DE102014115524A1 - Wind turbine rotor blade with a winglet - Google Patents

Wind turbine rotor blade with a winglet Download PDF

Info

Publication number
DE102014115524A1
DE102014115524A1 DE102014115524.6A DE102014115524A DE102014115524A1 DE 102014115524 A1 DE102014115524 A1 DE 102014115524A1 DE 102014115524 A DE102014115524 A DE 102014115524A DE 102014115524 A1 DE102014115524 A1 DE 102014115524A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winglet
section
profile
rotor blade
wind turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014115524.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Mehdi Doosttalab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordex Energy SE and Co KG
Original Assignee
Nordex Energy SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordex Energy SE and Co KG filed Critical Nordex Energy SE and Co KG
Priority to DE102014115524.6A priority Critical patent/DE102014115524A1/en
Publication of DE102014115524A1 publication Critical patent/DE102014115524A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/307—Blade tip, e.g. winglets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F05B2250/71—Shape curved
    • F05B2250/712—Shape curved concave
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Windenergieanlagenrotorblatt mit sich von der Blattwurzel zur Blattspitze hin in der folgenden Reihenfolge aneinander anschließenden Abschnitten: • einem Blattanschlussabschnitt zur Verbindung mit einer Rotornabe, • einem Rotorblatthauptteil, der ein aerodynamisches Profil, eine Saugseite und eine Druckseite aufweist, • einem Übergangsabschnitt, der eine Krümmung zur Saugseite hin oder zur Druckseite hin aufweist, und • einem Winglet, das eine Vielzahl von Profilen mit jeweils einer Profilsehne und einem Profilsehnenmittelpunkt, eine Wingletfläche, in der die Profilsehnen angeordnet sind, eine Mittellinie, die die Profilsehnenmittelpunkte miteinander verbindet, eine Profilendkante, eine Profilnasenkante, eine Höhe, einen sich an den Übergangsabschnitt anschließenden Basisabschnitt, einen an die Blattspitze angrenzenden Spitzenabschnitt und einen den Basisabschnitt und den Spitzenabschnitt miteinander verbindenden Mittelabschnitt aufweist, wobei • ein Sweep-Winkel zwischen einer Bezugslinie, die in der Wingletfläche und orthogonal zu einer Profilsehne eines an den Übergangsabschnitt angrenzenden Profils des Winglets angeordnet ist, und der Mittellinie in dem Spitzenabschnitt größer ist als in dem Basisabschnitt, wobei der Sweep-Winkel von der Bezugslinie in Richtung zu der Profilendkante des Winglets hin gemessen wird, und • die Profilendkante des Winglets in mindestens einem Abschnitt konkav gekrümmt ist.A wind turbine rotor blade having portions adjoining each other from the blade root to the blade tip in the following order: a blade connection portion for connection to a rotor hub, a rotor blade body having an aerodynamic profile, a suction side and a pressure side, a transition portion forming a bend to the rotor blade And • a winglet having a plurality of profiles each having a chord and a chord center, a winglet surface in which the chords are arranged, a centerline interconnecting the chord centers, a profile end edge, a profile nose edge a height, a base portion adjoining the transition portion, a tip portion adjacent to the blade tip, and a central portion connecting the base portion and the tip portion, wherein a sweep angle between hen a reference line, which is arranged in the Wingletfläche and orthogonal to a chord of a profile adjacent to the transitional portion of the winglet, and the center line in the tip portion is greater than in the base portion, wherein the sweep angle from the reference line towards the Profilendendkante of the winglet, and • the profile end edge of the winglet is concavely curved in at least one section.

Description

Die Erfindung betrifft ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Rotorblatthauptteil, einem Übergangsabschnitt, der eine Krümmung zur Saugseite hin oder zur Druckseite hin aufweist, und einem Winglet, das relativ zur Längsachse des Windenergieanlagenrotorblatts geneigt ist.The invention relates to a wind turbine rotor blade with a rotor blade main body, a transition portion having a curvature toward the suction side or to the pressure side, and a winglet which is inclined relative to the longitudinal axis of the wind turbine rotor blade.

Bei Windenergieanlagenrotorblättern ohne Winglet kommt es im Bereich der Blattspitze zu einem unerwünschten Druckausgleich zwischen der Druckseite und der Saugseite des Rotorblatts, bei dem die Luft die Blattspitze umströmt. Dieser bekannte Effekt führt zu einem verringerten Auftrieb im Blattspitzenbereich und zu ausgeprägten Verwirbelungen, die den Strömungswiderstand erhöhen. Darum werden im Blattspitzenbereich bei Windenergieanlagenrotorblättern ohne Winglet in der Regel kleine Blattanstellwinkel und Profile mit geringem oder gar keinem Auftrieb und verringerter Sehnenlänge eingesetzt. Dadurch können die Verwirbelungen reduziert werden. Es bleibt jedoch bei einem suboptimalen Auftrieb im Bereich der Blattspitze.In the case of wind turbine rotor blades without a winglet, in the area of the blade tip there is an undesirable pressure equalization between the pressure side and the suction side of the rotor blade, in which the air flows around the blade tip. This known effect leads to a reduced buoyancy in the blade tip area and to pronounced turbulences which increase the flow resistance. That is why small blade pitch angles and profiles with little or no buoyancy and reduced chord length are generally used in the blade tip area of wind turbine rotor blades without a winglet. As a result, the turbulence can be reduced. However, it remains at a suboptimal buoyancy in the area of the blade tip.

Ein anderer bekannter Ansatz verwendet zur Verhinderung des Druckausgleichs zwischen Druck- und Saugseite ein Winglet, das sich nahe der Blattspitze unter einem Winkel an den Rotorblatthauptteil anschließt. Dies ermöglicht, bis an das Winglet heran optimale Blattanstellwinkel und Profile mit mittlerem Auftrieb und größerer Sehnenlänge zu verwenden, ohne dass es zu Strömungsablösungen kommt. Studien haben gezeigt, dass die aerodynamische Leistungsfähigkeit von Windenergieanlagenrotorblättern auf diese Weise gesteigert werden kann.Another known approach uses a winglet which adjoins the rotor blade body at an angle near the blade tip to prevent pressure equalization between the pressure and suction sides. This makes it possible to use optimal blade pitch angles and profiles with medium buoyancy and greater chord length right up to the winglet, without any flow separation. Studies have shown that the aerodynamic performance of wind turbine rotor blades can be increased in this way.

Die Druckschrift WO 2012/150691 A1 zeigt Rotorblätter einer Windenergieanlage, die im Blattspitzenbereich einen zur Profilendkante hin gekrümmten, sichelförmigen Verlauf aufweisen. Die bekannten Rotorblätter weisen außerdem eine Vorbiegung zu der dem anströmenden Wind zugewandten Seite der Rotorebene auf.The publication WO 2012/150691 A1 shows rotor blades of a wind turbine, which have in the blade tip area to the profile end edge curved, crescent-shaped course. The known rotor blades also have a pre-bend to the side of the rotor plane facing the oncoming wind.

Die Druckschrift WO 2011/0567676 A2 zeigt ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage mit einem Winglet. Das Winglet ist um etwa 35° aus der Rotorebene heraus geneigt. Die Profilnasenkante und Profilendkante verlaufen im Bereich des Winglets wie bei einem herkömmlichen Rotorblatt.The publication WO 2011/0567676 A2 shows a rotor blade for a wind turbine with a winglet. The winglet is inclined by about 35 ° out of the rotor plane. The profile nose edge and profile end edge run in the area of the winglet like a conventional rotor blade.

Die Druckschrift EP 1 583 904 B1 zeigt ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Winglet, dessen Profilnasenkante und Profilendkante elliptisch oder geradlinig verlaufen. Eine Variante mit geradlinigem Verlauf weist eine Pfeilung auf.The publication EP 1 583 904 B1 shows a wind turbine rotor blade with a winglet whose profile nose edge and Profilendkante run elliptical or rectilinear. A variant with a straight course has a sweep.

Die Druckschrift EP 1 500 814 A1 zeigt ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Winglet. Das Winglet kann eine Vor- oder Rückpfeilung aufweisen.The publication EP 1 500 814 A1 shows a wind turbine rotor blade with a winglet. The winglet may have a forward or backward sweep.

Die Druckschrift WO 2013/142411 beschreibt ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Winglet, dass eine Pfeilung zur Profilendkante hin aufweist.The publication WO 2013/142411 describes a wind turbine rotor blade with a winglet that has a sweep towards the profile end edge.

Die Druckschrift DE 10 2011 055 370 A1 zeigt ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Winglet, das einen blattwurzelseitigen Abschnitt, einen blattspitzenseitigen Abschnitt und einen dazwischen angeordneten Übergangsabschnitt aufweist. In dem Übergangsabschnitt nimmt ein Pfeilwinkel in Richtung zur Blattspitze hin kontinuierlich ab oder zu.The publication DE 10 2011 055 370 A1 shows a wind turbine rotor blade with a winglet having a blade root-side portion, a blade tip side portion and a transition section disposed therebetween. In the transition section, a sweep angle continuously decreases toward or towards the blade tip.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Windenergieanlagenrotorblatt mit einem Winglet zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte aerodynamische Leistungsfähigkeit aufweist.On this basis, it is the object of the invention to provide a wind turbine rotor blade with a winglet, which has an improved aerodynamic performance.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Windenergieanlagenrotorblatt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the wind turbine blade with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subsequent subclaims.

Das Windenergieanlagenrotorblatt hat eine Blattwurzel, eine Blattspitze und sich von der Blattwurzel zur Blattspitze hin in der folgenden Reihenfolge aneinander anschließende Abschnitte:

  • • einen Blattanschlussabschnitt zur Verbindung mit einer Rotornabe, wobei eine Symmetrieachse des Blattanschlussabschnitts eine Längsachse des Windenergieanlagenrotorblatts definiert,
  • • einen Rotorblatthauptteil, der ein aerodynamisches Profil, eine Saugseite und eine Druckseite aufweist,
  • • einen Übergangsabschnitt, der eine Krümmung zur Saugseite hin oder zur Druckseite hin aufweist, und
  • • ein Winglet, das eine Vielzahl von Profilen mit jeweils einer Profilsehne und einem Profilsehnenmittelpunkt, eine Wingletfläche, in der die Profilsehnen angeordnet sind, eine Mittellinie, die die Profilsehnenmittelpunkte miteinander verbindet, eine Profilendkante, eine Profilnasenkante, eine Höhe, einen sich an den Übergangsabschnitt anschließenden Basisabschnitt, einen an die Blattspitze angrenzenden Spitzenabschnitt und einen den Basisabschnitt und den Spitzenabschnitt miteinander verbindenden Mittelabschnitt aufweist, wobei die Wingletfläche im Basisabschnitt in einem Winkel im Bereich von 10° bis 100° relativ zu der Längsachse geneigt ist,
  • • ein Sweep-Winkel zwischen einer Bezugslinie, die in der Wingletfläche und orthogonal zu einer Profilsehne eines an den Übergangsabschnitt angrenzenden Profils des Winglets angeordnet ist, und der Mittellinie in dem Spitzenabschnitt größer ist als in dem Basisabschnitt, wobei der Sweep-Winkel von der Bezugslinie in Richtung zu der Profilendkante des Winglets hin gemessen wird, und
  • • die Profilendkante des Winglets in mindestens einem Abschnitt konkav gekrümmt ist.
The wind turbine rotor blade has a blade root, a blade tip, and adjoining sections from the blade root to the blade tip in the following order:
  • A blade connection section for connection to a rotor hub, wherein an axis of symmetry of the blade connection section defines a longitudinal axis of the wind turbine rotor blade,
  • A rotor blade body having an aerodynamic profile, a suction side and a pressure side,
  • A transition section which has a curvature towards the suction side or to the pressure side, and
  • A winglet having a plurality of profiles each having a chord and a chord center, a winglet surface in which the chords are arranged, a centerline interconnecting the chord centers, a profile end edge, a profile nose edge, a height, and a transitional section a subsequent base portion having a tip portion adjacent the blade tip and a central portion interconnecting the base portion and the tip portion, the winglet surface in the base portion being inclined at an angle in the range of 10 ° to 100 ° relative to the longitudinal axis,
  • A sweep angle between a datum line disposed in the winglet surface and orthogonal to a chord of a profile of the winglet adjacent to the transitional section, and the centerline in the tip section being larger than in the base section, the sweep Angle is measured from the reference line towards the profile end edge of the winglet, and
  • • the profile end edge of the winglet is concavely curved in at least one section.

Der Blattanschlussabschnitt kann insbesondere einen Flansch aufweisen, der mit der Rotornabe verschraubt wird. Die Rotornabe kann ein Pitch-Drehlager aufweisen, sodass das Windenergieanlagenrotorblatt um seine durch die Symmetrieachse des Blattanschlussabschnitts definierte Längsachse verdreht werden kann.The blade connection section may in particular have a flange which is screwed to the rotor hub. The rotor hub may have a pitch pivot bearing, so that the wind turbine rotor blade can be rotated about its axis defined by the axis of symmetry of the blade connection portion longitudinal axis.

Der zur Erzeugung des Auftriebs und damit des Drehmoments auf eine Rotorachse maßgebliche Teil des Windenergieanlagenrotorblatts ist der Rotorblatthauptteil. Dieser erstreckt sich vom Blattanschlussabschnitt annähernd über die gesamte Länge des Rotorblatts, bis hin zu dem Übergangsabschnitt, der einen gekrümmten Übergang zum Winglet herstellt.The relevant for generating the buoyancy and thus the torque on a rotor axis part of the wind turbine rotor blade is the rotor blade main body. This extends from the blade connection section approximately over the entire length of the rotor blade, up to the transition section, which produces a curved transition to the winglet.

Das Winglet weist eine Wingletfläche auf, in der die Profilsehnen angeordnet sind. Basisabschnitt, Übergangsabschnitt und Spitzenabschnitt des Winglets liegen somit in der Wingletfläche. Im Bereich des Basisabschnitts, speziell an dessen an den Übergangsabschnitt angrenzendem Ende, ist die Wingletfläche – oder genauer eine an die Wingletfläche angelegte Tangente – in einem Winkel im Bereich von 10° bis 100° relativ zu der Längsachse geneigt. Im Gegensatz zu Windenergieanlagenrotorblättern mit einer sich über das gesamte Rotorblatt oder einen äußeren Bereich des Rotorblatts erstreckenden Krümmung, welche eine Vorbiegung des Rotorblatts darstellt, ist das Winglet im Wesentlichen flach oder es weist eine eigene Krümmung auf. Der Winkel zwischen der Wingletfläche und der Längsachse wird ausgehend von der Längsachse in der Richtung zum Rotorblattanschluss gemessen. Je nach Krümmung des Übergangsabschnitts kann der Basisabschnitt bzw. das gesamte Winglet in Richtung zu der Saugseite oder zu der Druckseite hin abgewinkelt sein.The winglet has a winglet surface in which the chords are arranged. Base section, transition section and tip section of the winglet are thus in the Wingletfläche. In the area of the base section, especially at its end adjoining the transition section, the winglet surface - or more precisely a tangent applied to the winglet surface - is inclined at an angle in the range of 10 ° to 100 ° relative to the longitudinal axis. In contrast to wind turbine rotor blades with a curvature extending over the entire rotor blade or an outer region of the rotor blade, which represents a pre-bending of the rotor blade, the winglet is substantially flat or has its own curvature. The angle between the winglet surface and the longitudinal axis is measured starting from the longitudinal axis in the direction of the rotor blade connection. Depending on the curvature of the transition section, the base section or the entire winglet may be angled in the direction of the suction side or to the pressure side.

Zu jedem Punkt auf der Mittellinie des Winglets kann ein Sweep-Winkel angegeben werden, der zwischen einer Bezugslinie, die in der Wingletfläche und orthogonal zu einer Profilsehne eines an den Übergangsabschnitt angrenzenden Profils des Winglets und der Mittellinie bzw. einer Tangente an die Mittellinie durch den betrachteten Punkt auf der Mittellinie des Winglets gemessen wird. Die Zählrichtung des Sweep-Winkels verläuft von der Bezugslinie ausgehend in Richtung zu der Profilendkante des Winglets hin, d. h. eine Pfeilung des Winglets „nach hinten” entspricht einem positiven Sweep-Winkel.At any point on the centerline of the winglet, a sweep angle may be indicated between a datum line extending in the winglet surface and orthogonal to a chord of a winglet and centerline profile adjacent the transitional section and tangent to the centerline, respectively measured point on the centerline of the winglet. The counting direction of the sweep angle runs from the reference line in the direction of the profile end edge of the winglet, d. H. a sweep of the winglet "backwards" corresponds to a positive sweep angle.

Bei der Erfindung ist der Sweep-Winkel in dem an die Blattspitze angrenzenden Spitzenabschnitt größer als im an den Übergangsabschnitt angrenzenden Basisabschnitt. Im Mittelabschnitt, der zwischen dem Basisabschnitt und dem Spitzenabschnitt angeordnet ist, kann der Sweep-Winkel im Prinzip beliebige Werte aufweisen. In der Regel weist der Sweep-Winkel im Mittelabschnitt mittlere Werte auf, sodass der Mittelabschnitt auch hinsichtlich des Sweep-Winkels einen kontinuierlichen Übergang zwischen Basisabschnitt und Spitzenabschnitt des Winglets herstellt.In the invention, the sweep angle is greater in the tip portion adjacent the blade tip than in the base portion adjacent to the transition portion. In the middle section, which is arranged between the base section and the tip section, the sweep angle can in principle have any desired values. As a rule, the sweep angle in the middle section has average values, so that the middle section also produces a continuous transition between the base section and the tip section of the winglet with regard to the sweep angle.

Bei der Erfindung ist die Profilendkante des Winglets in mindestens einem Abschnitt konkav gekrümmt, insbesondere in einem der drei genannten Abschnitte Basisabschnitt, Mittelabschnitt und Spitzenabschnitt oder in einem Teil eines dieser Abschnitte. Die Profilnasenkante des Winglets kann in mindestens einem der drei Abschnitte oder in jedem Abschnitt oder einem Teil davon konvex gekrümmt sein, sodass das Winglet insgesamt sichelförmig oder „haifischflossenförmig” gekrümmt ist. Diese anschauliche Betrachtung gilt für eine Blickrichtung auf die Wingletfläche und beschreibt somit das Erscheinungsbild des Winglets quer zur Strömungsrichtung.In the invention, the profile end edge of the winglet is concavely curved in at least one section, in particular in one of the three sections referred to base section, central section and tip section or in a part of one of these sections. The profile nose edge of the winglet may be convexly curved in at least one of the three sections, or in each section or part thereof, such that the winglet is generally curved in a sickle-shaped or "shark-fin-shaped" manner. This vivid consideration applies to a line of sight on the winglet surface and thus describes the appearance of the winglet transversely to the flow direction.

Der Erfinder hat erkannt, dass es für eine optimale Umströmung des Rotorblatt-Hauptteils an dem dem Winglet zugewandten Ende vorteilhaft ist, den Sweep-Winkel und die Profilendkante des Winglets in erfindungsgemäßer Weise auszugestalten. Durch den variierenden Sweep-Winkel in Kombination mit dem konkaven Profilendkantenabschnitt wird die Strömungsrichtung im Bereich des Winglets bis zur Blattspitze hin derart beeinflusst, dass Strömungsablösungen im Bereich des Winglets und auch im Winglet-nahen Bereich des Rotorblatt-Hauptteils entgegengewirkt wird. Dadurch verbessert sich die aerodynamische Leistungsfähigkeit des Windenergieanlagenrotorblatts.The inventor has recognized that it is advantageous for optimal flow around the rotor blade main part at the end facing the winglet to design the sweep angle and the profile end edge of the winglet in accordance with the invention. Due to the varying sweep angle in combination with the concave profiled end edge section, the flow direction in the region of the winglet is influenced to the blade tip in such a way that flow detachments in the area of the winglet and also in the winglet-near region of the rotor blade main part are counteracted. This improves the aerodynamic performance of the wind turbine rotor blade.

In einer Ausgestaltung ist die Wingletfläche im Wesentlichen eben. Das Winglet ist also über seine gesamte Höhe in einem festen Winkel zu der Längsachse angeordnet. Grundsätzlich kann die Wingletfläche auch gekrümmt sein, insbesondere in einer die Krümmung des Übergangsabschnitts fortsetzenden Richtung. Mit „im Wesentlichen eben” ist gemeint, dass das Winglet im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist. Einbezogen sind Winglets, die beispielsweise wegen eines vom Basisabschnitt zum Spitzenabschnitt hin geringfügig variierenden Twist-Winkels bis auf geringfügige Abweichungen in einer Ebene angeordnet sind.In one embodiment, the winglet surface is substantially planar. The winglet is thus arranged over its entire height at a fixed angle to the longitudinal axis. In principle, the winglet surface can also be curved, in particular in a direction continuing the curvature of the transition section. By "substantially planar" is meant that the winglet is arranged substantially in a plane. Included are winglets, which are arranged, for example, because of a slightly different from the base portion to the tip portion twist angle to minor deviations in a plane.

In einer Ausgestaltung ist die Wingletfläche im Basisabschnitt in einem Winkel im Bereich von 70° bis 100° relativ zu der Längsachse geneigt. Bei dieser Anordnung kann das Winglet einem unerwünschten Druckausgleich zwischen Druck- und Saugseite besonders gut entgegenwirken.In one embodiment, the winglet surface in the base section is inclined at an angle in the range of 70 ° to 100 ° relative to the longitudinal axis. In this arrangement, the winglet one Counteract undesirable pressure equalization between pressure and suction side particularly well.

In einer Ausgestaltung ist die Profilnasenkante des Winglets in mindestens einem Abschnitt konvex gekrümmt. Der Abschnitt kann der Basisabschnitt, der Mittelabschnitt und/oder der Spitzenabschnitt sein, oder ein Teil eines dieser Abschnitte. Ebenfalls möglich ist, dass die Profilnasenkante des Winglets über die gesamte Länge und/oder Höhe des Winglets konvex gekrümmt ist.In one embodiment, the profile nose edge of the winglet is convexly curved in at least one section. The portion may be the base portion, the middle portion and / or the tip portion, or a part of one of these portions. It is also possible that the profile nose edge of the winglet over the entire length and / or height of the winglet is curved convex.

In einer Ausgestaltung laufen die Profilnasenkante des Winglets und die Profilendkante des Winglets im Bereich der Blattspitze unter einem spitzen Winkel zusammen. Mit anderen Worten hat das Winglet im Bereich der Blattspitze also eine sehr geringe, bis annähernd auf den Wert Null abnehmende Profilsehnenlänge. Eine geringfügige Abrundung der Blattspitze bleibt unbenommen.In one embodiment, the profile nose edge of the winglet and the profile end edge of the winglet converge at an acute angle in the area of the blade tip. In other words, the winglet has in the area of the blade tip so a very small, to almost zero to the value decreasing chord. A slight rounding of the blade tip remains undone.

In einer Ausgestaltung weist der Sweep-Winkel in dem Basisabschnitt und/oder in dem Spitzenabschnitt einen konstanten Wert auf. Dies bedeutet, dass die Mittellinie des Winglets in dem betreffenden Abschnitt geradlinig verläuft.In one embodiment, the sweep angle in the base portion and / or in the tip portion has a constant value. This means that the centerline of the winglet is straight in that section.

In einer Ausgestaltung verläuft die Mittellinie des Winglets in dem Basisabschnitt und/oder in dem Spitzenabschnitt gekrümmt und der Sweep-Winkel vergrößert sich in dem betreffenden Abschnitt in Richtung zu der Blattspitze hin kontinuierlich. Diese fortschreitende Krümmung des Winglets im Basisabschnitt bzw. im Spitzenabschnitt beeinflusst die Strömungsrichtung in der gewünschten Weise.In one embodiment, the centerline of the winglet is curved in the base portion and / or in the tip portion, and the sweep angle continuously increases in that portion toward the blade tip. This progressive curvature of the winglet in the base section or in the tip section influences the flow direction in the desired manner.

In einer Ausgestaltung bildet der Sweep-Winkel in dem Mittelabschnitt einen kontinuierlichen Übergang zwischen den Sweep-Winkeln in dem Basisabschnitt und dem Spitzenabschnitt. Dadurch kann eine aerodynamisch unvorteilhafte, sprunghafte Änderung des Sweep-Winkels vermieden werden.In one embodiment, the sweep angle in the center section forms a continuous transition between the sweep angles in the base section and the tip section. As a result, an aerodynamically unfavorable, abrupt change in the sweep angle can be avoided.

In einer Ausgestaltung verläuft die Mittellinie des Winglets in dem Mittelabschnitt gekrümmt. Diese Krümmung wird, wie alle zuvor und im folgenden beschriebenen Krümmungen der Mittellinie des Winglets auch, stets in der Wingletfläche betrachtet. Die Krümmung der Mittellinie in dem Mittelabschnitt kann durch eine Polynominalfunktion zweiten Grades oder höheren Grades beschrieben werden.In one embodiment, the centerline of the winglet is curved in the central portion. This curvature, like all previously described and hereinafter described curvatures of the centerline of the winglet, is always viewed in the winglet area. The curvature of the centerline in the midsection may be described by a second degree or higher degree polynomial function.

In einer Ausgestaltung verläuft die Profilnasenkante des Winglets und/oder die Profilendkante des Winglets in dem Basisabschnitt und/oder in dem Mittelabschnitt und/oder in dem Spitzenabschnitt geradlinig.In one embodiment, the profile nose edge of the winglet and / or the profile end edge of the winglet in the base portion and / or in the central portion and / or in the tip portion is rectilinear.

In einer Ausgestaltung ist die Profilendkante eines an die Blattspitze angrenzenden Profils des Winglets in Strömungsrichtung in einem Abstand hinter der Profilendkante des an den Übergangsabschnitt angrenzenden Profils des Winglets angeordnet. Dies bedeutet, dass das Winglet insgesamt aufgrund seiner relativ großen Höhe bzw. relativ großen Sweep-Winkels eine deutliche Verlagerung der Blattspitze nach hinten aufweist. Diese Ausgestaltung kann eine weitere, vorteilhafte Beeinflussung der Strömungsrichtung um das Winglet und/oder den Winglet-nahen Abschnitt des Rotorblatthauptteils bzw. um den Übergangsabschnitt herum bewirken.In one embodiment, the profile end edge of a profile of the winglet adjoining the blade tip is arranged in the flow direction at a distance behind the profile end edge of the profile of the winglet adjacent to the transition section. This means that the winglet overall has a significant shift of the blade tip to the rear due to its relatively high height or relatively large sweep angle. This refinement can bring about a further advantageous influencing of the flow direction about the winglet and / or the winglet-proximal section of the rotor blade main part or about the transition section.

In einer Ausgestaltung liegt der Abstand im Bereich von 10% bis 100% der Länge der Profilsehne des an den Übergangsabschnitt angrenzenden Profils des Winglets. Dies entspricht einer relativ starken Verlagerung der Blattspitze in Strömungsrichtung nach hinten.In one embodiment, the distance is in the range of 10% to 100% of the length of the chord of the profile of the winglet adjacent to the transition section. This corresponds to a relatively strong displacement of the blade tip in the flow direction to the rear.

In einer Ausgestaltung erstreckt sich der Mittelabschnitt des Winglets über einen Bereich von 10% bis 90% der Höhe des Winglets. Die Vergrößerung des Sweep-Winkels zur Blattspitze hin kann sich auf einen entsprechend großen bzw. kleinen Blattspitzenabschnitt beziehen.In one embodiment, the midsection of the winglet extends over a range of 10% to 90% of the height of the winglet. The enlargement of the sweep angle towards the blade tip can refer to a correspondingly large or small blade tip section.

In einer Ausgestaltung weist der Übergangsabschnitt eine konkav gekrümmte Profilendkante und eine konvex gekrümmte Profilnasenkante auf. Die Krümmung der Profilendkante und der Profilnasenkante des Übergangsabschnitts geht stetig in die Krümmung der Profilendkante und der Profilnasenkante des Basisabschnitts über. Die sichelförmige Krümmung des Winglets beginnt somit bereits im Übergangsabschnitt.In one embodiment, the transition section has a concavely curved profile end edge and a convexly curved profile nose edge. The curvature of the profile end edge and the profile nose edge of the transition section merges continuously into the curvature of the profile end edge and the profile nose edge of the base section. The crescent-shaped curvature of the winglet thus begins already in the transition section.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in FIGS. Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Windenergieanlagenrotorblatt in einer vereinfachten, perspektivischen Ansicht, 1 a wind turbine rotor blade according to the invention in a simplified, perspective view,

2 eine vergrößerte Darstellung des blattspitzennahen Bereichs des Windenergieanlagenrotorblatts aus 1, ebenfalls in einer perspektivischen Darstellung, 2 an enlarged view of the blade tip near portion of the wind turbine rotor blade 1 , also in a perspective view,

3a, b eine Draufsicht auf den in 2 dargestellten Abschnitt des Rotorblatts mit Blickrichtung auf die Profilnasenkante in zwei Ausführungsvarianten, 3a , b is a top view of the in 2 illustrated section of the rotor blade with a view towards the profile nose edge in two embodiments,

4 eine Draufsicht auf das Winglet des Windenergieanlagenrotorblatts aus 1, bei der die Zeichenebene der Ebene des Winglets entspricht. 4 a plan view of the winglet of the wind turbine rotor blade 1 where the plane of the drawing is the level of the winglet.

Das Windenergieanlagenrotorblatt 10 der 1 weist einen Blattanschlussabschnitt 12 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Rotornabe auf. Die Symmetrieachse des Blattanschlussabschnitts 12 definiert die Längsachse 14 des Windenergieanlagenrotorblatts 10. Im Bereich des Blattanschlussabschnitts 12 ist das Windenergieanlagenrotorblatt 10 im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet.The wind turbine rotor blade 10 of the 1 has a blade connection section 12 to Connection with a rotor hub, not shown on. The symmetry axis of the blade connection section 12 defines the longitudinal axis 14 of the wind turbine rotor blade 10 , In the area of the blade connection section 12 is the wind turbine rotor blade 10 formed substantially circular cylindrical.

An den Blattanschlussabschnitt 12 schließt sich der Rotorblatthauptteil 16 an, der sich annähernd über die gesamte Länge des Windenergieanlagenrotorblatts 10 erstreckt. Er weist ein aerodynamisches Profil mit einer Saugseite 18 und einer Druckseite 20 auf und erstreckt sich vom Blattanschlussabschnitt 12 bis hin zu dem Übergangsabschnitt 22 des Windenergieanlagenrotorblatts 10. Der Übergangsabschnitt 22 ist im gezeigten Beispiel zur Druckseite 20 hin gekrümmt.To the blade connection section 12 the rotor blade body closes 16 which extends approximately the entire length of the wind turbine rotor blade 10 extends. He has an aerodynamic profile with a suction side 18 and a print page 20 and extends from the blade connection section 12 to the transition section 22 of the wind turbine rotor blade 10 , The transition section 22 is in the example shown to the print page 20 curved down.

An den Übergangsabschnitt 22 schließt sich das Winglet 24 an. Es erstreckt sich vom Übergangsabschnitt 22 bis hin zur Blattspitze 26 und weist eine Profilnasenkante 28 und eine Profilendkante 30 auf. Einzelheiten des Winglets sind in den 2 bis 4 besser erkennbar.To the transition section 22 joins the winglet 24 at. It extends from the transition section 22 to the tip of the blade 26 and has a profile nose edge 28 and a profile end edge 30 on. Details of the winglet are in the 2 to 4 better recognizable.

2 stellt einen Ausschnitt aus der 1 vergrößert und aus demselben Blickwinkel dar. Man erkennt, dass die Profilsehnenlänge im Rotorblatthauptteil 16 schon vor Erreichen des Übergangsabschnitts 22 abnimmt. Der Übergangsabschnitt 22 weist eine leicht konkave Profilhinterkante 30' und eine konvexe Profilnasenkante 28' auf, die stetig in die Profilhinterkante 30 und die Profilnasenkante 28 des Winglets übergehen. Weiter in Richtung zur Blattspitze 26 hin erfolgt eine weitere Abnahme der Profilsehnenlänge. 2 represents a part of the 1 enlarged and from the same point of view. It can be seen that the chord length in the rotor blade main body 16 even before reaching the transitional section 22 decreases. The transition section 22 has a slightly concave profile trailing edge 30 ' and a convex profile nose edge 28 ' on, the steady in the profile trailing edge 30 and the profile nose edge 28 of the winglet. Continue towards the blade tip 26 There is a further decrease in the chord length.

Die Krümmung des Übergangsabschnitts 22 ist am besten in den 3a und 3b erkennbar. Man erkennt in der Variante der 3a, die den 1 und 2 entspricht, dass die Wingletfläche 32, in der das Winglet 24 angeordnet ist, im Wesentlichen eben ist und in einem Winkel β von im Beispiel etwa 80° zur Längsachse 14 des Windenergieanlagenrotorblatts 10 geneigt ist.The curvature of the transition section 22 is best in the 3a and 3b recognizable. One recognizes in the variant of the 3a that the 1 and 2 corresponds to the winglet area 32 in which the winglet 24 is arranged, is substantially planar and at an angle β in the example about 80 ° to the longitudinal axis 14 of the wind turbine rotor blade 10 is inclined.

In 3b beträgt der Winkel β zwischen der Wingletfläche 32 im Bereich des Basisabschnitts 34 (siehe hierzu 4) und der Längsachse 14 ebenfalls ungefähr 80°. Die Wingletfläche 32 ist jedoch nicht eben, wie in der 3a, sondern weist eine Krümmung auf, die die Krümmung des Übergangsabschnitts 22 zur Saugseite hin stetig fortsetzt.In 3b the angle β is between the winglet area 32 in the area of the base section 34 (see also 4 ) and the longitudinal axis 14 also about 80 °. The winglet area 32 is not exactly the same as in the 3a but has a curvature which is the curvature of the transition section 22 continues steadily towards the suction side.

Die Krümmung des Übergangsabschnitts 22 ist sowohl in 3a als auch in 3b so bemessen, dass sie einen Übergang zwischen dem im Wesentlichen in der Längsachse 14 angeordneten Rotorblatthauptteil 16 und dem in der Wingletfläche 32 angeordneten Basisabschnitt 34 des Winglets 24 bewirkt. Die Höhe hW des Winglets 24 bezeichnet den Abstand zwischen der Blattspitze 26 und dem Ende des Übergangsabschnitts 22 des Windenergieanlagenrotorblatts 10. Der Winkel β wird auch als Cant-Winkel bezeichnet. Bei dem Winglet kann es sich dabei um ein ebenes Winglet (3a) oder um ein gekrümmtes Winglet (3b) handeln.The curvature of the transition section 22 is both in 3a as well as in 3b so that they have a transition between the essentially in the longitudinal axis 14 arranged rotor blade body 16 and in the winglet area 32 arranged base section 34 of the winglet 24 causes. The height h W of the winglet 24 indicates the distance between the blade tip 26 and the end of the transitional section 22 of the wind turbine rotor blade 10 , The angle β is also called Cant angle. The winglet can be a flat winglet ( 3a ) or a curved winglet ( 3b ) act.

Die bei der Erfindung speziell gestaltete Krümmung des Winglets 24 in der Wingletfläche 32 ist in der 4 dargestellt. Die Blickrichtung auf das Winglet 24 im oberen Teil der Figur richtet sich im rechten Winkel auf die Wingletfläche 32, die demnach der Zeichenebene entspricht. Im Fall einer gekrümmten Wingletfläche 32 kann entsprechend eine Abwicklung der Wingletfläche 32 in die Zeichenebene betrachtet werden.The specially designed in the invention curvature of the winglet 24 in the winglet area 32 is in the 4 shown. The view of the winglet 24 in the upper part of the figure is oriented at right angles to the Wingletfläche 32 , which therefore corresponds to the drawing level. In the case of a curved winglet surface 32 can accordingly a settlement of Wingletfläche 32 be considered in the drawing plane.

Das in der 4 in Gänze dargestellte Winglet 24 schließt sich unmittelbar an den Übergangsabschnitt 22 an. Es weist einen Basisabschnitt 34, einen Mittelabschnitt 36 und einen Spitzenabschnitt 38 auf. Der Basisabschnitt 34 schließt sich an den Übergangsabschnitt 22 an und erstreckt sich von dort bis zum Mittelabschnitt 36. Der Spitzenabschnitt 38 erstreckt sich von dem vom Basisabschnitt 34 entfernten Ende des Mittelabschnitts 36 bis zur Blattspitze 26.That in the 4 fully illustrated winglet 24 closes immediately to the transition section 22 at. It has a base section 34 , a middle section 36 and a top section 38 on. The base section 34 joins the transition section 22 and extends from there to the middle section 36 , The top section 38 extends from the base section 34 distant end of the middle section 36 to the tip of the blade 26 ,

Alle drei Abschnitte 34, 36, 38 weisen ein aerodynamisches Profil auf. Dies ist im unteren Teil der 4 beispielhaft für das an den Übergangsabschnitt 22 angrenzende Profil 40 des Basisabschnitts 34 dargestellt. Das Profil umfasst eine in Strömungsrichtung 50 nach vorn weisende Profilnasenkante 28 und eine in Strömungsrichtung 50 nach hinten weisende Profilendkante 30. Zwischen der Profilnasenkante 28 und der Profilendkante 30 verläuft die Profilsehne 42. Der Mittelpunkt der Profilsehne 42 ist der Profilsehnenmittelpunkt 44. Die Gesamtheit aller Profilsehnenmittelpunkte 44 bildet die im oberen Teil der 4 eingezeichnete Mittellinie 46 des Winglets 24. Die der Zeichenebene der 4 entsprechende Wingletfläche 32 schließt alle Profilsehnen ein.All three sections 34 . 36 . 38 have an aerodynamic profile. This is in the lower part of the 4 by way of example for the transition section 22 adjacent profile 40 of the base section 34 shown. The profile includes one in the flow direction 50 forward-facing profile nose edge 28 and one in the flow direction 50 rear-facing profile end edge 30 , Between the profile nose edge 28 and the profile end edge 30 runs the chord 42 , The center of the chord 42 is the chord center 44 , The entirety of all profile tendon centers 44 forms the upper part of the 4 drawn centerline 46 of the winglet 24 , The level of the drawing 4 corresponding winglet area 32 includes all profile chords.

Die Bezugslinie 48 ist in der Wingletfläche 32 angeordnet. Sie kann geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein und verläuft orthogonal zur Profilsehne 42 des an den Übergangsabschnitt 22 angrenzenden Profils 40. Der über die Länge des Winglets 24 variierende Sweep-Winkel wird gemessen von der Bezugslinie 48 ausgehend in Richtung zur Profilendkante 30 hin. Der Sweep-Winkel αB im Bereich des Basisabschnitts 34 beträgt im dargestellten Beispiel etwa 10°. Der Sweep-Winkel αS im Bereich des Spitzenabschnitts 38 beträgt im dargestellten Beispiel etwa 40°.The reference line 48 is in the winglet area 32 arranged. It may be formed straight or curved and is orthogonal to the chord 42 to the transition section 22 adjacent profile 40 , The over the length of the winglet 24 varying sweep angle is measured from the reference line 48 starting in the direction of the profile end edge 30 out. The sweep angle α B in the region of the base section 34 is about 10 ° in the example shown. The sweep angle α S in the region of the tip section 38 is about 40 ° in the example shown.

Die Profilendkante 30 ist sowohl im Bereich des Basisabschnitts 34 als auch im Bereich des Mittelabschnitts 36 konkav gekrümmt, während die Profilnasenkante 28 des Winglets 24 über dessen gesamte Länge konvex gekrümmt ist. Die Mittellinie 46 des Winglets 24 weist in allen drei Abschnitten 34, 36, 38 eine kontinuierliche Krümmung auf, sodass sich der Sweep-Winkel in Richtung zur Blattspitze 26 hin ebenfalls stetig vergrößert. Im Bereich der Blattspitze 26 laufen Profilnasenkante 28 und Profilendkante 30 spitz zusammen.The profile end edge 30 is both in the area of the base section 34 as well as in the area of midsection 36 concave curved while the profile nose edge 28 of the winglet 24 over its entire length is convexly curved. The midline 46 of the winglet 24 points in all three sections 34 . 36 . 38 a continuous curvature, so that the sweep angle towards the blade tip 26 also steadily increased. In the area of the leaf tip 26 run profile nose edge 28 and profile end edge 30 pointed together.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
WindenergieanlagenrotorblattWind turbine rotor blade
1212
BlattanschlussabschnittBlade connection section
1414
Längsachselongitudinal axis
1616
RotorblatthauptteilRotor blade main part
1818
Saugseitesuction
2020
Druckseitepressure side
2222
ÜbergangsabschnittTransition section
2424
Wingletwinglet
2626
Blattspitzeblade tip
2828
ProfilnasenkanteProfile nose edge
3030
ProfilendkanteProfilendkante
3232
WingletflächeWingletfläche
3434
Basisabschnittbase section
3636
Mittelabschnittmidsection
3838
Spitzenabschnitttip portion
4040
Profilprofile
4242
Profilsehnechord
4444
ProfilsehnenmittelpunktChords center
4646
Mittelliniecenter line
4848
Bezugsliniereference line
5050
Strömungsrichtungflow direction
hH
Höhe des WingletsHeight of the winglet
ββ
Cant-WinkelCant Angle
αS α S
Sweep-Winkel im SpitzenabschnittSweep angle in the top section
αB α B
Sweep-Winkel im BasisabschnittSweep angle in the base section
dd
Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012/150691 A1 [0004] WO 2012/150691 A1 [0004]
  • WO 2011/0567676 A2 [0005] WO 2011/0567676 A2 [0005]
  • EP 1583904 B1 [0006] EP 1583904 B1 [0006]
  • EP 1500814 A1 [0007] EP 1500814 A1 [0007]
  • WO 2013/142411 [0008] WO 2013/142411 [0008]
  • DE 102011055370 A1 [0009] DE 102011055370 A1 [0009]

Claims (15)

Windenergieanlagenrotorblatt (10) mit einer Blattwurzel, einer Blattspitze (26) und sich von der Blattwurzel zur Blattspitze (26) hin in der folgenden Reihenfolge aneinander anschließenden Abschnitten: • einem Blattanschlussabschnitt (12) zur Verbindung mit einer Rotornabe, wobei eine Symmetrieachse des Blattanschlussabschnitts (12) eine Längsachse (14) des Windenergieanlagenrotorblatts (10) definiert, • einem Rotorblatthauptteil (16), der ein aerodynamisches Profil, eine Saugseite (18) und eine Druckseite (20) aufweist, • einem Übergangsabschnitt (22), der eine Krümmung zur Saugseite (18) hin oder zur Druckseite (20) hin aufweist, und • einem Winglet (24), das eine Vielzahl von Profilen mit jeweils einer Profilsehne (42) und einem Profilsehnenmittelpunkt (44), eine Wingletfläche (32), in der die Profilsehnen (42) angeordnet sind, eine Mittellinie (46), die die Profilsehnenmittelpunkte (44) miteinander verbindet, eine Profilendkante (30), eine Profilnasenkante (28), eine Höhe (h), einen sich an den Übergangsabschnitt (22) anschließenden Basisabschnitt (34), einen an die Blattspitze (26) angrenzenden Spitzenabschnitt (38) und einen den Basisabschnitt (34) und den Spitzenabschnitt (38) miteinander verbindenden Mittelabschnitt (36) aufweist, wobei die Wingletfläche (32) im Basisabschnitt (34) in einem Winkel (β) im Bereich von 10° bis 100° relativ zu der Längsachse (14) geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass • ein Sweep-Winkel (αS, αB) zwischen einer Bezugslinie (48), die in der Wingletfläche (32) und orthogonal zu einer Profilsehne (42) eines an den Übergangsabschnitt (22) angrenzenden Profils des Winglets (24) angeordnet ist, und der Mittellinie (46) in dem Spitzenabschnitt (38) größer ist als in dem Basisabschnitt (34), wobei der Sweep-Winkel (αS, αB) von der Bezugslinie (48) in Richtung zu der Profilendkante (30) des Winglets (24) hin gemessen wird, und • die Profilendkante (30) des Winglets (24) in mindestens einem Abschnitt konkav gekrümmt ist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) with a blade root, a leaf tip ( 26 ) and from the blade root to the leaf tip ( 26 ) in the following order of adjoining sections: 12 ) for connection to a rotor hub, wherein an axis of symmetry of the blade connection portion ( 12 ) a longitudinal axis ( 14 ) of the wind turbine rotor blade ( 10 ), a rotor blade body ( 16 ), which has an aerodynamic profile, a suction side ( 18 ) and a print page ( 20 ), • a transitional section ( 22 ), which has a curvature to the suction side ( 18 ) or to the print side ( 20 ), and • a winglet ( 24 ), which has a plurality of profiles, each with a chord ( 42 ) and a chord center ( 44 ), a winglet surface ( 32 ), in which the chords ( 42 ), a center line ( 46 ), which the chord center ( 44 ), a profile end edge ( 30 ), a profile nose edge ( 28 ), a height (h), a to the transition section ( 22 ) subsequent base section ( 34 ), one at the tip of the blade ( 26 ) adjacent tip section ( 38 ) and one the base section ( 34 ) and the tip section ( 38 ) interconnecting middle section ( 36 ), wherein the winglet surface ( 32 ) in the base section ( 34 ) at an angle (β) in the range of 10 ° to 100 ° relative to the longitudinal axis ( 14 ), characterized in that • a sweep angle (α S , α B ) between a reference line ( 48 ) in the winglet area ( 32 ) and orthogonal to a chord ( 42 ) one to the transition section ( 22 ) adjacent profile of the winglet ( 24 ) and the center line ( 46 ) in the tip section ( 38 ) is larger than in the base section ( 34 ), wherein the sweep angle (α S , α B ) of the reference line ( 48 ) in the direction of the profile end edge ( 30 ) of the winglet ( 24 ), and • the profile end edge ( 30 ) of the winglet ( 24 ) is concavely curved in at least a portion. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wingletfläche (32) im Wesentlichen eben ist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the winglet surface ( 32 ) is substantially flat. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wingletfläche (32) im Basisabschnitt in einem Winkel (β) im Bereich von 70° bis 100° relativ zu der Längsachse (14) geneigt ist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the winglet surface ( 32 ) in the base section at an angle (β) in the range of 70 ° to 100 ° relative to the longitudinal axis ( 14 ) is inclined. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnasenkante (28) des Winglets (24) in mindestens einem Abschnitt konvex gekrümmt ist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the profiled nose edge ( 28 ) of the winglet ( 24 ) is convexly curved in at least one section. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnasenkante (28) des Winglets (24) und die Profilendkante (30) des Winglets (24) im Bereich der Blattspitze (26) unter einem spitzen Winkel zusammenlaufen.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the profile nose edge ( 28 ) of the winglet ( 24 ) and the profile end edge ( 30 ) of the winglet ( 24 ) in the area of the leaf tip ( 26 ) converge at an acute angle. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sweep-Winkel (αS, αB) in dem Basisabschnitt (34) und/oder in dem Spitzenabschnitt (38) einen konstanten Wert aufweistWind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sweep angle (α S , α B ) in the base section ( 34 ) and / or in the tip section ( 38 ) has a constant value Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie (46) des Winglets (24) in dem Basisabschnitt (34) und/oder in dem Spitzenabschnitt (38) gekrümmt verläuft und sich der Sweep-Winkel (αS, αB) in dem betreffenden Abschnitt in Richtung zu der Blattspitze (26) hin kontinuierlich vergrößert.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the center line ( 46 ) of the winglet ( 24 ) in the base section ( 34 ) and / or in the tip section ( 38 ) is curved and the sweep angle (α S , α B ) in the relevant section in the direction of the blade tip ( 26 ) continuously increased. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sweep-Winkel in dem Mittelabschnitt (36) einen kontinuierlichen Übergang zwischen den Sweep-Winkeln (αS, αB) in dem Basisabschnitt (34) und dem Spitzenabschnitt (38) bildet.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sweep angle in the middle section ( 36 ) a continuous transition between the sweep angles (α S , α B ) in the base portion ( 34 ) and the tip section ( 38 ). Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie (46) des Winglets (24) in dem Mittelabschnitt (36) gekrümmt verläuft.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the center line ( 46 ) of the winglet ( 24 ) in the middle section ( 36 ) is curved. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnasenkante (28) des Winglets (24) und/oder die Profilendkante (30) des Winglets (24) in dem Basisabschnitt (34) und/oder in dem Mittelabschnitt (36) und/oder in dem Spitzenabschnitt (38) geradlinig verläuft.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the profile nose edge ( 28 ) of the winglet ( 24 ) and / or the profile end edge ( 30 ) of the winglet ( 24 ) in the base section ( 34 ) and / or in the middle section ( 36 ) and / or in the tip section ( 38 ) runs straight. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilendkante (30) eines an die Blattspitze (26) angrenzenden Profils des Winglets (24) in Strömungsrichtung in einem Abstand (d) hinter der Profilendkante (30) des an den Übergangsabschnitt (22) angrenzenden Profils (40) des Winglets (24) angeordnet ist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the profile end edge ( 30 ) one to the blade tip ( 26 ) adjacent profile of the winglet ( 24 ) in the flow direction at a distance (d) behind the profile end edge ( 30 ) to the transition section ( 22 ) adjacent profile ( 40 ) of the winglet ( 24 ) is arranged. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) im Bereich von 10% bis 100% der Länge der Profilsehne (42) des an den Übergangsabschnitt (22) angrenzenden Profils (40) des Winglets (24) liegt.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to claim 11, characterized in that the distance (d) in the range of 10% to 100% of the length of the chord ( 42 ) to the transition section ( 22 ) adjacent profile ( 40 ) of the winglet ( 24 ) lies. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mittelabschnitt (36) des Winglets (24) über einen Bereich von 10% bis 90% der Höhe des Winglets (24) erstreckt.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the middle section ( 36 ) of the winglet ( 24 ) over a range of 10% to 90% of the height of the winglet ( 24 ). Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangabschnitt (22) eine konkav gekrümmte Profilendkante (30) und eine konvex gekrümmte Profilnasenkante (28) aufweist.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the transition section ( 22 ) a concavely curved profile end edge ( 30 ) and a convexly curved profile nose edge ( 28 ) having. Windenergieanlagenrotorblatt (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Profilendkante und der Profilnasenkante des Übergangsabschnitts stetig in die Krümmung der Profilendkante und der Profilnasenkante des Basisabschnitts übergeht.Wind turbine rotor blade ( 10 ) according to claim 14, characterized in that the curvature of the profile end edge and the profile nose edge of the transition section merges steadily into the curvature of the profile end edge and the profile nose edge of the base section.
DE102014115524.6A 2014-10-24 2014-10-24 Wind turbine rotor blade with a winglet Withdrawn DE102014115524A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014115524.6A DE102014115524A1 (en) 2014-10-24 2014-10-24 Wind turbine rotor blade with a winglet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014115524.6A DE102014115524A1 (en) 2014-10-24 2014-10-24 Wind turbine rotor blade with a winglet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014115524A1 true DE102014115524A1 (en) 2016-04-28

Family

ID=55698180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014115524.6A Withdrawn DE102014115524A1 (en) 2014-10-24 2014-10-24 Wind turbine rotor blade with a winglet

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014115524A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108622354A (en) * 2018-05-23 2018-10-09 上海交通大学 A kind of combined blade tip end plate hull propeller
CN109312710A (en) * 2016-06-07 2019-02-05 乌本产权有限公司 The rotor blade of wind energy plant
CN110173391A (en) * 2019-05-24 2019-08-27 上海电力学院 A kind of Large marine Axis Wind Turbine With A Tip Vane fusion winglet and wind energy conversion system
EP3686423A1 (en) 2019-01-22 2020-07-29 Wepfer Technics AG Rotor blade for a wind turbine
CN111550363A (en) * 2020-05-22 2020-08-18 北京博比风电科技有限公司 Blade tip winglet, wind turbine blade and blade synergy calculation method thereof
CN113007009A (en) * 2021-03-16 2021-06-22 中国科学院工程热物理研究所 Tip winglet of wind turbine blade and preparation method thereof
CN114320732A (en) * 2020-09-30 2022-04-12 江苏金风科技有限公司 Blade, design method and wind generating set

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1500814A1 (en) 2003-07-19 2005-01-26 Natenco Natural Energy Corporation GmbH Wind turbine rotor blade with wing tip
DE102011055370A1 (en) 2010-11-16 2012-05-16 General Electric Company Winglet for a rotor wing of a wind turbine
WO2012150691A1 (en) 2011-05-02 2012-11-08 株式会社ビルメン鹿児島 Blade for impeller wheel for wind turbine device, and impeller wheel for wind turbine device
WO2013142411A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 General Electric Company Winglet for a wind turbine rotor blade
EP1583904B1 (en) 2003-01-02 2013-10-02 Wobben Properties GmbH Rotor blade for a wind power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1583904B1 (en) 2003-01-02 2013-10-02 Wobben Properties GmbH Rotor blade for a wind power plant
EP1500814A1 (en) 2003-07-19 2005-01-26 Natenco Natural Energy Corporation GmbH Wind turbine rotor blade with wing tip
DE102011055370A1 (en) 2010-11-16 2012-05-16 General Electric Company Winglet for a rotor wing of a wind turbine
WO2012150691A1 (en) 2011-05-02 2012-11-08 株式会社ビルメン鹿児島 Blade for impeller wheel for wind turbine device, and impeller wheel for wind turbine device
WO2013142411A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 General Electric Company Winglet for a wind turbine rotor blade

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109312710A (en) * 2016-06-07 2019-02-05 乌本产权有限公司 The rotor blade of wind energy plant
US11454206B2 (en) 2016-06-07 2022-09-27 Wobben Properties Gmbh Rotor blade for a wind turbine
CN108622354A (en) * 2018-05-23 2018-10-09 上海交通大学 A kind of combined blade tip end plate hull propeller
EP3686423A1 (en) 2019-01-22 2020-07-29 Wepfer Technics AG Rotor blade for a wind turbine
WO2020152080A1 (en) 2019-01-22 2020-07-30 Wepfer Technics Ag Rotor blade for a wind turbine
US11773819B2 (en) 2019-01-22 2023-10-03 Wepfer Technics Ag Rotor blade for a wind turbine
JP7489993B2 (en) 2019-01-22 2024-05-24 ベプファ、テクニクス、アクチエンゲゼルシャフト Rotor blades for wind turbines
CN110173391A (en) * 2019-05-24 2019-08-27 上海电力学院 A kind of Large marine Axis Wind Turbine With A Tip Vane fusion winglet and wind energy conversion system
CN111550363A (en) * 2020-05-22 2020-08-18 北京博比风电科技有限公司 Blade tip winglet, wind turbine blade and blade synergy calculation method thereof
CN111550363B (en) * 2020-05-22 2021-07-30 北京博比风电科技有限公司 Blade tip winglet, wind turbine blade and blade synergy calculation method thereof
CN114320732A (en) * 2020-09-30 2022-04-12 江苏金风科技有限公司 Blade, design method and wind generating set
CN114320732B (en) * 2020-09-30 2023-12-15 江苏金风科技有限公司 Blade, design method and wind generating set
CN113007009A (en) * 2021-03-16 2021-06-22 中国科学院工程热物理研究所 Tip winglet of wind turbine blade and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014115524A1 (en) Wind turbine rotor blade with a winglet
DE102008052858B9 (en) Profile of a rotor blade and rotor blade of a wind turbine
DE102010026588B4 (en) Wind turbine rotor blade with optimized trailing edge
EP2959161B1 (en) Rotor blade of a wind turbine
DE102005025213B4 (en) Blade of an axial flow machine
AT507091B1 (en) TURBOMACHINE
EP3408533B1 (en) Rotor blade of a wind turbine and a wind turbine
EP2366891B1 (en) Wind turbine rotor blade
EP2696031B1 (en) Blade for a flow machine engine and corresponding flow machine engine.
DE102009025857A1 (en) Wind turbine rotor blade floor plans with twisted and tapered tips
CH702109B1 (en) Turbine airfoil.
DE2621982C2 (en)
DE102009019542A1 (en) Non-planar wing tail for airplanes of aircraft and wings with such wing tail
EP2984334B1 (en) Rotor blade of a wind turbine and wind turbine
EP3066337B1 (en) Rotor blade of a wind turbine and a wind turbine
EP2570656A1 (en) Wind energy assembly rotor blade with a thick profile trailing edge
DE202013101943U1 (en) Device for reducing the power requirement of a watercraft
EP2366892B1 (en) Wind turbine rotor blade
EP2568166B1 (en) Wind energy assembly rotor blade with a thick profile trailing edge
DE102014226689A1 (en) Rotor blade of an axial flow machine
DE102017101680A1 (en) Hydrofoil for a watercraft
EP2978967A1 (en) Rotor blade of a wind turbine having a winglet
EP2679803B1 (en) Wind turbine rotor blade with a thick profile trailing edge
DE102012222953A1 (en) Wing profile for an axial flow compressor
EP3686423B1 (en) Rotor blade for a wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee