DE102011050462A1 - Wind turbine - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, welche einen Turm, ein auf dem Turm horizontal drehbar angeordnetes Generatorbauteil, ein mit dem Generatorbauteil verbundenes, einen oder mehrere Flügel aufweisendes Windrad und eine am Turm vorgesehene Windleitvorrichtung enthält. Die Windleitvorrichtung ist um die Längsrichtung des Turmes drehbar an diesem gelagert.The invention relates to a wind power plant which contains a tower, a generator component which is horizontally rotatably arranged on the tower, a wind turbine which is connected to the generator component and has one or more blades and a wind guide device provided on the tower. The wind deflector is mounted on the tower so that it can rotate about the longitudinal direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, welche einen Turm, ein auf dem Turm horizontal drehbar angeordnetes Generatorbauteil, ein mit dem Generatorbauteil verbundenes, einen oder mehrere Flügel aufweisendes Windrad und eine am Turm vorgesehene Windleitvorrichtung enthält. The invention relates to a wind power plant, which includes a tower, a horizontally rotatably mounted on the tower generator component, one connected to the generator component, one or more wings exhibiting wind turbine and provided on the tower wind deflector.
Windkraftanlagen sind bereits bekannt. Sie dienen dazu, die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie umzuwandeln und in das Stromnetz einzuspeisen. Zu diesem Zweck wird am oberen Ende eines Turmes ein Windrad angeordnet, welches einen oder mehrere Flügel aufweist. Die Bewegungsenergie des Windes wirkt auf die Flügel des Windrades und versetzt das Windrad in eine Drehbewegung. Das Windrad gibt die Rotationsenergie an einen ebenfalls auf dem Turm angeordneten Generator weiter, der diese Energie in elektrische Energie umwandelt. Der Generator ist in einer sogenannten Gondel angeordnet, welche horizontal drehbar auf dem Turm befestigt ist und zusammen mit dem Windrad mittels eines sensorgesteuerten Antriebes einer Windrichtungsnachführung unterworfen wird. Eine derartige Gondel wird nachfolgend stets als Generatorbauteil bezeichnet. Wind turbines are already known. They serve to convert the kinetic energy of the wind into electrical energy and feed it into the power grid. For this purpose, a wind turbine is arranged at the upper end of a tower, which has one or more wings. The kinetic energy of the wind acts on the wings of the wind turbine and puts the wind turbine in a rotary motion. The wind turbine transmits the rotational energy to a generator also located on the tower, which converts this energy into electrical energy. The generator is arranged in a so-called nacelle, which is horizontally rotatably mounted on the tower and is subjected together with the wind turbine by means of a sensor-controlled drive a Windrichtungsnachführung. Such a gondola is always referred to below as a generator component.
Bei einer derartigen Windkraftanlage sind die Flügel des Windrades einer Luftströmung ausgesetzt. Die Luftströmungsverhältnisse ändern sich stets dann, wenn der jeweilige Flügel den Turm passiert. In diesem Falle wirken Verwirbelungen der Luft bzw. Luftströmungsgradienten auf den jeweiligen Flügel. Durch diese rapide Veränderung der aerodynamischen Last auf den jeweiligen Flügel werden akustische Pulse erzeugt, wodurch in unerwünschte Weise eine Lärmemission auftritt. In such a wind turbine, the blades of the wind turbine are exposed to an air flow. The airflow conditions always change when the respective wing passes the tower. In this case, turbulences of the air or Luftströmungsgradienten act on the respective wing. This rapid change in the aerodynamic load on the respective wing generates acoustic pulses, which undesirably causes noise emission.
Diese rapide Veränderung der aerodynamischen Last auf den jeweiligen Flügel wirkt sich auch in unerwünschter Weise auf die Lager des Windrades aus. Diese unterliegen einem hohen Verschleiß, welcher zu hohen Instandhaltungskosten für die Windkraftanlage führt. Dies ist insbesondere bei Offshore-Anlagen nachteilig, d. h. bei Windkraftanlagen, die auf dem offenen Meer betrieben werden. This rapid change in the aerodynamic load on the respective wing also undesirably affects the bearings of the wind turbine. These are subject to high wear, which leads to high maintenance costs for the wind turbine. This is particularly disadvantageous in offshore installations, d. H. Wind turbines that operate on the open sea.
Aus der
Aus der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Windkraftanlage anzugeben, bei welcher die auf die Flügel einer Windkraftanlage wirkenden aerodynamischen Belastungen im Bereich des Turmes weiter reduziert sind. The object of the invention is to provide a wind turbine in which the aerodynamic loads acting on the wings of a wind turbine in the area of the tower are further reduced.
Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Windkraftanlage, welche einen Turm, ein auf dem Turm horizontal drehbar angeordnetes Generatorbauteil, ein mit dem Generatorbauteil verbundenes, einen oder mehrere Flügel aufweisendes Windrad und eine am Turm vorgesehene Windleitvorrichtung enthält, derart ausgebildet, dass die Windleitvorrichtung um die Längsachse des Turmes drehbar an diesem gelagert ist. This object is achieved by a wind turbine with the features specified in
Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die im Betrieb auftretende Luftströmung derart geführt wird, dass diese den Turm passiert, ohne dass Verwirbelungen der Luft auftreten. Zumindest werden derartige Verwirbelungen im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert. Dies wiederum hat in vorteilhafter Weise zur Folge, dass die im Betrieb der Windkraftanlage auftretenden Lärmemissionen reduziert sind, dass die auf die Lager des Windrades wirkende mechanische Belastung reduziert ist, dass der Verschleiß der Lager reduziert ist und dass die Wartungs- bzw. Instandhaltungskosten der Windkraftanlage reduziert sind. As a result, it is advantageously achieved that the air flow occurring during operation is guided in such a way that it passes through the tower without turbulence of the air occurring. At least such turbulences are significantly reduced compared to the prior art. This in turn has the consequence that the In the operation of the wind turbine occurring noise emissions are reduced, that the force acting on the bearings of the wind turbine mechanical load is reduced, that the wear of the bearings is reduced and that the maintenance or repair costs of the wind turbine are reduced.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt Further advantageous features of the invention will become apparent from the following exemplary explanation with reference to FIGS. It shows
Die
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Länge l der Windleitvorrichtung
Windkraftanlagen sind üblicherweise mit einer Windrichtungsnachführung des Windrades ausgestattet, welche in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Windrichtungssensors die Positionierung des Windrades
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Windleitvorrichtung
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Windleitvorrichtung
Die Windleitvorrichtung hat vorzugsweise einen symmetrischen Aufbau, so dass deren Herstellung in einfacher Weise erfolgen kann. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, die Windleitvorrichtung mit einem unsymmetrischen Aufbau auszustatten, um die Wirkung der Windleitvorrichtung zu optimieren. The wind deflector preferably has a symmetrical structure, so that their production can be carried out in a simple manner. Alternatively, it is also possible to equip the wind deflector with an asymmetrical structure in order to optimize the effect of the wind deflector.
Die
Des Weiteren geht aus der
Eine Ausführungsform, bei welcher die Windleitvorrichtung
Bei einer Windkraftanlage, die gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer um die Längsrichtung des Turmes drehbar an diesem gelagerten Windleitvorrichtung ausgestattet ist, wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass während der Umdrehung eines Flügels des Windrades dieser Flügel einem Strömungsdefizit ausgesetzt ist, welches durch Strömungsgradienten oder durch Verwirbelungen der Luftströmung am Turm erzeugt wird. Da aufgrund einer Verwendung einer um die Längsachse des Turmes drehbar an diesem gelagerten Windleitvorrichtung auch keine rapiden Veränderungen der auf die Flügel wirkenden aerodynamischen Last auftreten, ist auch ein Entstehen von störenden akustischen Pulsen reduziert. Insbesondere ist von Vorteil, dass es aufgrund einer Verwendung einer um die Längsachse des Turmes drehbar an diesem gelagerten Windleitvorrichtung vermieden wird, dass Verwirbelungen im Turmschatten auftreten und zu größeren Lastwechseln und damit zu starken Schallemissionen führen. In a wind turbine, which is equipped according to the present invention with a rotatable about the longitudinal direction of the tower mounted on this wind deflector, is advantageously prevented that during the rotation of a wing of the wind turbine of these wings is exposed to a flow deficit, which by flow gradients or by Turbulence of the air flow is generated at the tower. Since, due to the use of a rotatable about the longitudinal axis of the tower rotatably mounted on this wind deflector no rapid changes of the aerodynamic load acting on the wings, also a generation of interfering acoustic pulses is reduced. In particular, it is advantageous that it is avoided due to the use of a rotatable about the longitudinal axis of the tower mounted on this Windleitvorrichtung that turbulence in the tower shadow occur and lead to larger load changes and thus excessive noise emissions.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Windkraftanlage Wind turbine
- 2 2
- Turm tower
- 3 3
- Windleitvorrichtung wind deflector
- 4 4
- Generatoreinheit generator unit
- 5 5
- Nabe hub
- 6 6
- Windrad windmill
- 6a 6a
- Flügel wing
- 7 7
- drehbare Lagerung des Windleitvorrichtung rotatable mounting of the wind deflector
- 8 8th
- Windleitvorrichtung wind deflector
- 9 9
- Wind wind
- l l
- Länge der Windleitvorrichtung Length of wind deflector
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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