorblattes ankommt, nimmt das nächste Rotorblatt eine gleichartige Stelle auf. Auf diese Weise wird entlang der Anzahl von Rotorblättern stets ein vollständiger Umlauf der Strömungsprofile verwirklicht, unabhängig von der Stellung des Rotors, was zu dem gleichmäßigen Lauf und Reduktion von Schwingungen führt. Aus dieser Überlegung her sind besonders Umlaufwinkel von 360°/n günstig, jedoch sind aus produktionstechnischen Gründen Rotorblätter mit Umlaufwinkel 180°/n einfacher herzustellen und bieten ebenfalls einen sehr gleichmäßigen Lauf. PI 2069 • · * ·· · · m * m • * ♦ I · · · ^ Ϊ „ β ψ · • · # · * * · ·In a particularly advantageous embodiment of the invention, a particularly uniform running of the rotor is achieved when the rotor blades cover a circumferential angle (torsion angle) of 180 ° / n or 360 ° / n about the axis of rotation, where n is the number of rotor blades. In this case, regardless of their orientation with respect to the rotor, a plane defined by the axis of rotation or a half plane emanating from the axis of rotation always cuts exactly one rotor blade at one location. This point travels along the rotor blade upon rotation of the rotor (and held plane), and when it arrives at one end of the rotor blade, the next rotor blade assumes a similar location. In this way, a complete circulation of the flow profiles is always realized along the number of rotor blades, regardless of the position of the rotor, resulting in the smooth running and reduction of vibrations. For this reason, 360 ° / n recirculation angles are particularly favorable, but rotor blades with a circumferential angle of 180 ° / n are easier to manufacture for production-technical reasons and likewise offer a very uniform running. PI 2069 • · * ··· · m * m • * ♦ I · · · ^ Ϊ "β ψ · · · # · * * · ·

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine besonders effiziente Realisierung des Rotors mit einem Umlaufswinkel von 60° je Rotorblatt erreicht, bei einer Anzahl von drei Rotorblättern.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a particularly efficient implementation of the rotor is achieved with a circumferential angle of 60 ° per rotor blade, with a number of three rotor blades.

Das Profil kann vorteilhafter Weise symmetrisch sein, was eine leichtere Herstellung ermöglicht. Günstiger Weise kann die Höhe des Rotorblatts, gemessen entlang der Drehachse, das Doppelte des Abstands zur Drehachse sein, wobei die Abweichung von diesem Wert um ±5% sein kann.The profile may advantageously be symmetrical, allowing for easier manufacture. Conveniently, the height of the rotor blade, measured along the axis of rotation, may be twice the distance to the axis of rotation, the deviation of which may be ± 5%.

Die Erfindung samt weiteren Vorzügen wird im Folgenden anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Die Zeichnungen zeigen:The invention together with further advantages will be explained below with reference to a non-limiting embodiment, which is illustrated in the accompanying drawings. The drawings show:

Fig. 1 einen Windkraftrotor gemäß dem Ausführimgsbeispiel in Aufsicht;1 shows a wind power rotor according to the Ausführimgsbeispiel in plan view;

Fig. 2 den Windkraftrotor der Fig. 1 in einer Ansicht, wobei je ein Rotorblatt des Rotors mit einer Sicht auf die Außenseite, die Innenseite bzw. die Profilkante erkennbar ist;1 in a view, wherein each rotor blade of the rotor with a view of the outside, the inside or the profile edge is visible;

Fig. 3 illustriert ein gewölbtes Profil eines Rotorblatts sowie die typischen Parameter eines Profils; undFig. 3 illustrates a domed profile of a rotor blade and the typical parameters of a profile; and

Fig. 4 zeigt ein symmetrisches Profil eines Rotorblatts.4 shows a symmetrical profile of a rotor blade.

Der nachfolgend beschriebene Windkraftrotor mit einer modifizierten Darrieus-Bauweise ist nur ein Beispiel unter vielen und ist nicht einschränkend für die Erfindung auszulegen. Vielmehr umfasst die Erfindung sämtliche Ausführungsformen und Abwandlungen, die der Fachmann im Bereich der Ansprüche ausführen kann.The wind power rotor with a modified Darrieus construction described below is only one example among many and is not to be construed as limiting the invention. Rather, the invention encompasses all embodiments and modifications which the person skilled in the art can make within the scope of the claims.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist ein Windkraftrotor 1 mit drei Rotorblättern oder Flügeln 2 gezeigt. Jeder der Flügel 2 ist mit je zwei Speichen 3 an einer zentralen Welle 4 drehfest montiert, die vertikal ausgerichtet und auf einem Mast in z.B. einer Generatoreinrichtung drehbar gelagert ist. PI 2069Referring to Fig. 1, there is shown a wind turbine rotor 1 with three blades or blades 2. Each of the wings 2 is rotatably mounted, each with two spokes 3 on a central shaft 4, which is vertically aligned and mounted on a mast in e.g. a generator device is rotatably mounted. PI 2069

Wie auch anhand Fig. 2 ersichtlich ist, weist ein Flügel 2 eine Neigung gegenüber der Vertikalen (und somit der Drehachse) auf, und verläuft entlang seiner gesamten Länge mit gleichbleibendem Profil - und insbesondere konstanter Profiltiefe - in gleichbleibendem Abstand R zur Drehachse; dieser Abstand entspricht somit dem Radius des Rotors 1. Der Flügel beschreibt somit eine Schraubenlinie um die Drehachse. Während die Erfindung grundsätzlich einen gleichbleibenden Abstand und Neigungswinkel über die gesamte Länge vorsieht, sind geringfügige Abweichungen möglich, soweit diese strömungstechnisch zu keinen Einbußen führen, insbesondere im mm-Bereich oder durch fertigungstechnische Abweichungen.As can also be seen from FIG. 2, a wing 2 has an inclination relative to the vertical (and thus the axis of rotation), and runs along its entire length with a constant profile - and in particular constant profile depth - at a constant distance R from the axis of rotation; this distance thus corresponds to the radius of the rotor 1. The wing thus describes a helix about the axis of rotation. While the invention basically provides a constant distance and angle of inclination over the entire length, slight deviations are possible, as far as they do not lead to any flow-related losses, in particular in the mm range or due to production-related deviations.

Außerdem ist in Fig. 2 erkennbar, dass die Speichen 3 jedes Flügels 2 schräg verlaufen, nämlich zur Mitte hin zusammen laufen und über eine zentrale Nabe 5 am Ende der Welle 4 gehalten sind,In addition, it can be seen in FIG. 2 that the spokes 3 of each wing 2 run obliquely, namely run together towards the center and are held at the end of the shaft 4 via a central hub 5,

In den Fig. 3 und 4 sind Beispiele für Profile gezeigt, die sich für das erfindungsgemäße Rotorblatt eignen. Das in Fig. 3 gezeigte Profil weist eine Krümmung auf, die in der Zeichnung nach unten konkav ist. Außerdem sind typische Profilkenngrößen ersichtlich. Als Skelettlinie - auch Profilmittellinie oder Wölbungslinie - bezeichnet man die Linie, die im Querschnitt eines Flügels genau zwischen der Ober- und Unterseite liegt.Examples of profiles which are suitable for the rotor blade according to the invention are shown in FIGS. 3 and 4. The profile shown in Fig. 3 has a curvature which is concave downward in the drawing. In addition, typical profile characteristics can be seen. As a skeleton line - also profile center line or camber line - one designates the line, which lies in the cross section of a wing exactly between the top and bottom.

Die Profiltiefe t gibt die Länge der Linie von der Profilnase bis zur Profilhinterkante an. Die Profilwölbung f bezeichnet die größte Abweichung der Skelettlinie von der Profilsehne. Die Profilwölbung beeinflusst in hohem Maße Auftrieb und Widerstand eines Profils. Die Profildicke d ist der größtmögliche Kreisdurchmesser auf der Skelettlinie. Der Nasenradius r bezeichnet den Radius des Nasenkreises der Profilnase. Der Nasenradius hat großen Einfluss auf das Verhalten des Profils bei hohen Anstellwinkeln und somit hohen Auftriebs-beiwerten.The tread depth t indicates the length of the line from the profile nose to the profile trailing edge. The profile curvature f denotes the largest deviation of the skeleton line from the chord. The profile curvature greatly influences the buoyancy and resistance of a profile. The profile thickness d is the largest possible circle diameter on the skeleton line. The nose radius r denotes the radius of the nose circle of the profile nose. The nose radius has great influence on the behavior of the profile at high angles of attack and thus high lift coefficients.

Fig. 4 zeigt ein symmetrisches Profil, das seiner Längsachse entlang symmetrisch ist; somit ist seine Skelettlinie gerade. Die Profilkontur des Flügels der Fig. 1 und 2 ist vorzugsweise um seine Skelettlinie symmetrisch.Fig. 4 shows a symmetrical profile which is symmetrical along its longitudinal axis; so his skeleton line is straight. The profile contour of the wing of Figs. 1 and 2 is preferably symmetrical about its skeleton line.

Wieder bezugnehmend auf Fig. 1 spannt ein Flügel jeweils einen Winkel um die Drehachse auf. Dieser Winkel entspricht gerade 60°; dieser Winkel wird in Bezug auf die Radiuslinien an gleichen Profilpositionen am oberen bzw. unteren Ende des Flügels gemessen, beispielsweise an den Profilhinterkanten. Wenn die Anzahl der Flügel von drei verschieden ist, wird der Winkel entsprechend 180°/n gewählt. Der besondere Vorteil dieser Wahl liegt in der gleichmäßigeren Lastverteilung während der Rotation und dadurch verringerten Schwingungen. Dies ist besonders bei Dachmontagen von großem Vorteil. Auch ein Winkel 360°/n ist möglich, insbesondere bei höheren Flügelzahlen je Rotor.Referring again to Fig. 1, a wing biases an angle about the axis of rotation. This angle corresponds to just 60 °; this angle is measured in relation to the radius lines at the same profile positions at the upper or lower end of the wing, for example at the profile trailing edges. If the number of blades is different from three, the angle is selected corresponding to 180 ° / n. The particular advantage of this choice lies in the more uniform load distribution during rotation and thus reduced vibrations. This is a great advantage especially for roof installations. An angle of 360 ° / n is also possible, especially with higher numbers of blades per rotor.

Der Neigungswinkel des Flügels 2 in Bezug auf die Vertikale ergibt sich aus der Wahl der Höhe H in Bezug auf den Radius R bzw. Durchmesser 2R. Beispielsweise kann für eine 1 kW-Anlage der Durchmesser 2R = 2,00 m bei einer Höhe von H = 2,00 m sein; größere Anlagen mit höheren Leistungswerten sind entsprechend größer dimensioniert, z.B. für 5 kW: 2R = 4,50 m und H = 4,00 m; bzw. für 10 kW: 2R= 6,25 m und H = 6,00 m.The angle of inclination of the wing 2 with respect to the vertical results from the choice of the height H with respect to the radius R or diameter 2R. For example, for a 1 kW turbine, the diameter may be 2R = 2.00 m at a height of H = 2.00 m; larger systems with higher power values are dimensioned correspondingly larger, e.g. for 5 kW: 2R = 4.50 m and H = 4.00 m; or for 10 kW: 2R = 6.25 m and H = 6.00 m.

Ein Radius-Höhen-Verhältnis von 2R = H wirkt sich hierbei aufgrund folgender Überlegung vorteilhaft aus. Bei der Rotordimensionierung sind zwei wesentlich entscheidende Faktoren die maximale Drehzahl und das erforderliche Drehmoment. Da jedes Flügelprofil einen optimalen Arbeitsbereich besitzt, hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit des Rotorblatts, ist darauf zu achten, dass dieser gerade bei Nenndrehzahl der Anlage und etwas darunter erreicht wird. Wird die Umfangsgeschwindigkeit des Rotorblatts zu hoch, wird der Luftwiderstand im Verhältnis zum Drehmoment höher. Ist die Umfangsgeschwindigkeit zu niedrig, wird das erforderliche Drehmoment nicht erreicht und die Rotordrehzahl würde bei Lastabnahme einbrechen. Aus dieser Abwägung ergibt sich ein optimales Verhältnis der Rotordrehzahl gegenüber dem Drehmoment bei 2R = H, wobei die genannte Verhältniszahl 2 um bis zu ±10% variieren kann.A radius-height ratio of 2R = H has an advantageous effect here due to the following consideration. In rotor sizing, two key factors are the maximum speed and torque required. Since each airfoil has an optimal working range, with regard to the peripheral speed of the rotor blade, care should be taken that it is reached at nominal turbine speed and slightly below. If the peripheral speed of the rotor blade becomes too high, the air resistance in relation to the torque becomes higher. If the peripheral speed is too low, the required torque will not be reached and the rotor speed would break when load is reduced. From this balance results an optimal ratio of the rotor speed against the torque at 2R = H, said ratio 2 can vary by up to ± 10%.

Das Verhältnis zwischen der Profiltiefe t des Rotorblattes 2 und dem Radius R des Rotors ist gemäß der Erfindung 1 :5, bzw. wenn der Durchmesser 2R als Bezugsgröße verwendet wird, 1:10. Bei einem Durchmesser von 4,5 m beispielsweise ist die Rotorblatttiefe somit 450 mm.The ratio between the tread depth t of the rotor blade 2 and the radius R of the rotor is 1: 5 according to the invention, or if the diameter 2R is used as a reference, 1:10. For example, with a diameter of 4.5 m, the rotor blade depth is 450 mm.

Die Flügel sind aus Glasfaserverbundwerkstoffen oder Aluminium gefertigt. PI 2069 • .. ·*··-##_ .. ··*» · ··*The wings are made of glass fiber composites or aluminum. PI 2069 • .. · * ·· - ## _ .. ·· * »· ·· *

Alle in Folge besprochenen Zusammenhänge gelten für eine rein 2-dimensionale Profilgeometrie. Die betrachtete Ebene (vgl. Fig. 3 und 4) wird normal zur Drehachse des Rotors aufgespannt.All relationships discussed below apply to a purely 2-dimensional profile geometry. The considered plane (see Fig. 3 and 4) is clamped normal to the axis of rotation of the rotor.

Der 3-dimensionale, transiente Strömungszustand, wie er bei einem Vertikalwindkraftwerk auftritt, kann nur mit aufwendigen numerischen Simulationen berechnet werden. Für Auslegung von Vertikalwindkraftwerken und theoretische Betrachtungen ist in der Praxis eine 2-dimensionale Darstellung ausreichend. Die Profilkenngrößen, und insbesondere die Profiltiefe t, werden somit stets innerhalb einer zur Drehachse normalen Ebene gemessen.The 3-dimensional, transient flow state, as occurs in a vertical wind power plant, can only be calculated with complex numerical simulations. For interpretation of vertical wind power plants and theoretical considerations a 2-dimensional representation is sufficient in practice. The profile parameters, and in particular the tread depth t, are thus always measured within a plane normal to the axis of rotation.

Die oben genannten Definitionen wurden für ein aerodynamisches Profil, welches entlang einer geradlinigen Bahn bewegt wird, beschrieben. Bewegt man solch ein Profil in einer Kreisbahn, so wie dies bei einem Vertikalwindkraftwerk der Fall ist, ändern sich dadurch die An- und Abströmverhältnisse am Profil. Selbst ein symmetrisches Profil verhält sich dann wie ein gewölbtes Profil. Die An- und AbstrÖmwinkel, welche diese „virtuelle" Wölbung am Profil erzeugen, sind abhängig von Blatttiefe und Rotordurchmesser des Vertikalwindkraftwerks. Somit hat das Verhältnis von Rotorblatttiefe zu Rotordurchmesser einen entscheidenden Einfluss auf das Betriebsverhalten des Windkraftwerkes und ist eine wichtige Auslegungsgröße. Durch die erfindungsgemäße Auslegung ergibt sich eine maximale Effizienz des Rotors und zudem eine geringere Geräuschentwicklung durch ein aerodynamisch besseres Verhalten der Luftströmung.The above definitions have been described for an aerodynamic profile that is moved along a rectilinear path. Moving such a profile in a circular path, as is the case with a vertical wind power plant, thereby changing the inflow and outflow conditions on the profile. Even a symmetrical profile behaves like a curved profile. The inflow and outflow angles which this "virtual " Create curvature on the profile, depending on the blade depth and rotor diameter of the vertical wind power plant. Thus, the ratio of rotor blade depth to rotor diameter has a decisive influence on the operating behavior of the wind power plant and is an important design variable. The inventive design results in a maximum efficiency of the rotor and also a lower noise due to an aerodynamically better behavior of the air flow.

Die Gestaltung des Nasenradius hat bei Vertikalwindkraftwerk großen Einfluss auf das Verhalten bei niedrigen Rotordrehzahlen und somit auf das Anlaufverhalten der Anlage. Die Größe des Nasenradius beeinflusst in weiterer Folge auch die Dicke und die Dickenverteilung des Profils.The design of the nose radius has a large influence on the behavior at low rotor speeds and thus on the startup behavior of the system in a vertical wind power plant. The size of the nose radius also influences the thickness and the thickness distribution of the profile.

Wien, den 8. September 2011Vienna, September 8, 2011

Claims

1. Rotor blade (2) for a Darrieus H-type wind power rotor rotatable about a rotation axis, wherein the profile of the rotor blade is substantially constant over its length and the rotor blade remains in its mounted state at a substantially constant distance (R ) extends to the axis of rotation, characterized in that the rotor blade (2) has a helical shape with substantially constant pitch angle, wherein the profile of the rotor blade a tread depth (t) with a ratio of the tread depth to the distance (R) of the rotor blade Has a rotation axis of 1: 5 + 0.5.

2. Rotor blade according to claim 1, characterized in that the rotor blade covers a circumferential angle of 180 ° / n or 360 ° / n about the axis of rotation, where n is an integer, preferably n = 3.

3. Rotor blade according to claim 1 or 2, characterized by a symmetrical profile.

4. Rotor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the height (H) of the rotor blade, measured along the axis of rotation, twice the distance (R) to the axis of rotation.

5. Wind power rotor (1) in Darrieus H-construction, with at least two rotor blades (2) according to one of the preceding claims, preferably three rotor blades (2).

6. Wind power rotor according to claim 4, characterized in that the rotor blades cover a circumferential angle of 180 ° / n or 360 ° / n about the axis of rotation, where n is the number of rotor blades. Vienna, September 8, 2011