BR112020001466A2

BR112020001466A2 - Pá de rotor de um rotor de uma instalação de energia eólica, instalação de energia eólica, e, método para melhorar a eficiência de um rotor de uma instalação de energia eólica

Info

Publication number: BR112020001466A2
Application number: BR112020001466-4A
Authority: BR
Inventors: Florian Rubner
Original assignee: Wobben Properties Gmbh
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2021-03-30
Also published as: JP7048717B2; WO2019030205A1; CA3069882A1; US11421648B2; JP2020529546A; EP3665384A1; BR112020001466B1; CN110998088B; US20200370534A1; CA3069882C; DE102017117843A1; DK3665384T3; EP3665384B1; CN110998088A; KR20200038503A

Abstract

a presente invenção refere-se a uma pá de rotor com: um bordo de fuga da pá de rotor que se estende entre uma raiz de pá de rotor e uma ponta de pá de rotor, ao longo de um comprimento de pá de rotor; e uma profundidade de perfil que se adapta entre o bordo de fuga da pá de rotor e um bordo de ataque da pá de rotor. a fim de aumentar eficiência, pelo menos um elemento de perfil com uma seção de perfil contínua pode ser afixada a ou na região do bordo de fuga da pá de rotor para alterar a profundidade de perfil da pá de rotor, a extensão da profundidade de perfil além do bordo de fuga da pá de rotor é determinada dependendo de um dimensionamento padronizado e dependente de carga da profundidade de perfil da pá de rotor e de um nível de carga que se adapta a um local de instalação da instalação de energia eólica.

Description

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PÁ DE ROTOR DE UM ROTOR DE UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, E, MÉTODO PARA MELHORAR A EFICIÊNCIA DE UM ROTOR DE UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA

[001] A invenção se refere a uma pá de rotor de um rotor de uma instalação de energia eólica e a uma instalação de energia eólica. A presente invenção também se refere a um método para melhorar a eficiência de um rotor de uma instalação de energia eólica.

[002] As instalações de energia eólica são geralmente conhecidas e projetadas, por exemplo, como na figura 1. O projeto de instalações de energia eólica ou seus componentes é realizado com base em diretrizes padronizadas (por exemplo IEC 61400), que se referem aos requisitos de projeto principais para garantir a integridade técnica de instalações de energia eólica. O propósito desse padrão é prover um nível apropriado de proteção contra danos que surgem de riscos durante a vida útil planejada da instalação de energia eólica. Nesse caso, os parâmetros padrões são envolvidos no dimensionamento da instalação de energia eólica, cujo dimensionamento é dependente de uma carga padronizada, mas não é específico de local. Os parâmetros padrões são, inter alia, cisalhamento, a ocorrência de turbulência, condições climáticas, densidade do ar, e velocidades de referência para classes de vento e zonas de vento. Devido a seu dimensionamento padronizado e dependente de carga, as pás de rotor têm um perfil definido com parâmetros fixos, tal como, por exemplo, a profundidade de perfil com polos de perfil associados. Esses perfis definidos formam a base para o cálculo de carga e o cálculo da produção de energia anual (AEP).

[003] O projeto da pá de rotor ou pás de rotor é um importante aspecto para as emissões e a eficiência da instalação de energia eólica. As pás de rotor de uma instalação de energia eólica geralmente têm um lado de sucção e um lado de pressão. O lado de sucção e o lado de pressão convergem

2 / 14 no bordo de fuga da pá de rotor. A diferença em pressão entre o lado de sucção e o lado de pressão pode resultar na geração de vórtices, que podem garantir uma emissão de barulho e uma redução em potência no bordo de fuga da pá de rotor.

[004] O projeto de uma instalação de energia eólica ou formação resultante das pás de rotor é predominantemente orientado para um local padronizado ou uma carga padronizada, em que verificações/cargas específicas do local também podem estar envolvidas. Dessa maneira, as pás de rotor são definidas em termos de sua configuração geométrica posterior. Em particular, as pás de rotor têm uma geometria fixa, que não é mais passível de adaptação posterior com relação à torção ou profundidade de perfil durante o processo de produção.

[005] A presente invenção, portanto, se baseia no objetivo de abordar pelo menos um dos problemas acima mencionados; em particular, pretende-se propor uma solução que adicionalmente aumenta a eficácia de uma pá de rotor de uma instalação de energia eólica.

[006] Para alcançar o objetivo , uma pá de rotor de um rotor de uma instalação de energia eólica é proposta. A pá de rotor tem um bordo de fuga da pá de rotor que se estende entre uma raiz de pá de rotor e uma pá de rotor, ao longo de um comprimento de pá de rotor, e tem uma profundidade de perfil que se estabelece entre o bordo de fuga da pá de rotor e um bordo de ataque da pá de rotor. A fim de melhorar a eficiência, a pá de rotor possui pelo menos um elemento de perfil que possui uma seção de perfil contínua, cujo elemento de perfil, com a finalidade de alterar a profundidade de perfil da pá de rotor, pode ser fixado a ou na região do bordo de fuga da pá de rotor e cuja extensão do elemento de perfil além do bordo de fuga da pá de rotor é determinada de uma maneira dependente de um dimensionamento padronizado e dependente de carga da profundidade do perfil da pá de rotor e de um nível de carga que é estabelecido em um local de instalação da

3 / 14 instalação de energia eólica.

[007] A alteração na profundidade de perfil é realizada pela fixação do pelo menos um elemento de perfil, cuja extensão é determinada com base em uma diferença entre a carga padronizada, na qual o dimensionamento da pá de rotor foi baseado durante a produção do mesmo, e um local específico, por exemplo, nível de carga medido e/ou simulado. Se a carga localizada medida cair abaixo da carga padronizada na qual se baseia o dimensionamento da pá de rotor, por exemplo, devido a uma densidade de ar menor, superdimensionamento está presente. O dito superdimensionamento constitui uma reserva de carga, da qual o uso é feito pelo menos parcialmente pela alteração posterior na profundidade de perfil da pá de rotor. Com base no dito superdimensionamento, é possível determinar a profundidade de perfil admissível da pá de rotor que é específica a esse local, a fim de adaptá-lo em um estágio posterior. A fixação do pelo menos um elemento de perfil altera a profundidade de perfil da pá de rotor de acordo com a extensão do elemento de perfil. A seção de perfil contínua do elemento de perfil se estende de uma maneira constante ou variável na direção da profundidade de perfil. O pelo menos um elemento de perfil possibilita prover uma maior superfície atuada pelo vento na pá de rotor existente, isso sendo associado com um aumento em potência através da utilização direcionada da reserva de carga disponível.

[008] Para aumentar a superfície atuada pelo vento ou aumentar a profundidade de perfil por meio de pelo menos um elemento de perfil, são possíveis várias configurações do mesmo. A extensão respectiva do pelo menos um elemento de perfil é determinada de uma maneira dependente da respectiva reserva de carga dependente de local da instalação de energia eólica.

[009] De preferência, o pelo menos um elemento de perfil pode se estender pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento da pá de rotor. Um elemento de perfil único que se estende continuamente por todo o

4 / 14 comprimento da pá de rotor tem a vantagem de haver menos transições entre este e a pá de rotor, nas quais podem ocorrer redemoinhos indesejáveis. Por outro lado, a provisão de dois ou mais elementos de perfil é vantajosa já que estes são mais fáceis de obter em termos de produção. Ademais, o encaixe das pás de rotor pode ser provido mais facilmente. Preferencialmente, o pelo menos um elemento de perfil é arranjado normal ao contorno do bordo de fuga da pá de rotor.

[0010] Em uma modalidade preferencial, o pelo menos um elemento de perfil, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor, tem um contorno estreito. Aqui, o contorno estreito substancialmente segue o contorno transversal da pá de rotor, isto é, forma, por exemplo, uma extensão de uma seção de perfil do perfil da pá de rotor além do bordo de fuga da pá de rotor que se estreita a um ponto.

[0011] Em uma modalidade preferencial, o pelo menos um elemento de perfil, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor, tem um contorno constante. Para esse fim, o pelo menos um elemento de perfil pode ser projetado como uma placa com espessura constante. Também é vantajosamente possível realizar combinações de um contorno estreito e um contorno constante e/ou também um contorno amplo em outras modalidades. Com relação a uma espessura constante, alternativa ou adicionalmente, por exemplo seccionalmente, o elemento de perfil pode ter, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor, uma espessura decrescente, isto é, um contorno estreito.

[0012] O bordo de fuga da pá de rotor pode ter um forma afiada ou embotada, isto é, a pá de rotor pode ter um contorno traseiro plano. O pelo menos um elemento de perfil pode ser arranjado diretamente no bordo de fuga, em particular no caso de um bordo de fuga embotado, ou na região do bordo de fuga, em particular no lado de pressão e/ou sucção.

[0013] Preferencialmente, o elemento de perfil que se estende pelo

5 / 14 menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor pode ter um contorno que é torcido seccionalmente em relação ao eixo geométrico longitudinal da pá de rotor. O pelo menos um elemento de perfil segue a torção da pá de rotor. As propriedades aerodinâmicas específicas da pá de rotor original são, assim, pelo menos substancialmente mantidas apesar da alteração na profundidade de perfil.

[0014] Preferencialmente, a extensão do elemento de perfil que se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor pode variar de uma maneira dependente da profundidade de perfil da pá de rotor. A largura do elemento de perfil pode variar com o contorno da profundidade de perfil da pá de rotor, a fim de manter a característica aerodinâmica da pá de rotor. Como uma alternativa ou em adição a uma dependência da profundidade de perfil da pá de rotor, a extensão pode depender em uma posição na direção de raio do rotor.

[0015] Em uma modalidade particularmente preferencial, o elemento de perfil tem forma de várias peças e tem uma seção que, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor, une a seção de perfil e que tem um contorno interrompido. O elemento de perfil tem particularmente preferencialmente forma de duas peças. A seção de perfil é, como já foi estabelecido nesse quesito, preferencialmente projetada como uma placa. A seção unida à mesma pode ser de forma de peça única ou várias peças. O contorno interrompido da seção é preferivelmente de forma serrilhada. A configuração serrilhada ajuda a melhorar o comportamento de fluxo no bordo de fuga da pá de rotor. O contorno da seção que é interrompida em uma maneira serrilhada possibilita reduzir redemoinhos que ocorrem no bordo de fuga da pá de rotor. Adicionalmente, uma tal seção pode ajudar a reduzir a emissão de ruído.

[0016] Em uma modalidade particularmente preferencial, o pelo menos um elemento de perfil é de forma de peça única e tem um perfil serrilhado, preferivelmente no lado oposto ao do bordo de fuga da pá de rotor.

6 / 14 Para o fim de alcançar um aumento na profundidade de perfil, uma profundidade na direção da profundidade de perfil e/ou uma largura na direção longitudinal da pá de rotor das serrilhas são correspondentemente variadas de uma maneira dependente de uma reserva de carga existente, a fim de adaptar a profundidade de perfil da pá de rotor à profundidade de perfil admissível específica para este local. Associado a isso, a superfície da pá de rotor que é atuada pelo vento é aumentada. O perfil serrilhado une a seção de perfil do pelo menos um elemento de perfil ou forma uma peça da seção de perfil, ou seja, o elemento de perfil tem serrilhas que são unidas à seção de perfil em uma peça.

[0017] Também é o caso que o contorno interrompido de maneira serrilhada, no caso da configuração de várias peças, e o contorno serrilhado, no caso da configuração de peça única, se estende além do bordo de fuga da pá de rotor, em que de preferência uma característica, isto é, em particular comprimento, largura e/ou formato das serrilhas, é determinada e otimizada de uma maneira dependente de um dimensionamento dependente de carga padronizado da profundidade de perfil da pá de rotor e um nível de carga que é estabelecido em um local de instalação da instalação de energia eólica.

[0018] Adicionalmente, uma instalação de energia eólica que tem pelo menos uma pá de rotor de acordo com a invenção, preferencialmente tendo três pás de rotor de acordo com a invenção, é proposta.

[0019] Adicionalmente, um método para melhorar a eficiência de um rotor de uma instalação de energia eólica é proposto. O rotor compreende pelo menos uma pá de rotor tendo um bordo de fuga da pá de rotor que se estende entre uma raiz de pá de rotor e uma pá de rotor, ao longo de um comprimento de pá de rotor, e tem uma profundidade de perfil que se estabelece entre o bordo de fuga da pá de rotor e um bordo de ataque da pá de rotor. Nesse sentido, a fim de alterar a profundidade de perfil da pá de rotor, pelo menos um elemento de perfil provido com uma seção de perfil contínua é fixado a ou

7 / 14 na região do bordo de fuga da pá de rotor, a extensão do elemento de perfil além do bordo de fuga da pá de rotor é determinada de uma maneira dependente de um dimensionamento padronizado e dependente de carga da profundidade do perfil da pá de rotor e de um nível de carga que é estabelecido em um local de instalação da instalação de energia eólica. Durante a operação da instalação de energia eólica, informações sobre as condições que ocorrem são registradas e avaliadas para poder deduzir o nível de carga real. Por meio da fixação do pelo menos um elemento de perfil, é possível fazer uso de uma reserva de carga que é estabelecida entre a carga de projeto que é assumida com base no dimensionamento padronizado dependente de carga e na utilização da instalações de energia eólica que é realmente determinada no local de instalação.

[0020] As relações, explicações e vantagens de acordo com pelo menos uma modalidade da pá de rotor descrita são consequentemente obtidas.

[0021] Em particular, com uma queda crescente abaixo do dimensionamento padronizado e dependente de carga devido ao nível de carga específico de local estabelecido, uma maior extensão do pelo menos um elemento de perfil pode ser selecionada.

[0022] Preferencialmente, o pelo menos um elemento de perfil é adaptado. A adaptação específica das pás de rotor por meio do pelo menos um elemento de perfil resulta em uma superfície maior atuada pelo vento, com o resultado de que que é possível alcançar uma maior contribuição para a produção anual de energia.

[0023] A invenção será explicada em mais detalhes abaixo de, a título de exemplo com base em modalidades exemplares com referência às figuras anexas.

[0024] A figura 1 esquematicamente mostra uma instalação de energia eólica em uma vista em perspectiva.

[0025] A figura 2 mostra uma vista esquemática de uma pá de rotor

8 / 14 com um bordo de ataque da pá de rotor e um bordo de fuga da pá de rotor.

[0026] A Figura 3a mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor com pelo menos um elemento de perfil que é arranjado na mesma.

[0027] As Figuras 3b a 3e esquematicamente mostram exemplos diferentes de uma seção transversal do elemento de perfil mostrada na Figura 3a.

[0028] A figura 4 mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor com uma seção que é arranjada na mesma e que tem um contorno serrilhado, antes de uma profundidade de perfil da pá de rotor ser alterada.

[0029] A Figura 5 mostra uma ilustração esquemática da subseção do bordo de fuga da pá de rotor, conforme a figura 4, com um elemento de perfil que é arranjado na mesma.

[0030] A Figura 6 mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor com uma seção que é formada como um elemento de perfil e que tem um contorno serrilhado.

[0031] A Figura 7 mostra uma ilustração esquemática da subseção do bordo de fuga da pá de rotor, conforme a figura 6.

[0032] Deve-se notar que as mesmas designações podem possivelmente indicar elementos que são semelhantes, mas não idênticos, também de diferentes modalidades.

[0033] A explicação da invenção com base em exemplos com referência às figuras é substancialmente esquemática e, para melhor ilustração, os elementos que são explicados na respectiva figura podem ser exagerados nela e outros elementos podem ser simplificados. Assim, por exemplo, a figura 1 ilustra esquematicamente uma instalação de energia eólica como tal, de modo que o bordo de fuga serrilhado provido na pá de rotor não pode ser visto claramente.

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[0034] A Figura 1 mostra uma instalação de energia eólica 100 que tem uma torre 102 e uma nacele 104. Um rotor 106 que tem três pás de rotor 108 e um cone de hélice 110 é arranjado na nacele 104. Durante a operação, o rotor 106 é posto em movimento rotacional pelo vento e, desse modo, aciona um gerador na nacele 104.

[0035] A figura 2 mostra uma vista esquemática de uma pá de rotor 1 com um bordo de ataque da pá de rotor 2 e um bordo de fuga da pá de rotor 3. A pá de rotor 1 se estende a partir de uma raiz de pá de rotor 4 a uma ponta de pá de rotor 5. O comprimento entre a ponta de pá de rotor 5 e a raiz de pá de rotor 4 é referido como o comprimento de pá de rotor L. A distância entre o bordo de ataque da pá de rotor 2 e o bordo de fuga da pá de rotor 3 é referida como a profundidade de perfil T. A superfície da pá de rotor 1 atuada pelo vento é essencialmente determinada pelo comprimento de pá de rotor L e pela profundidade de perfil T.

[0036] A Figura 3a mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor 3 com pelo menos um elemento de perfil 6 que é arranjado na mesma. O elemento de perfil 6 tem uma seção de perfil 7 tipo placa. A seção de perfil 7, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor 3, tem um contorno transversal estreito, como é mostrado, por exemplo, nas figuras 3c a 3e. A Figura 3c mostra um contorno transversal que se estreita uniformemente no lado de pressão e no lado de sucção, enquanto as figuras 3d e 3e mostram contornos transversais que mostram estreitamento apenas em um dos lados do elemento de perfil 6, ou seja, na superfície do lado de pressão ou do lado de sucção. Alternativamente ou seccionalmente, a seção de perfil 7 também pode adicionalmente ter um contorno transversal constante na extensão do bordo de fuga da pá de rotor 3. Para esse fim, a seção de perfil 7 também pode ter uma seção transversal substancialmente cuboidal, como mostrado esquematicamente na figura 3b. Outros contornos transversais, por exemplo, côncavos, convexos e semelhantes, e combinações

10 / 14 dos contornos mostrados também são concebíveis.

[0037] O elemento de perfil 6 é adaptado ao contorno do bordo de fuga da pá de rotor 3 na direção longitudinal da pá de rotor 1. com o resultado de que o dito elemento de perfil segue um contorno do bordo de fuga da pá de rotor 3 que é curvo, e também que é torcido dentro de si. O elemento de perfil 6 forma uma extensão seccional do bordo de fuga da pá de rotor 3.

[0038] Um extensão da seção de perfil 7 além do bordo de fuga da pá de rotor 3, que leva a um aumento na profundidade de perfil T quando o elemento de perfil 6 é arranjado no bordo de fuga da pá de rotor 3 em um estágio posterior, é denotada por ΔT. Aqui, a extensão ΔT da seção de perfil 6 que se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor L variar, por exemplo, de uma maneira dependente da profundidade de perfil T da pá de rotor 1. Na modalidade ilustrada, o elemento de perfil 6 é de forma de peça única e se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor L. Também é concebível um arranjo segmentado de múltiplos elementos de perfil 6. Para esse fim, múltiplos elementos de perfil 6 são arranjados um próximo ao outro no bordo de fuga da pá de rotor

3. Nesse caso, as transições entre os múltiplos elementos de perfil 6 são preferencialmente de forma chanfrada, sendo também possíveis outras configurações das transições.

[0039] A figura 4 mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor 3 com uma seção 8 que é arranjada na mesma e que tem um contorno serrilhado, antes da profundidade de perfil T da pá de rotor 1 ser alterada. A seção 8 é arranjada normal ao bordo de fuga da pá de rotor 3, isto é, a dita seção substancialmente forma uma continuação da corda de perfil da pá de rotor 1. A seção 8, que é provida com serrilhas 9, serve para melhorar o comportamento de fluxo no bordo de fuga da pá de rotor 3. A distância entre uma ponta de serrilha 12, como ponto mais externo das serrilhas 9, e o início do bordo de fuga da pá de rotor 3 é

11 / 14 denotada pelo sinal de referência Z. Um ponto mais baixo, situado, em cada caso, entre duas serrilhas 9 adjacentes, é referido como uma base de serrilha

11. A distância Z compreende a região entre o lado da seção 8 que fica de frente para o bordo de fuga da pá de rotor 3, ou seja, o início da seção 8 e a base de serrilha 11, e também a distância entre a base de serrilha 11 e a ponta de serrilha 12. A distância respectiva entre a base de serrilha 11 e a ponta de serrilha 12 de uma serrilha 9 é referida como a altura de serrilha H. A altura de serrilha H e/ou uma distância entre duas serrilhas 9 e/ou um formato das próprias serrilhas 9 podem variar ao longo do contorno do bordo de fuga da pá de rotor 3. Nesse exemplo, a seção 8 é mostrada tendo um contorno serrilhado que se estende em forma de V. Como uma alternativa ou em adição ao formato ilustrado que se estende em forma de V, também são concebíveis contornos completamente ou parcialmente arredondados até os contornos sinusoidais.

[0040] A Figura 5 mostra uma ilustração esquemática da subseção do bordo de fuga da pá de rotor 3, conforme a figura 4, com um elemento de perfil 6 que é arranjado na mesma e que é unido pela seção serrilhada 8. O elemento de perfil 6 é arranjado entre o bordo de fuga da pá de rotor 3 e a seção serrilhada 8. A extensão ΔT ou largura da seção de perfil 7 determina a alteração na profundidade de perfil T da pá de rotor 1. A seção serrilhada 8 que une a seção de perfil 7 pode ser arranjada no elemento de perfil 6 da mesma forma posteriormente. Uma configuração na qual a seção 8 é uma peça constituinte do elemento de perfil 6 é preferível.

[0041] A figura 6 mostra uma ilustração esquemática de uma subseção de um bordo de fuga da pá de rotor 3 com uma seção 8 que é formada como um elemento de perfil e que tem um contorno serrilhado, antes da profundidade de perfil T da pá de rotor 1 ser alterada.

[0042] A Figura 7 mostra uma ilustração esquemática da subseção do bordo de fuga da pá de rotor 3, conforme a figura 6. Nessa modalidade, uma

12 / 14 seção 8‘ que foi alterada em termos de suas dimensões geométricas e que tem um contorno serrilhado forma o elemento de perfil 6. Para o fim de alterar a profundidade a profundidade de perfil T da pá de rotor 1, foi feita provisão para a distância Z ser aumentada por uma extensão ΔT. Para esse fim, é feita uma provisão na região entre o início da seção 8‘ e a base de serrilha 11 de um espaçamento adicional 10 que atua como a seção de perfil 7. Uma alternativa para isso provê que a altura H e/ou a largura da serrilha sejam aumentadas, enquanto a distância entre a base da serrilha 11 e o início da seção 8‘ permanece a mesma. Para o fim de alterar a profundidade a profundidade de perfil T, a seção 8 arranjada no bordo de fuga da pá de rotor 3 é substituída por uma seção 8‘.

[0043] O projeto da instalação de energia eólica 100 ou o dimensionamento e configuração das pás de rotor 1 é orientado em direção a um local padronizado ou uma carga padronizada. Isso leva em consideração os picos de carga que ocorrem, a fim de garantir a confiabilidade operacional da instalação de energia eólica. Dessa maneira, as pás de rotor 1 são definidas em termos de sua configuração geométrica posterior. Consequentemente, as pás de rotor 1 têm uma geometria fixa, que não é mais passível de adaptação posterior com relação a sua torção ou profundidade de perfil T durante o processo de produção.

[0044] Para o projeto das pás de rotor, os parâmetros padrões são envolvidos no dimensionamento da instalação de energia eólica, cujo dimensionamento é dependente de uma carga padronizada, mas não é específico de local. Os parâmetros padrões são, inter alia, cisalhamento, a ocorrência de turbulência, condições climáticas, densidade do ar, e velocidades de referência para classes de vento e zonas de vento. As pás de rotor 1 são dimensionadas com base nessa informação para o fim de prover um nível apropriado de proteção contra danos que surgem de riscos durante a vida útil planejada da instalação de energia eólica. As condições operacionais

13 / 14 que realmente ocorrem frequentemente divergem dos ditos parâmetros padrões no qual o projeto é baseado. As reservas de carga podem, portanto, surgir, por exemplo, devido a uma densidade de vento mais baixa do que aquela na qual o projeto das pás de rotor 1 foi baseado. A dita reserva de carga, resultante de sobredimensionamento, é usada como um parâmetro para a determinação da profundidade de perfil T admissível das pás de rotor 1, que é específica para este local. Se a profundidade de perfil T admissível específica para o local foi determinada com base na carga realmente ocorrendo, é possível determinar a partir disso a possível extensão adicional ΔT do elemento do perfil 6. A superfície atuada pelo vento, resultante do comprimento da pá de rotor e também da profundidade de perfil da pás de rotor 1 e da extensão ΔT do elemento de perfil, será assim adaptada de uma maneira específica do local, a fim de otimizar a produção de energia anual da instalação de energia eólica.

[0045] Deve-se observar que o elemento de perfil 6 também pode, obviamente, ter outros usos vantajosos e, portanto, não está limitado à otimização de carga. Por exemplo, pode ser feito uso da configuração para otimizar a distribuição de fator de indução por meio de um ou mais elementos de perfil 6. Para esse fim, geralmente é o caso que (cf., por exemplo, “Strömungsbeeinflussung bei Rotorblättern von Windenergieanlagen mit Schwerpunkt auf Grenzschichtabsaugung” [“Influência de fluxo em pás de rotor de instalações de energia eólica com foco sobre sucção de camada limite”] B. Souza Heinzelmann, http://dx.doi.org/10.14279/depositonce- 2975), é feita consideração de um fator de indução axial a e um fator de indução radial a', que expressam a eficiência do rotor por meio de desaceleração axial ou radial do fluxo de ar no plano de rotor. Usando a velocidade do vento u1 distante do plano de rotor e da velocidade do vento u2 no plano de rotor, o fator de indução axial a é definido como a seguir: u2 a = 1− u1

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[0046] O ponto de operação ideal é distinguido em um caso ideal por um valor de 1/3 para a. Se a razão de velocidade de ponta local λlokal for introduzida em uma posição de raio local, o fator de indução tangencial a‘ pode ser definido como a seguir: a ⋅ (1 − a ) a' = 2 λlokal

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pá de rotor (1) de um rotor de uma instalação de energia eólica, tendo um bordo de fuga da pá de rotor (3) que se estende entre uma raiz de pá de rotor (4) e uma ponta de pá de rotor (5), ao longo de um comprimento de pá de rotor (L), e tendo uma profundidade de perfil (T) que se estabelece entre um bordo de ataque da pá de rotor (2) e um bordo de fuga da pá de rotor (3), caracterizada pelo fato de que a pá de rotor (1) tem pelo menos um elemento de profundidade (6) que tem uma seção de perfil contínua (7) e que, para fins de alterar a profundidade de perfil (T) da pá de rotor (1), é capaz de ser afixada a ou na região da bordo de fuga da pá de rotor (3) e cuja extensão (ΔT) além do bordo de fuga da pá de rotor (3) é determinada de uma maneira dependente de um dimensionamento padronizado e dependente de carga da profundidade de perfil (T) da pá de rotor (1) e de um nível de carga que é estabelecido em um local de instalação da instalação de energia eólica.

2. Pá de rotor (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um elemento de perfil (6) se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor (L).

3. Pá de rotor (1) de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um elemento de perfil (6), na extensão do bordo de fuga da pá de rotor (3), tem um contorno estreito.

4. Pá de rotor (1) de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um elemento de perfil (6), na extensão do bordo de fuga da pá de rotor (3), tem um contorno constante.

5. Pá de rotor (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de perfil (6) se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor (L) tem um contorno que é torcido seccionalmente em relação ao eixo geométrico longitudinal da pá de rotor (1).

6. Pá de rotor (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a extensão (ΔT) do elemento de perfil (6) se estende pelo menos seccionalmente ao longo do comprimento de pá de rotor (L) varia em uma maneira dependente da profundidade de perfil (T) da pá de rotor (1).

7. Pá de rotor (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de perfil (6) tem forma de várias peças e tem uma seção (8) que, na extensão do bordo de fuga da pá de rotor (3), une a seção de perfil (7) e que tem um contorno interrompido.

8. Pá de rotor (1) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a seção (8) tem um contorno serrilhado.

9. Pá de rotor (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de perfil (6) tem forma de peça única e tem um contorno serrilhado.

10. Instalação de energia eólica (100), caracterizada pelo fato de ter pelo menos uma pá de rotor (1) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, preferivelmente tendo três pás de rotor (1) como definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Método para melhorar a eficiência de um rotor de uma instalação de energia eólica, tendo pelo menos uma pá de rotor (1), com um bordo de fuga da pá de rotor (3) que se estende entre uma raiz de pá de rotor (4) e uma ponta de pá de rotor (5), ao longo de um comprimento de pá de rotor (L), e tendo uma profundidade de perfil (T) que se estabelece entre um bordo de ataque da pá de rotor (2) e um bordo de fuga da pá de rotor (3), caracterizado pelo fato de que, a fim de alterar a profundidade de perfil (T) da pá de rotor (1), pelo menos um elemento de perfil (6) que tem uma seção de perfil contínua (7) é afixado a ou na região do bordo de fuga da pá de rotor

(3), a extensão (ΔT) do elemento de perfil além do bordo de fuga da pá de rotor (3) é determinada de uma maneira dependente de um dimensionamento padronizado e dependente de carga da profundidade de perfil (T) da pá de rotor (1) e de um nível de carga que é estabelecido em um local de instalação da instalação de energia eólica.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que, com uma queda crescente abaixo do dimensionamento dependente de carga devido ao nível de carga estabelecido, uma maior extensão (ΔT) do pelo menos um elemento de perfil (6) é selecionada.

13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento de perfil (6) é renovado.