DE102007006643A1

DE102007006643A1 - Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102007006643A1
Application number: DE102007006643A
Authority: DE
Inventors: Matthias Stommel
Original assignee: Daubner and Stommel GbR Bau Werk Planung
Current assignee: Daubner and Stommel GbR Bau Werk Planung
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage. Das Nachrüstteil ist derart ausgebildet und an die Blattspitze des nachzurüstenden Rotorblattes angepasst, dass es nachträglich an der Blattspitze befestigbar ist, insbesondere auf die Blattspitze aufschiebbar ist, wobei das Nachrüstteil die Blattspitze ganz oder teilweise überdeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage.
Windenergieanlagen werden seit mehreren Jahrzehnten stetig verbessert. Dies betrifft auch und insbesondere die Rotorblätter der Windenergieanlagen. Beispielsweise wurde deren Aufbau und aerodynamische Form immer weiter optimiert.
Es wurden etwa die Spitzen der Rotorblätter nach Art von aus dem Flugzeugbau bekannten Winglets verformt, um die Wirbelbildung an den Rotorblattspitzen zu verringern. Derartig verbesserte Rotorblätter werden üblicherweise nur bei neuen Windenergieanlagen eingesetzt. Die Rotorblätter bestehender Windenergieanlagen werden dagegen aus Kostengründen im Normalfall nicht ausgetauscht.
Rotorblätter können auch noch in anderer Weise stetig verbessert werden. So ist denkbar, die Rotorblätter etwa mit Sensoren auszurüsten, mit denen verschiedene, für den Betrieb der Windenergieanlage wichtige Messungen vorgenommen werden können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage anzugeben, mit dem ein bestehendes Rotorblatt nachträglich verbessert, insbesondere mit zusätzlichen Funktionen oder Bauteilen ausgestattet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Nachrüstteil mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Danach ist ein derartiges Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage derart ausgebildet und an die Blattspitze des nachzurüstenden Rotorblatts angepasst, dass es nachträglich an der Blattspitze befestigbar, insbesondere auf die Blattspitze aufschiebbar, ist, wobei das Nachrüstteil die Blattspitze ganz oder teilweise überdeckt. Dabei weist das Nachrüstteil ein oder mehrere Innenflächen auf, die an eine oder mehrere Außenflächen der Rotorblattspitze angepasst sind und die im an der Blattspitze befestigten Zustand des Nachrüstteils mindestens bereichsweise an der oder den Außenflächen der Rotorblattspitze anliegen.
Unter "Blattspitze" wird im Rahmen der Anmeldung der gesamte Endabschnitt bzw. der gesamte Endbereich des freien Endes des Rotorblattes verstanden, d. h. des der Rotorblattwurzel entgegengesetzten Endes.
Das Nachrüstteil weist zur Verbindung mit dem Rotorblatt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform einen kappenartigen Grundkörper auf. Der kappenartige Grundkörper wird zweckmäßigerweise entständig auf die Spitze des Rotorblattes aufgeschoben, sodass dessen Innenfläche bzw. dessen Innenflächen zumindest bereichsweise an der oder den Außenflächen der Rotorblattspitze anliegen. Anschließend wird der kappenartige Grundkörper mit dem Rotorblatt verbunden, d. h. an diesem befestigt. Dazu kann er beispielsweise mit dem Rotorblatt verschweißt oder mit diesem verschraubt werden. Es sind vielfältige Befestigungsmöglichkeiten denkbar.
Der Begriff "kappenartig" beschreibt im Rahmen der Anmeldung eine zu einer Seite offene Grundform des mit der Rotorblattspitze zu verbindenden Teils – des Grundkörpers – des Nachrüstteils, die es ermöglicht, den Grundkörper bzw. das Nachrüstteil nach Art einer Kappe auf die Rotorblattspitze zu schieben. Die Oberfläche des kappenartigen Grundkörper kann dabei beispielsweise ausdrücklich Ausnehmungen aufweisen, sie muss mithin nicht geschlossen sein. Weiter muss der kappenartige Grundkörper naturgemäß nicht zwingend symmetrisch sein. Entscheidend ist neben der dargestellten Öffnung zu mindestens einer Seite die oben beschriebene Anpassung des kappenartigen Grundkörpers an die Rotorblattspitze.
Die Innenflächen des Nachrüsteil können alternativ auch Flächen von einzelnen, untereinander verbundenen Stahlbändern sein, die zusammen eine netz- oder gitterartige Grundstruktur bilden. Diese netz- oder gitterartige Struktur kann dann an die Rotorblattspitze angelegt bzw. um diese Spitze herumgelegt werden und anschließend in geeigneter Weise mit dieser verbunden, d. h. an dieser befestigt werden. Natürlich ist auch denkbar, dass der kappenartige Grundkörper eine derartige netz- oder gitterartige Grundstruktur aufweist.
Mittels eines in der oben beschriebenen Weise ausgebildeten Nachrüstteils lässt sich das Rotorblatt einer Windenergieanlage in besonders einfacher Weise mit verschiedenen Funktionen und/oder Bauteilen versehen:
In einer besonderen Ausführungsform weist das Nachrüstteil mindestens ein Bauteil zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblattes auf.
Dieses Bauteil ist bevorzugt ein vor allem aus dem Flugzeugbau bekanntes Winglet. Mit dem erfindungsgemäßen Nachrüstteil ist es somit möglich, in einfacher Weise auch ältere Windenergieanlagen mit Winglets auszustatten, ohne dazu die gesamten Rotorblätter austauschen zu müssen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Nachrüstteil zu diesem Zweck derart aufgebaut, dass der kappenartige Grundkörper mit dem Winglet einstückig verbunden ist, d. h. in dieses übergeht. Alternativ können Winglet und kappenartiger Grundkörper auch mittels gängiger Befestigungsmittel unmittelbar miteinander verbunden sein. Winglet und kappenartiger Grundkörper können auch mittelbar miteinander verbunden sein, etwa über eine (gemeinsame) Tragstruktur des Nachrüstteils. Wie der Fachmann des Standes der Technik erkennt, sind viele Möglichkeiten denkbar.
Was das Winglet selbst betrifft, so kann es so ausgebildet sein, dass bei bestimmungsgemäßer Befestigung des Nachrüstteils an der Rotorblattspitze mindestens zwei Abschnitte des Winglets winklig zur Längsebene des Rotorblattes verlaufen, wobei die Abschnitte in unterschiedliche Richtungen zeigen, vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen. Das Winglet kann demnach zwei oder mehr aerodynamisch wirksame Flügel aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Winglet auch als sogenanntes Loop-Winglet ausgebildet sein, mit einem aerodynamisch wirksamen, schlaufenartigen bzw. ringartigen Abschnitt.
Das Bauteil zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch ein Bauteil zur Verlängerung des Rotorblattes aufweisen. Die ses Bauteil zur Rotorblattverlängerung ist als Rotorblattteilstück ausgebildet, insbesondere als Rotorblattspitze. In ähnlicher Weise wie oben für das Winglet beschrieben ist das Bauteil zur Rotorblattverlängerung dabei vorzugsweise direkt oder indirekt mit dem kappenartigen Grundkörper verbunden.
Alternativ oder zusätzlich zur Ausstattung des Nachrüstteils mit einem oder mehreren Winglets kann das Nachrüstteil auch einen Sensor, insbesondere einen Abstandssensor aufweisen. Mit dem Abstandssensor kann der Abstand des Rotorblattes, insbesondere der Rotorblattspitze, von dem Turm der Windenergieanlage bestimmbar werden. Abhängig von dem kontinuierlich oder in Zeitabständen gemessenen Abständen können dann ein oder mehrere Betriebsparameter der Windenergieanlage eingestellt werden.
Die Abstandsmessung kann beispielsweise während des Betriebes der Anlage etwa bei jedem Turmdurchgang vorgenommen werden. Sollte ein jeweils dabei gemessener Abstandswert geringer sein als ein vorgegebener Sollwert, so kann vorgesehen sein, die Windenergieanlage abzuschalten oder den Rotor abzubremsen, um eine Kollision des Rotorblattes mit dem Turm zu vermeiden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Nachrüstteil einen Sensor zur Messung von Schwingungen aufweisen. Abhängig von der jeweils gemessenen Schwingung können ein oder mehrere Betriebsparameter der Windenergieanlage eingestellt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Windenergieanlage abzuschalten bzw. den Rotor abzubremsen.
In einer weiterer Ausbildung der Erfindung kann das Nachrüstteil Leuchtmittel aufweisen. Diese sind bevorzugt Leuchtmittel, die der Tag- und/oder Nachtkennzeichnung der Windenergieanlage dienen. Mit dem erfindungsgemäßen Nachrüstteil wäre es somit auf einfache Weise möglich, die Rotorblattspitzen von Windenergieanlagen nachträglich mit derartigen Tag- und/oder Nachtkennzeichnungen auszurüsten.

Claims

Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil derart ausgebildet und an die Blattspitze angepasst ist, dass es nachträglich an der Blattspitze befestigbar ist, insbesondere auf die Blattspitze aufschiebbar ist, wobei das Nachrüstteil die Blattspitze mindestens teilweise überdeckt und wobei das Nachrüstteil ein oder mehrere Innenflächen aufweist, die an eine oder mehrere Außenflächen der Rotorblattspitze angepasst sind und die im an der Blattspitze befestigten Zustand mindestens bereichsweise an der oder den Außenflächen anliegen.
Nachrüstteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil einen kappenartigen Grundkörper aufweist, der auf die Blattspitze aufschiebbar ist.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil mindestens ein Bauteil zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblattes, insbesondere Winglet, aufweist.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winglet derart ausgebildet ist, dass es bei bestimmungsgemäßer Befestigung des Nachrüstteils an der Rotorblattspitze mindestens abschnittsweise winklig zur Längsebene des Rotorblattes verläuft.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winglet derart ausgebildet ist, dass bei bestimmungsgemäßer Befestigung der Nachrüstteils an der Rotorblattspitze mindestens zwei Abschnitte des Winglets winklig zur Längsebene des Rotorblattes verlaufen, wobei die Abschnitte in unterschiedliche Richtungen zeigen, vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winglet als Loop-Winglet ausgebildet ist mit einem schlaufenartigen bzw. ringartigen Abschnitt.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil einen Sensor, insbesondere einen Abstandssensor aufweist, vorzugsweise zur Messung des Abstandes der Rotorblattspitze von dem Turm der Windenergieanlage.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil ein aerodynamisches Bauteil zur Verlängerung des Rotorblattes aufweist.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil einen Sensor zur Messung von Schwingungen aufweist.
Nachrüstteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüstteil Leuchtmittel aufweist, insbesondere Leuchtmittel, die der Tag- und/oder Nachtkennzeichnung der Windenergieanlage dienen.