DE102008003188A1

DE102008003188A1 - Windturbinenblattbürste

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Publication number: DE102008003188A1
Application number: DE102008003188A
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2009-07-09

Abstract

Ein Rotorblatt zur Verwendung in einer Windenergieanlage umfasst einen Blattkörper mit einer Hinterkante und einer Vorderkante und mehrere auf einer Außenfläche des Blattkörpers angeordnete Borsten. Die Borsten sind typischerweise am Blattkörper nahe der Hinterkante befestigt und dienen zur Verringerung der während des Betriebs durch die Luftströmung um das Rotorblatt herum verursachten Geräusche.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Windturbinenblatt mit Borsten oder einer Bürste an einer Außenfläche desselben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Windenergieanlage mit diesem Windturbinenblatt.
Windenergieanlagen haben in den vergangenen Jahren zunehmend Bedeutung als Anlagen zur Energieerzeugung erlangt. Weil die Flächen für ihren wirtschaftlichen Betrieb in einer Reihe von Ländern relativ knapp sind, befindet sich eine wachsende Anzahl von Windenergieanlagen nahe dicht besiedelter Gebiete. Da der Betrieb von Windturbinen in Windenergieanlagen Geräusche verursacht, führt dies zu verschiedenen Problemen, wie Widerständen aus der Nachbarschaft und dergleichen. Obwohl verschiedene Quellen zu der Gesamtgeräuschemission derartiger Anlagen beitragen, ist bekanntlich die Luftströmung um die Rotorblätter eine der Hauptursachen. Sie verursacht zum Beispiel die typischen Zisch- oder Pfeifgeräusch im Frequenzbereich von 1 kHz. Die Schallpegel werden in hohem Maße durch die Auslegung der Turbinenblätter beeinflusst, insbesondere durch die Auswahl des Flügelprofils. Da diese Auswahl auch durch andere Kriterien wie etwa eine hohe Betriebseffizienz beeinflusst wird, stehen dem Ziel des geräuscharmen Betriebs oft widersprüchliche Aspekte gegenüber, die vom Konstrukteur als wichtiger angesehen werden. Darüber hinaus verursacht selbst eine für den geräuscharmen Betrieb optimierte Konstruktion noch Emissionen, die unter bestimmten Umständen nicht tolerierbar sein können. Daher sind Maßnahmen zur Verringerung der Geräuschemissionen eines gegebenen Windturbinenblatts erforderlich.
Aus dem Gebiet der Flugzeugtechnik ist die Anwendung physikalischer Maßnahmen auf einen Flugzeugtragflügel bekannt, um die durch die Luftströmung verursachten Geräusche zu verringern. So sind zum Beispiel zickzackförmige Bänder an der Tragfläche in der Nähe der Vorderkante angebracht worden. Ein weiteres Verfahren wird für Linienflugzeuge vorgeschlagen. So genannte Slats oder Vorflügel, die in etwa mit einer Landeklappe vergleichbar sind, jedoch an der Vorderseite des Flügels angebracht sind, sind bekanntlich eine Hauptgeräuschquelle bei Start und Landung. Untersu chungen haben gezeigt, dass dies möglicherweise auf den Spalt zwischen dem Hauptkörper des Tragflügels und dem Vorflügel zurückzuführen ist, zusammen mit der konkaven Form des Unterteils des Vorflügels. Um das durch die Turbulenzen zwischen dem Vorflügel und dem Tragflügel verursachte Geräusch zu verringern, ist vorgeschlagen worden, Borsten am unteren Teil des Vorflügels anzubringen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird ein Windturbinenblatt zur Verwendung in einer Windenergieanlage bereitgestellt, das einen Blattkörper mit einer Hinterkante und einer Vorderkante und mehrere Borsten aufweist, die auf einer Außenfläche des Blattkörpers angeordnet sind.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rotorblatt zur Verwendung in einer Windenergieanlage bereitgestellt. Es weist mehrere Fasern auf, die auf der Außenhülle des Rotorblatts angebracht sind, das eine Vorderkante und eine Hinterkante aufweist.
Herkömmliche Verfahren zur Verringerung der durch das Rotorblatt einer Windturbine erzeugten Geräusche umfassen hauptsächlich die Modifizierung des Flügelprofils während der Designphase. In der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, eine Anzahl von Borsten oder Fasern auf einem Teil eines Windturbinenblatts anzuordnen, um die Geräuschemissionen zu verringern. Die vorliegende Erfindung bietet erhebliche Vorteile gegenüber der bekannten Technik. Vor allem kann die Erfindung auf einen beliebigen Flügel angewendet werden, unabhängig von dessen aerodynamischem Design. Daher kann ein Flügel zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung mit dem Ziel einer optimalen Leistung im Hinblick auf Effizienz und dergleichen konstruiert werden, während gleichzeitig ein verbessertes Geräuschemissionsverhalten der Anlage erzielt wird. Die verwendeten Maßnahmen werden aus handelsüblich erhältlichen Artikeln hergestellt, typischerweise aus Kunstfasern, und lassen sich sowohl einfach als auch relativ preiswert herstellen. Darüber hinaus kann die Erfindung mit relativ wenig Aufwand und Kosten sowohl während des Herstellungsprozesses eines Rotorblatts als auch bei einer bestehenden Windenergieanlage angewendet werden. Die Bor sten können mit verschiedenen Verfahren wie zum Beispiel Kleben, Schmelzen, Heißsiegeln usw. oder durch mechanisches Einstecken in kleine Öffnungen auf dem Blattkörper oder einem Zwischenträgerelement an dem Rotorblatt angebracht werden. Rotorblätter nach der vorliegenden Erfindung können für Windturbinen mit einem, zwei, drei oder mehr Rotorblättern verwendet werden.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Borsten am Blattkörper in der Nähe der Hinterkante angebracht. Bei einer weiteren Ausführungsform variiert mindestens einer der Parameter aus der Gruppe bestehend aus Länge, Durchmesser und Flexibilität der Borsten abhängig vom Abstand der Borsten vom Blattfuß.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Windturbinenblatt zur Verwendung in einer Windenergieanlage einen Blattkörper mit einer Hinterkante und einer Vorderkante und eine Bürste mit mehreren Borsten auf, wobei die Bürste auf dem Blattkörper in der Nähe der Hinterkante angeordnet ist.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Windturbine zur Verwendung in einer Windenergieanlage einen Blattkörper mit einer Hinterkante, einer Vorderkante und mehreren Borsten auf, die auf einer Außenfläche des Blattkörpers angeordnet sind.
Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen.
Es ist möglich, das Windturbinenblatt nach der vorliegenden Erfindung in einer beliebigen Windenergieanlage zu verwenden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine vollständige und ausführbare Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich der besten Ausführungsform derselben für den Fachmann ist nachstehend im Rest der Spezifikation unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Art von Windturbine mit drei Rotorblättern.
2 zeigt eine Vorderansicht eines Windturbinen-Rotorblatts nach dem Stand der Technik.
3 zeigt eine Vorderansicht eines Windturbinen-Rotorblatts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Windturbinen-Rotorblatts nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Windturbinenblatts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Vorderansicht eines Windturbinenblatts nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Vorderansicht eines Windturbinenblatts nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Aufrissansicht einer Bürste nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine Vorderansicht einer Bürste nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein Windturbinenblatt nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein Windturbinenblatt nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt ein Windturbinenblatt nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine Windturbine nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird ausführlich auf die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von der ein oder mehr Beispiele in den Abbildungen gezeigt sind. Jedes Beispiel ist zur Erklärung der Erfindung angegeben und nicht als Einschränkung der Erfindung anzusehen. Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform gezeigt oder beschrieben sind, können zum Beispiel in oder in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Die vorliegende Erfindung soll derartige Modifikationen und Variationen einschließen.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer typischen Windturbine. Die Windturbine 100 umfasst einen Turm 110, an dessen oberem Ende eine Maschinengondel 120 angebracht ist. In der Maschinengondel ist ein Antriebsstrang untergebracht, an den ein elektrischer. Hauptgenerator angeschlossen ist (nicht gezeigt). Eine Nabe 130 mit drei Rotorblättern 140 ist an einem seitlichen Ende der Maschinengondel 120 befestigt. Die Rotorblätter 140 können mit Blattverstellantrieben eingestellt werden, die im Allgemeinen in der Nabe 130 untergebracht sind.
Die Grundkonfiguration eines Windturbinenblatts oder Rotorblatts 140 ist in 2 gezeigt. Dabei umfasst das Windturbinenblatt 140 einen Fußabschnitt 150, der zur Befestigung des Blatts 140 an der Nabe 130 dient. Dem Blattfuß 150 gegenüber befindet sich das Spitzenende 160 des Windturbinenblatts 140. Ein Blattkörper 170 des Blatts 140 verläuft zwischen dem Blattfuß 150 und der Blattspitze 160. Das Windturbinenblatt weist eine Vorderkante 180 und eine Hinterkante 190 auf. Das Rotorblatt weist eine Gesamtlänge RL und eine Sehnenlänge CL auf, die im Allgemeinen entlang der Länge des Rotorblatts 140 variiert.
3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Ein Windturbinenblatt 140 ist mit mehreren Borsten 300 versehen, die auf der Außenfläche des Blattkörpers 170 angebracht sind. Um die Geräusche zu verringern, die durch verschiedene Effekte in Zusammenhang mit der Hinterkante 190 des Rotorblatts verursacht werden, werden die Borsten in der Nähe der Hinterkante 190 am Blattkörper angebracht. Typischerweise ist ein Ende der Borsten 300 an der Hinterkante 190 befestigt und ragen weg von dem Blattkörper 170 in eine Rückwärtsrichtung des Blatts. Typischerweise sind die Borsten 300. in mindestens einer Reihe entlang einer Längsrichtung des Blatts angeordnet. Die Borsten können in Gruppen entlang des Blatts angeordnet sein, um Bereiche mit Borsten und Bereiche ohne Borsten zu bilden. Die Borsten können mit verschiedenen Verfahren wie zum Beispiel Kleben, Schmelzen, Heißsiegeln usw. oder durch mechanisches Einstecken in kleine Öffnungen auf dem Blattkörper oder einem Zwischenträgerelement am Blattkörper angebracht werden. Insbesondere können die Rotorblätter bestehender Windturbinen mit Borsten nachgerüstet werden, um die Geräuschemissionen zu verringern.
Mehrere Reihen von Borsten können verwendet werden, um eine höhere Geräuschminderungswirkung zu erzielen. Diese Reihen, definiert durch die Befestigungspunkte der Borsten in einer Längsrichtung des Blatts 140, sind nahe beieinander angeordnet und befinden sich nahe der Hinterkante 190. 4 zeigt eine Ausführungsform mit fünf übereinander angeordneten Reihen an der Hinterkante 190 des Blattkörpers 170. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf in Reihen angeordnete Borsten begrenzt. Jede Anordnung von Borsten auf einem Windturbinenblatt wird als unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallend angesehen, einschließlich zufällig angeordneter Borsten in verschiedenen Bereichen des Blattkörpers, typischerweise, aber nicht hierauf beschränkt, im Bereich der Hinterkante.
Die Länge der Borsten 300 beträgt zwischen 5 mm und 100 mm, typischerweise zwischen 15 mm und 80 mm und noch typischer zwischen 25 mm und 70 mm, zum Beispiel 30 mm oder 50 mm. Der Durchmesser variiert zwischen 0,1 mm und 4 mm, typischerweise zwischen 0,2 mm und 0,8 mm und noch typischer zwischen 0,3 mm und 0,6 mm, zum Beispiel 0,3 mm oder 0,5 mm. Das Material für die Borsten 300 kann aus verschiedenen Materialien ausgewählt werden, die für Kunstfasern verwendet werden, typischerweise Polymere wie Polyolefine, zyklische Polyolefine, Silikone, Acrylpolymere, Polyester, Polyamide, aromatische Polyamide und dergleichen, aber auch Metall oder Quarz sind geeignet. Noch typischer ist das Material Polypropy len, Polyethylen, Polyamid oder Polyvinylchlorid. Auch natürliche oder auf Zellulose basierende Fasern, zum Beispiel Hanfjute, Flachs, Ramie oder Sisal sind geeignet und gelten als unter den, Umfang der Erfindung fallend. Die Fasern sollten Flexibilität, Ermüdungsfestigkeit und Langzeitbeständigkeit aufweisen, wenn sie dem ultravioletten Bestandteil des Sonnenlichts ausgesetzt sind.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der ein Trägerelement 500 zwischen dem Blattkörper 170 und den Borsten 300 angeordnet ist. Dieses Trägerelement kann zum Beispiel ein längliches Profil aus Aluminium, Stahl, Kunststoff oder dergleichen sein, ist aber nicht hierauf beschränkt. Typischerweise ist die Dicke des Profils annähernd gleich oder kleiner der Dicke der Hinterkante 190. Es kann mehrere solcher Elemente geben, die in einer kontinuierlichen Reihe oder intermittierend angeordnet sind. Ein solches Trägerelement hat den Vorteil, dass es die Montage, Wartung usw. vereinfacht. Zu Test- oder Optimierungszwecken können zum Beispiel Elemente mit unterschiedlichen Borstenkonfigurationen schnell ausgetauscht werden. Das Trägerelement kann mit mechanischen Mitteln wie zum Beispiel Schrauben oder Schnellverschlüssen usw., mit chemischen Mitteln wie Kleben oder durch Heißsiegeln und dergleichen an dem Blattkörper befestigt werden. Die Borsten sind typischerweise, aber nicht notwendigerweise mechanisch an dem Element befestigt. Das Trägerelement mit Borsten kann entweder während des Herstellungsverfahrens eines Rotorblatts oder bei der Nachrüstung einer bestehenden Windenergieanlage angebracht werden.
6 zeigt ein Windturbinenblatt 140 nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aufgrund der Natur eines sich drehenden Flügels wie er bei einer Windturbine verwendet wird, nimmt die Geschwindigkeit der Luftströmung um den Flügel mit zunehmender Entfernung von der Nabe 130 des Rotors zu. Daher ist die Luftgeschwindigkeit am innersten Teil eines Blatts relativ gering und kann Geschwindigkeiten in der Größe von mehreren Hundert Meter pro Sekunde an der Spitze des Blatts erreichen. Die Unterschiede in der Luftgeschwindigkeit führen zu Schwankungen der Amplitude, der Spektralzusammensetzung usw. der Geräusche, die an den verschiedenen Teilen des Blatts erzeugt werden. Daher werden die Geräuschminderungsmaßnahmen nach der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise in unterschiedli chen Variationen entlang des Rotorblatts angewendet. Zu den Hauptparametern, die die Geräuschminderungseigenschaften der Borsten beeinflussen, gehören die Länge, der Durchmesser und die Flexibilität. Bei dieser Ausführungsform werden einer oder mehrere dieser Parameter der Borsten je nach dem Abstand der jeweiligen Borsten 300, 310 und 320 vom Blattfuß 150 variiert. Die Abhängigkeit eines gewählten Parameters von diesem Abstand kann durch eine mathematische Beziehung bestimmt werden, zum Beispiel durch eine lineare oder polynomiale Abhängigkeit. Typischerweise wird eine optimale Konfiguration in Bezug auf die Geräuschemission mit Hilfe von Tests der einzelnen Windturbinenblätter in Kombination mit Borsten verschiedener Parameter in verschiedenen Abständen vom Blattfuß 150 bestimmt. Als ein Beispiel weist etwa eine lange Borste 300 in der Nähe der Rotorblattspitze eine Länge zwischen 50 mm und 100 mm, zum Beispiel 70 mm, auf. Eine mittelgroße Borste 310 im mittleren Teil des Blattkörpers weist eine Länge zwischen 30 mm und 70 mm, zum Beispiel 40 mm, auf. Eine kurze Borste 320 in der Nähe des Blattfußes weist eine Länge zwischen 10 mm und 40 mm, zum Beispiel 25 mm, auf. Die genauen Werte richten sich nach der Wahl des Konstrukteurs entsprechend den Testergebnissen mit dem gegebenen Rotorblatt. Wenn eine Änderung der Flexibilität gewünscht wird, kann dies zum Beispiel mittels einer Änderung des Faserdurchmessers oder durch eine Änderung des Materials oder der Faserart erreicht werden. Im Hinblick auf die Natur der Luftströmung um das Windturbinenblatt ist offensichtlich, dass die Sehnenlänge des Blatts Einfluss auf das Verhalten der Luftströmung in der Nähe der Hinterkante hat. Daher können die Parameter der Borsten auch unter Berücksichtigung der tatsächlichen Sehnenlänge an ihrer Position auf dem Blatt bestimmt werden.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der Borsten 300, 330, 340 und 350 mit unterschiedlichen Längen und/oder Durchmessern und/oder Flexibilität intermittierend oder in Gruppen auf dem Blattkörper 170 angeordnet sind. Die Geräuschminderungseigenschaften der Borsten variieren zum Beispiel mit unterschiedlicher Länge. Versuchsdaten legen nahe, dass zur Verringerung von durch die Hinterkante bedingten Geräuschen kürzere Borsten bessere Reduzierungsergebnisse bei niedrigeren Frequenzen erzielen, während längere Borsten bei höheren Frequenzen effektiver zu sein scheinen. Daher trägt eine Kombination von Borsten mit deutlich unterschiedlichen äußeren Abmessungen im selben Bereich des Blatts mit einer höheren Effizienz über ein breites Frequenzspektrum zu den Minderungseigenschaften bei. Als ein Beispiel weisen die Borsten 300 und 350 jeweils eine Länge von 30 mm bis 50 mm, zum Beispiel 40 mm, und einen Durchmesser von 0,5 mm bzw. 0,3 mm auf, während die Borsten 330 und 340 jeweils eine Länge von 60 mm bis 90 mm, zum Beispiel 70 mm, und einen Durchmesser von 0,5 mm bzw. 0,3 mm aufweisen.
8 zeigt eine Aufrissansicht einer Bürste 600 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Bürste umfasst einen Bürstenkörper 610 und mehrere Borsten 300, die auf einer Oberfläche des letzteren angeordnet sind. 9 zeigt eine Vorderansicht der Bürste 600.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der das Windturbinenblatt 140 mit einer länglichen Bürste 600 versehen ist, die in Längsrichtung entlang eines Anteils von 1 bis 100% der Gesamtlänge des Rotorblatts, typischerweise zwischen 1 und 70% und noch typischer zwischen 1 und 20%, vorsteht. Typischerweise ist ein Ende der Bürste an einem Punkt in der Nähe der Spitze 160 des Blatts angeordnet. Die Bürste 600 weist einen Bürstenkörper 610 und mehrere flexible Fasern oder Borsten 300 auf. Die Länge der Borsten 300 beträgt zwischen 5 mm und 100 mm, typischerweise zwischen 15 mm und 80 mm und noch typischer zwischen 25 mm und 70 mm, zum Beispiel 30 mm oder 50 mm. Der Durchmesser variiert zwischen 0,1 mm und 4 mm, typischerweise zwischen 0,2 mm und 0,8 mm und noch typischer zwischen 0,3 mm und 0,6 mm, zum Beispiel 0,3 mm oder 0,5 mm. Das Material für die Borsten 300 kann aus verschiedenen Materialien ausgewählt werden, die für Kunstfasern verwendet werden, typischerweise Polymere wie Polyolefine, zyklische Polyolefine, Silikone, Acrylpolymere, Polyester, Polyamide, aromatische Polyamide und dergleichen, aber auch Metall oder Quarz sind geeignet. Noch typischer ist das Material Polypropylen, Polyethylen, Polyamid oder Polyvinylchlorid. Auch natürliche oder auf Zellulose basierende Fasern, zum Beispiel Hanfjute, Flachs, Ramie oder Sisal sind geeignet und gelten als unter den Umfang der Erfindung fallend. Die Fasern sollten Flexibilität, Ermüdungsfestigkeit und Langzeitbeständigkeit aufweisen, wenn sie dem ultravioletten Bestandteil des Sonnenlichts ausgesetzt sind. Die Bürste kann mit mechanischen Mitteln wie zum Beispiel Schrauben oder Schnellverschlüssen usw., mit chemischen Mitteln wie Kleben oder durch Heißsiegeln und dergleichen an dem Blattkörper befestigt werden. Die Borsten sind typischerweise, aber nicht notwendigerweise mechanisch an dem Bürstenkörper befestigt. Die Rotorblätter von bestehenden Windturbinen können wirtschaftlich und schnell mit einer oder mehr Bürsten nachgerüstet werden, um die Geräuschemissionen zu verringern, oder die Bürsten können während des Herstellungsverfahrens des Rotorblatts angebracht werden.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bürste 600 nahe der Hinterkante 190 angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Bürste 600 Borsten 300 mit unterschiedlichen Längen und/oder unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlicher Flexibilität auf, die intermittierend oder zufällig an der Bürste angeordnet sind.
Nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der Parameter der Borsten 300, ausgewählt aus der Gruppe mit Länge, Durchmesser und Flexibilität, abhängig von einer Sehnenlänge des Blatts 140, gemessen an der Position der jeweiligen Borste.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der das Rotorblatt mit mindestens zwei Bürsten versehen ist, die sich in Länge, Durchmesser und Länge der Borsten usw. unterscheiden können. Bei dieser Ausführungsform variiert die Länge einer einzelnen Bürste zwischen 0,3 m und 20 m und typischerweise zwischen 1 m und 5 m, zum Beispiel 2 m. Einzelne Bürsten bieten mehr Flexibilität in Bezug auf verschiedene Aspekte wie Handhabung, Support und handelsübliche Verfügbarkeit vorgefertigter Bürsten.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der ein Anteil von 5% bis 30% der Rotorblattlänge, zum Beispiel 15%, mit einer Bürste oder mit mehreren einzelnen Bürsten versehen ist. Die eine oder mehr Bürsten sind typischerweise, aber nicht notwendigerweise im Spitzenabschnitt des Blatts angeordnet.
13 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nach der eine Windturbine 140 zur Verwendung in einer Windenergieanlage ein Rotorblatt mit einem Blattkörper mit einer Hinterkante und einer Vorderkante und mehrere Borsten 300 aufweist, die auf einer Außenfläche des Blattkörpers angeordnet sind.
Diese Beschreibung benutzt Beispiele zur Offenlegung der Erfindung einschließlich der besten Ausführungsform, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu benutzen. Auch wenn die Erfindung anhand verschiedener spezifischer Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auch mit Modifikationen praktiziert werden kann, ohne vom Gedanken und Umfang der Ansprüche abzuweichen. Insbesondere können sich gegenseitig nicht ausschließende Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Der patentfähige Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche festgelegt und kann weitere Beispiele einschließen, die sich für den Fachmann ergeben. Diese anderen Beispiele gelten als im Umfang der Ansprüche enthalten, sofern sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortlaut der Ansprüche nicht unterscheiden, oder sofern sie gleichwertige strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche aufweisen.

100: Windturbine
110: Turm
120: Gondel
130: Nabe
140: Rotorblatt
150: Blattfuß
160: Blattspitze
170: Blattkörper
180: Vorderkante
190: Hinterkante
300, 310, 320, 330, 340, 350: Borsten
500: Trägerelement
600, 620, 630, 640: Bürste
610: Büstenkörper

Claims

Rotorblatt (140) zur Verwendung in einer Windenergieanlage (130), umfassend: einen Blattkörper (170) mit einer Hinterkante (190) und einer Vorderkante (180) und mehrere auf einer Außenfläche des Blattkörpers angeordnete Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350).
Rotorblatt (140) nach Anspruch 1, wobei die Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) auf dem Blattkörper (170) nahe der Hinterkante (190) angeordnet sind.
Rotorblatt (140) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) in mindestens einer Reihe entlang einer Längsrichtung des Rotorblatts angeordnet sind.
Rotorblatt (140) nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Reihe von Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) eine Länge zwischen 1 und 100% der Gesamtblattlänge aufweist.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Trägerelement (500), wobei das Trägerelement (500) am Blattkörper (170) befestigt ist und die Borsten (300, 310, 320, 330, 340, und 350) an dem Trägerelement (500) angebracht sind.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Länge der Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) in einem Bereich zwischen 10 mm und 100 mm liegt.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) flexibel sind.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Durchmesser der Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 4 mm liegt.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Blatt Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) mit unterschiedlichen Längen und/oder unterschiedlichen Durchmessern aufweist.
Rotorblatt (140) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens einer der Parameter ausgewählt aus der Gruppe mit Länge, Durchmesser und Flexibilität der Borsten (300, 310, 320, 330, 340 und 350) abhängig vom Abstand der Borsten zum Blattfuß (150) variiert.