ES2621185T3 - Pala de turbina eólica con hombro estrecho y perfiles aerodinámicos relativamente gruesos - Google Patents

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ES2621185T3 ES10732719.9T ES10732719T ES2621185T3 ES 2621185 T3 ES2621185 T3 ES 2621185T3 ES 10732719 T ES10732719 T ES 10732719T ES 2621185 T3 ES2621185 T3 ES 2621185T3
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Abstract

Una pala (10) para un rotor de una turbina (2) eólica que tiene un árbol rotor sustancialmente horizontal, comprendiendo dicho rotor un repartidor (8), a partir del cual la pala (10) se extiende sustancialmente en una dirección radial cuando está montada al repartidor (8), teniendo la pala una dirección (r) longitudinal con un extremo (16) de punta y un extremo (14) de raíz y una dirección transversal, comprendiendo la pala además: - un contorno de perfil que incluye un lado de presión y un lado de succión, así como un borde (18) de ataque y un borde (20) de salida con una cuerda que tiene una longitud (c) de cuerda que se extiende entre estos, el contorno de perfil, cuando se impacta por un flujo de aire incidente, genera sustentación, en donde el contorno de perfil se divide en: - una región (30) de raíz que tiene un perfil sustancialmente circular o elíptico más cercano al repartidor, - una región (34) de perfil aerodinámico que tiene un perfil que genera sustentación más lejos del repartidor, y - una región (32) de transición entre la región (30) de raíz y la región (34) de perfil aerodinámico, la región (32) de transición tiene un perfil que cambia gradualmente en la dirección radial a partir del perfil circular o elíptico de la región de raíz al perfil que genera sustentación de la región aerodinámica, y con - un hombro (40) que tiene un ancho (W) de hombro y ubicado en el límite entre la región (32) de transición y la región (34) aerodinámica, en donde - la pala (10) tiene una longitud (L) de pala, y - el contorno de perfil comprende un espesor local relativo que se define como la proporción local entre un espesor (t) de perfil máximo y la longitud (c) de cuerda, - la proporción entre el ancho (W) de hombro y la longitud (L) de pala es menor que o igual a 0.075, y caracterizado porque - el espesor (t/c) relativo en el intervalo de longitud de pala de 0-0.8L es al menos 22%.

Description

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DESCRIPCION
Pala de turbina eolica con hombro estrecho y perfiles aerodinamicos relativamente gruesos
La presente invencion se relaciona con una pala para un rotor de una turbina eolica que tiene un arbol rotor sustancialmente horizontal, dicho rotor comprende un repartidor, a partir del cual la pala se extiende sustancialmente en una direccion radial cuando se monta en el repartidor, la pala tiene una direccion longitudinal con un extremo de punta y un extremo de ralz y una direccion transversal, la pala comprende ademas: un contorno de perfil que incluye un lado de presion y un lado de succion, as! como un borde de ataque y un borde de salida con una cuerda que tiene una longitud de cuerda que se extiende entre estos, el contorno de perfil, cuando se impacta por un flujo de aire incidente, genera sustentacion, en donde el contorno de perfil se divide en: una region de ralz que tiene un perfil sustancialmente cillndrico o ellptico cercano al repartidor, una region de perfil aerodinamico que tiene un perfil que genera sustentacion mas lejano del repartidor, y una region de transicion entre la region de ralz y la region de perfil aerodinamico, la region de transicion tiene un perfil que cambia gradualmente en la direccion radial a partir del perfil ellptico o circular de la region de ralz para el perfil que genera sustentacion y la region de perfil aerodinamico, y un hombro que tiene un ancho de hombro y se ubica en el llmite entre la region de transicion y la region aerodinamica, en donde la pala tiene una longitud de pala, y el contorno de perfil comprende un espesor relativo local que se define como la proportion local entre el espesor de perfil maximo y la longitud de cuerda.
Un ejemplo de un diseno de pala de turbina eolica se muestra en el documento EP1152148 A1.
Los fabricantes de turbina eolica hacen esfuerzos constantes para mejorar la eficiencia de sus turbinas eolicas con el fin de maximizar la production de energla anual. Ademas, los fabricantes de turbina eolica se interesan en prolongar el tiempo de vida de sus modelos de turbina eolica, ya que estos toman mucho tiempo y muchos recursos para desarrollar un nuevo modelo de turbina eolica. Una manera obvia de mejorar la eficiencia de la turbina eolica es mejorar la eficiencia de las palas de turbina eolica, de manera que la turbina eolica pueda generar una salida de energla mayor a una velocidad de viento dada. Sin embargo, uno no puede reemplazar de manera arbitraria las palas de un modelo de turbina eolica con otras, palas mas eficientes. Los modelos de turbina eolica se dimensionan para especificar rangos de carga a partir del rotor y de las palas. En consecuencia, se debe asegurar que las nuevas palas de turbina eolica cumplan con las especificaciones de diseno del modelo de turbina eolica, y ademas se debe asegurar que la pala de turbina eolica en si cumpla con los problemas de garantla y se construya para durar al menos un numero de anos sin romperse.
Es un objeto de la invencion obtener una nueva pala de turbina eolica, la cual se disena para cumplir con dichas especificaciones de diseno previas o las cuales proporcionan una alternativa util a las palas existentes.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, el objeto se obtiene por una pala de turbina eolica del tipo que se menciona anteriormente, en donde la proporcion entre el ancho del hombro y la longitud de la pala es menor o igual a 0.075, y el espesor relativo en el intervalo de longitud de pala de 0-0.8L es al menos 22%.
En consecuencia, se puede observar que la invencion proporciona una pala de turbina eolica relativamente gruesa y esbelta. De este modo, es posible reducir la carga de la pala, dado que el area de la pala se reduce, reduciendo en consecuencia por ejemplo cargas de tormenta. Ademas, la pala relativamente gruesa es rlgida, debido a que la estructura que soporta la carga esta adicionalmente separada, lo cual a su vez significa que el revestimiento de la pala puede ser mas delgado. La masa en general puede en consecuencia mantenerse bajo. Sin embargo, la combination de utilizar un ancho de hombro estrecho y un perfil de pala relativamente grueso se encuentra de manera sorpresiva que aumenta la produccion de energla anual (AEP) de dicha pala significativamente, en particular dado que la pala se puede hacer mas larga que las palas existentes imponiendo la misma carga en la turbina eolica que se proporciona con dichas palas. Sin embargo, si uno fuera a utilizar una de estas dos mediciones solo para reducir la carga, el AEP habrla disminuido.
El hombro se define aqul como la position en la cual la pala de turbina eolica tiene su longitud de cuerda mas larga. El intervalo de longitud a partir del extremo de ralz al extremo de punta, el extremo de ralz se ubica en r=0 y el extremo de punta se ubica en r=L.
Preferiblemente, la pala se prefleja o se prestresa. En dicha realization, la pala se curva hacia el lado de presion de la pala, por ejemplo se curva de manera que la pala cuando se instala en una turbina eolica contra el viento se curva lejos a partir de una torre de turbina eolica, al menos a velocidades del viento relativamente bajas. En operation a por ejemplo la velocidad del viento de diseno, las palas se ponen rectas debido a la fuerza del viento entrante y la distribucion de presion en el lado de presion (o como corresponde contra el viento o el lado de barlovento) de la pala y el lado de succion (o como corresponde con el viento o el lado de sotavento) de la pala, respectivamente, maximizando en consecuencia el area de barrido por la pala en un plano rotor. Una pala preflejada hace posible reducir la rigidez de la pala incluso adicionalmente, reduciendo de este modo el material necesario y consecuentemente tambien la carga de la pala.
En todo, se observa que un hombro estrecho o pala esbelta con un espesor relativamente elevado y que se proporciona con una preflexion combinada proporciona una pala con una carga menor que las palas de una tecnica anterior.
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En una realization, la proportion entre el ancho del hombro y la longitud de la pala es menor que o igual a 0.073, y ventajosamente menor que o igual a 0.0725 y mas ventajosamente menor que o igual a 0.072. Estas realizaciones todas proporcionan palas, las cuales son relativamente esbeltas, por ejemplo que tienen una longitud de cuerda maxima pequena.
En otra realizacion, el espesor relativo en un intervalo de longitud de pala de 0-0.8L es al menos 23%, ventajosamente al menos 23.5%, y mas ventajosamente al menos 24%. Dichos perfiles tienen un espesor de pala relativo el cual es significativamente mas grande que las palas convencionales, en particular en la region a partir de 0.65L-0.8L.
En aun otra realizacion ventajosa, el espesor de pala relativo en el intervalo de pala de 0-0.8L es al menos 25%, o al menos 26%.
Ventajosamente, la longitud de pala es al menos 40 metros, mas ventajosamente entre 40 metros y 50 metros. La esbeltez y el espesor que se proponen se han encontrado que se adecuan particularmente para estas longitudes de pala.
En una realizacion ventajosa, la region de ralz tiene un diametro de ralz en el extremo de ralz de la pala, en donde la proporcion entre el ancho del hombro y el diametro de ralz es 1.6 o menor. Al tener un ancho de hombro bajo a la proporcion de diametro de ralz es posible tener una divergencia pequena del borde de salida y el borde de la pala en la region de transition, lo cual a su vez significa que la curvatura del borde de salida y del borde de ataque, respectivamente, se puede mantener bajos. En consecuencia, de acuerdo con la realizacion ventajosamente particular, el borde de salida tiene una forma suave sin alguna discontinuidad en la direccion longitudinal de la pala. Esto en particular aplica a la region de transicion de la pala que incluye las transiciones a partir de la region de ralz a la region de transicion y a partir de la region de transicion a la region de perfil aerodinamico de la pala. A partir de un punto de vista de fabrication, dicha realizacion es atractiva, dado que hace facil realizar las capas de fibra en los moldes para fabricacion. Ademas, las cargas que afectan el borde de salida durante la operation normal de dicha pala se reducen significativamente.
En otra realizacion ventajosa, el borde de salida tiene una curvatura con un radio exterior externo al borde de salida, lo cual en todas las posiciones es al menos 0.2L, ventajosamente al menos 0.22L, y mas ventajosamente al menos 0.24L. De acuerdo una realizacion, la position del radio exterior mlnimo se ubica entre 0.04L y 0.06L, ventajosamente entre 0.045L y 0.055L.
En aun otra relation ventajosa, el borde de salida tiene una curvatura con un radio interior (Ri) interno al borde de salida, el cual en todas las posiciones es al menos 0.2L, ventajosamente al menos 0.225L, y mas ventajosamente al menos 0.25L. De acuerdo con una realizacion, la posicion del radio exterior mlnimo se ubica entre 0.16L y 0.20L, ventajosamente entre 0.19L y 0.21L.
Un radio de borde de salida grande (interno y/o externo) asegura una curvatura de borde de salida baja, lo cual a partir de un punto de vista de fabricacion significa que la capa de fibra se puede realizar sin que se arruguen las capas de fibra. Esto a su vez asegura que el revestimiento de acabado de pala despues de la inyeccion de resina y curacion no comprende propiedades mecanicas perjudiciales.
Debido al giro de y al diseno tridimensional de la pala, puede ser diflcil determinar la ubicacion exacta del borde de salida. Por lo tanto, puede deducirse en una realizacion un radio interno y externo proyectando la pala dentro de un plano, cuando se observa la pala a partir de por encima de una inclination de 0 grados.
En una realizacion, el hombro se ubica en un intervalo entre 0.18L y 0.25L, ventajosamente entre 0.19L y 0.24L. En una realizacion ventajosa, una pala de turbina eolica que tiene una longitud en el intervalo de 40-45 metros tiene el hombro ubicado entre 0.19L y 0.21L. En otra realizacion de una pala de turbina eolica que tiene una longitud en el intervalo 45-50 metros, ventajosamente en el intervalo 46.5-48.5 metros, el hombro se ubica entre 0.22L y 0.24L.
En otra realizacion, el borde de ataque tiene una forma suave sin discontinuidades en la direction longitudinal de la pala. Ventajosamente, la pala comprende un eje de inclinacion, y en donde una distancia entre el borde de ataque al eje de inclinacion a partir del extremo de ralz al hombro aumenta no mas de 20%, ventajosamente no mas de 15%.
Como se menciona anteriormente, la pala de turbina eolica se preflexa o se curva preferiblemente hacia el lado de presion de la pala. La preflexion en la punta de la pala en una realizacion es al menos 0.05L, ventajosamente al menos 0.06L, mas ventajosamente al menos 0.65L, e incluso mas ventajosamente al menos 0.07L. La preflexion aqul significa que el centro de perfil de la cuerda de un perfil local se separa a partir de un eje de inclinacion o un eje longitudinal. Al aumentar la preflexion comparada con las palas convencionales la rigidez debe ser menor con el fin de que la pala este recta y para maximizar el area de barrido en la velocidad de viento de diseno. En consecuencia, se necesita menos material en el revestimiento de pala o la estructura de cojinete de carga de la pala. Esto a su vez significa que se puede reducir aun mas la masa total de la pala.
Ventajosamente, la pala se preflexiona sobre al menos un 50% del exterior de la pala, ventajosamente sobre al menos un 60% del exterior de la pala, incluso mas ventajosamente sobre al menos un 70% del exterior, o incluso al menos un 75% del exterior. En consecuencia, la pala se curva sobre una gran parte en la parte mas cercana a la punta.
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En otra realizacion, la pala se proporciona con un giro, y en donde la region de perfil aerodinamico comprende una parte interna en la cual un angulo de giro disminuye hacia el extremo de punta de la pala y una parte exterior en la cual el angulo de giro aumenta hacia el extremo de punta de la pala, dichas partes exterior e interior estan separadas por una posicion de una inflexion de tangente de giro. Al disminuir el angulo de giro en una parte interna de la pala, se logra una compensacion para la velocidad radial de la pala. El ruido de punta de la pala se reduce dejando que el giro de la parte exterior de la pala aumente hacia la punta.
El giro se calcula usualmente a partir de un punto de origen definido. Para la presente pala, dicho origen puede por ejemplo definirse en la tangente de inflexion, el giro local en esta posicion se define como 0 grados. En consecuencia, es claro que el giro no se considera solo como un angulo de giro absoluto local, el cual puede variar debido al angulo de inclinacion de la pala que se define, pero que este en lugar podrla verse como una variacion de giro, por ejemplo, como la diferencia en el angulo de giro entre un perfil de seccion transversal en una primera posicion radial de la pala, y un segundo perfil de seccion transversal en una segunda posicion radial de la pala para un ajuste de inclinacion dado de la pala.
En aun otra realizacion, la posicion de la tangente de inflexion de giro se ubica entre 0.8L y 0.9L, ventajosamente entre 0.82L y 0.88L, mas ventajosamente entre 0.83L y 0.87L, e incluso mas ventajosamente aproximadamente a 0.85L.
Ventajosamente, el giro en la region externa es de al menos 4 grados, ventajosamente al menos 5 grados, y mas ventajosamente al menos 5.5 grados. En consecuencia, la diferencia en el giro en el punto de tangente de inflexion y en la punta es al menos 4, 5, o 5.5 grados. El giro en la parte interna puede ventajosamente estar entre 8 y 12 grados, ventajosamente entre 8.5 y 11.5 grados, y mas ventajosamente entre 9 y 11 grados. En consecuencia, la diferencia del giro en el hombro y el punto de tangente de inflexion esta entre 8 y 12 grados.
En una realizacion, la pala se proporciona con un giro, el cual en la region de ralz y la region de transicion aumenta hacia el extremo de punta de la pala. El aumento en el giro puede por ejemplo en la region de ralz y la region de transicion estar entre 1.5 y 2.5 grados. En consecuencia, la variacion de giro en esta region esta entre 1.5 y 2.5 grados.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invencion proporciona un numero de perfiles de pala de turbina eolica, los cuales son particularmente efectivos y los cuales se apartan de los perfiles de pala estandar, tal como los perfiles NACA, los cuales se utilizan tlpicamente para palas de turbina eolica. Los perfiles de pala no solo se aplican para la pala de turbina eolica de acuerdo con el primer aspecto de la invencion.
En consecuencia, la invencion proporciona una pala de turbina eolica, la cual en una seccion transversal comprende al menos uno de los siguientes seis perfiles:
- un primer perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 35% y 37% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.24c y 0.30c a partir del borde de ataque, ventajosamente se ubica entre 0.25c y 0.29c y mas ventajosamente alrededor de 0.26c y 0.28c.
- un segundo perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 29% y 31% y una posicion de un espesor maximo que se ubica entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c,
- un tercer perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 26.3% y 27.7% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de salida, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c,
- un cuarto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 23.5% y 24.5%, ventajosamente entre 23.8% y 24.2%, y una posicion de maximo espesor que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde de salida, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c a partir del borde de salida,
- un quinto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 20.6% y 21.4% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde de salida, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c, y
- un sexto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo entre 17.7% y 18.3% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.37c y 0.41c a partir del borde de salida, ventajosamente entre 0.38c y 0.40c.
Los perfiles aerodinamicos se definen en relacion al espesor relativo del perfil, la posicion de cuerda relativa del espesor maximo, y la posicion de cuerda relativa a la curvatura maxima del lado de presion. El espesor se define en una direccion perpendicular a la cuerda, y la curvatura del lado de presion se define como la distancia entre el lado de presion de la pala y la cuerda en una direccion perpendicular o normal a la cuerda. Esos parametros tambien se describen en la figura 3 y se explican en la descripcion acompanante.
Preferiblemente, la pala comprende una region de ralz, una region de transicion, y una region de perfil aerodinamico de acuerdo con la turbina eolica de acuerdo con el primer aspecto de la invencion. En dicha realizacion, los perfiles se ubican en una region de perfil aerodinamico (lado externo del hombro) de la pala.
En una realizacion, la pala comprende al menos dos de seis perfiles aerodinamicos. En otra realizacion, la pala comprende al menos tres de seis perfiles aerodinamicos. En aun otra realizacion, la pala comprende al menos cuatro de seis perfiles aerodinamicos. La pala puede comprender tambien al menos cinco de los seis perfiles aerodinamicos, y esta puede incluso comprender todos los seis perfiles aerodinamicos.
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Las realizaciones que se mencionan anteriormente y las siguientes realizaciones pueden todas relacionarse con una pala de turbina eolica de acuerdo con el primer aspecto as! como una pala de turbina eolica de acuerdo con el segundo aspecto.
El primer perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima ubicada entre 0.24c y 0.30c a partir del borde de ataque, ventajosamente ubicada entre 0.25c y 0.29c y mas ventajosamente alrededor de 0.26c y 0.28c. El primer perfil aerodinamico puede ventajosamente ubicarse entre 0.23L y 0.30L.
El segundo perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima ubicada entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c. el segundo perfil aerodinamico puede ventajosamente ubicarse entre 0.30L y 0.36L.
El tercer perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima entre 0.255c y 0.295c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.265c y 0.285c. El tercer perfil aerodinamico puede ventajosamente ubicarse entre 0.36L y 0.45L.
El cuarto perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c. El cuarto perfil aerodinamico puedo ubicarse entre 0.5L y 0.85L, ventajosamente a lo largo de todo el intervalo a partir de 0.67L a 0.8L.
El quinto perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima que se ubica entre 0.31c y 0.35c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.32c y 0.34c. El quinto perfil aerodinamico puede ventajosamente ubicarse entre 0.85L y 0.95L.
El sexto perfil aerodinamico puede comprender una posicion de curvatura del lado de presion maxima que se ubica entre 0.37c y 0.41c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.38c y 0.40c. El sexto perfil aerodinamico puede ventajosamente ubicarse en la punta, entre 0.95L y L.
Los nuevos perfiles aerodinamicos y en particular los perfiles aerodinamicos cuarto, quinto y sexto son todos relativamente gruesos y la posicion de espesor maximo se ubica relativamente lejos del borde de ataque. Tambien, la posicion de curvatura maxima del lado de presion casi coincide con la posicion de espesor maximo relativo. Estas caracterlsticas se han encontrado sorpresivamente que tienen una proportion de sustentacion a resistencia elevada en el punto de diseno a pesar del espesor relativamente grande de los perfiles. Ademas, los perfiles aerodinamicos son geometricamente compatibles. De acuerdo con una realization, una region entre los perfiles aerodinamicos adyacentes comprende una transition suave entre dichos perfiles adyacentes a traves de interpolation entre dichos perfiles adyacentes, por ejemplo a traves de curvas de distribution Gaussianas. En consecuencia, la region entre el primer perfil aerodinamico y el segundo perfil aerodinamico comprende perfiles interpolados entre el primer perfil aerodinamico, y correspondientemente entre el segundo y el tercer perfil aerodinamico, entre el tercer y el cuarto perfil aerodinamico, entre el cuarto y el quinto perfil aerodinamico, y/o entre el quinto y sexto perfil aerodinamico. Las transiciones deberlan por supuesto tambien contar para la variation del giro en la direction longitudinal de la pala.
La palabra puede ventajosamente proporcionarse con dispositivos de alteration de flujo, tal como generadores de vortices, en donde dichos dispositivos se disponen en secciones de perfil que tienen un espesor relativo de al menos 30%. En una realizacion, la pala se proporciona con dispositivos de alteracion de flujo, tales como generadores de vortices, en donde dichos dispositivos se disponen en secciones de perfil que tienen un espesor relativo de maximo 70%.
En una realizacion ventajosamente particular, los dispositivos alteracion de flujo son dispositivos de aumento de sustentacion.
En consecuencia, el dispositivo se dispone en una region longitudinal donde el espesor de perfil relativo esta entre 30% y 70%. De acuerdo con otra realizacion ventajosa, dicho dispositivo se dispone en un rango entre 0.1L y 0.4L, ventajosamente entre 0.11L y 0.37L. Los dispositivos pueden estar dispuestos en esta region solamente.
En otra realizacion, el espesor relativo de la pala en el hombro esta entre 40% y 50%, ventajosamente entre 42% y 48%.
Preferiblemente, la pala comprende un cuerpo de revestimiento. El cuerpo de revestimiento puede por ejemplo ensamblarse a partir de un revestimiento del lado de presion y un revestimiento del lado de suction, los cuales se adhieren o se enlazan entre si cerca del borde ataque y cerca del borde salida. En otra realizacion, el revestimiento se fabrica a traves de un proceso de una dosis, por ejemplo a traves de un metodo de moldura hueco, cerrado.
El cuerpo de revestimiento puede comprender una estructura de soporte de carga que se extiende longitudinalmente, tal como un laminado principal. Dicha estructura de soporte de carga o laminado principal se forma tlpicamente como una insertion de fibra la cual comprende una diversidad de capas de refuerzo de fibra, por ejemplo, entre 20 y 50 capas. En cada lado de la estructura de soporte carga, la pala tlpicamente comprende una estructura de emparedado con un material de nucleo, tal como madera de balso o pollmero espumoso, y con una piel interna y externa hecho de pollmero reforzado de fibra.
El revestimiento de pala esta hecho tlpicamente de un material pollmero reforzado de fibra. Las fibras de refuerzo pueden por ejemplo ser fibras de vidrio, fibra de carbono, fibras de aramida, fibras metalicas, tales como fibras de acero, o fibras vegetales, a la vez que el pollmero por ejemplo puede ser epoxico, poliester o vinilester.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invencion proporciona una turbina eolica que comprende un numero de palas, 5 preferiblemente dos o tres, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones que se mencionan anteriormente, las palas se extienden sustancialmente radial a partir de un repartidor en un arbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, las palas en conjunto con el repartidor constituyen un rotor con un plano rotor, y el cual puede ponerse en rotacion por el viento.
En una realizacion, la turbina eolica se controla en inclinacion. La turbina eolica se puede regular en potencia. De 10 acuerdo con una realizacion, una potencia de salida maxima de la turbina eolica esta entre 1.3MW y 1.7MW, ventajosamente alrededor de 1.5MW. Esto es, las palas se adecuan particularmente para turbinas eolicas de clase de 1.5MW.
La invencion se explica en detalle a continuacion con referencia a una realizacion que se muestra en los dibujos, en los cuales:
15 la figura 1 muestra una turbina eolica,
la figura 2 muestra una vista esquematica de una pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion, la figura 3 muestra una vista esquematica de un perfil aerodinamico,
la figura 4 muestra una vista esquematica de la pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion, que se observa desde arriba y del lado,
20 la figura 5 muestra una distribucion de longitud de cuerda de la pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion,
la figura 6 muestra una distribucion de espesor relativo de la pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion,
la figura 7 muestra una distribucion de giro de la pala de turbina eolica de acuerdo con invencion,
la figura 8 muestra una distribucion de preflexion de la pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion, y
la figura 9 muestra una curva de potencia de una turbina eolica de acuerdo con una funcion de velocidad del viento.
25 La figura 1 ilustra una turbina eolica contra el viento moderna convencional de acuerdo con el denominado “concepto Danes” con una torre 4, una gondola 6 y un rotor con un arbol rotor sustancialmente horizontal. El rotor incluye un repartidor 8 y tres palas 10 que se extienden radialmente a partir del repartidor 8, teniendo cada una la ralz 16 de pala mas cercana al repartidor y una punta 14 de pala mas lejana a partir del repartidor 8. El rotor tiene un radio que se denota como R.
30 La figura 2 muestra una vista esquematica de una primera realizacion de una pala 10 de turbina eolica de acuerdo con la invencion. La pala 10 de turbina eolica tiene la forma de una pala de turbina eolica convencional y comprende una region 30 de ralz mas cercana al repartidor, una region 34 de perfil o aerodinamica mas lejana del repartidor y una region 32 de transicion entre la region 30 de ralz y la region 34 de perfil aerodinamico. La pala 10 comprende un borde 18 de ataque que encara la direccion de rotacion de la pala 10, cuando la pala se monta en el repartidor, y un borde 35 20 de salida que encara la direccion opuesta del borde 18 de ataque.
La region 34 de perfil aerodinamico (tambien llamada la region de perfil) tiene una forma de pala ideal o casi ideal con respecto a la generacion de sustentacion, a la vez que la region 30 de ralz debido a consideraciones estructurales tiene una seccion transversal sustancialmente circular o ellptica, la cual por ejemplo hace mas facil y seguro montar la pala 10 al repartidor. El diametro (o la cuerda) de la region 30 de ralz puede ser constante a lo largo de toda el area 40 30 de ralz. La region 32 de transicion tiene un perfil de transicion que cambia gradualmente a partir de la forma circular
o ellptica de la region 30 de ralz al perfil aerodinamico de la region 34 de perfil aerodinamico. La longitud de cuerda de la region 32 de transicion tlpicamente aumenta con el incremento de la distancia r a partir del repartidor. La region 34 de perfil aerodinamico tiene un perfil aerodinamico con una cuerda que se extiende entre el borde 18 de ataque y el borde 20 de salida de la pala 10. El ancho de la cuerda disminuye con el aumento de la distancia r a partir del 45 repartidor.
Un hombro 40 de la pala 10 se define como la posicion, donde la pala 10 tiene su longitud de cuerda mas larga. El hombro 40 se proporciona tlpicamente en el llmite entre la region 32 de transicion y la region 34 de perfil aerodinamico.
Se deberla notar que las cuerdas de las diferentes secciones de la pala normalmente no estan en un plano comun, dado que la pala puede girarse y/o curvarse (por ejemplo preflexarse), proporcionando de este modo el plano de 50 cuerda con un curso de giro y/o de curva, siendo este a menudo el caso con el fin de compensar la velocidad local de la pala que esta dependiente del radio a partir del repartidor.
5
10
15
20
25
30
35
40
Las figuras 3 y 4 describen parametros, los cuales se utilizan para explicar la geometrla de la pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion.
La figura 3 muestra una vista esquematica de un perfil 50 aerodinamico de una pala tlpica de una turbina eolica que se describe con los diversos parametros, los cuales se utilizan tlpicamente para definir la forma geometrica de un perfil aerodinamico. El perfil 50 aerodinamico tiene un lado 52 de presion y un lado 54 de succion, los cuales durante el uso - por ejemplo durante la rotacion del rotor - normalmente estan frente hacia el lado de barlovento (o contra el viento) y el lado de sotavento (con el viento), respectivamente. El perfil 50 aerodinamico tiene una cuerda 60 con una longitud c de cuerda que se extiende entre el borde 56 de ataque y un borde 58 de salida de la pala. El perfil 50 aerodinamico tiene una cuerda 60 con una longitud c de cuerda que se extiende entre un borde 56 de ataque y un borde 58 de salida de la pala. El perfil 50 aerodinamico tiene un espesor t, el cual se define como la distancia entre el lado 52 de presion y el lado 54 de succion. El espesor t del perfil aerodinamico varla a lo largo de la cuerda 60. La desviacion a partir de un perfil simetrico se da por una llnea 62 de curvatura, la cual es una llnea media a traves del perfil 50 aerodinamico. La llnea media se puede encontrar dibujado clrculos inscritos a partir del borde 56 de ataque hasta el borde 58 de salida. La llnea media sigue los centros de estos clrculos inscritos y la desviacion o distancia a partir de la cuerda 60 se denomina la curvatura f. La asimetrla se puede tambien definir por el uso de los parametros denominados curvatura superior (o curvatura del lado de succion) y curvatura inferior (o curvatura del lado de presion), los cuales de definen como las distancias a partir de la cuerda 60 y el lado 54 de succion y el lado 52 de presion, respectivamente.
Los perfiles aerodinamicos se caracterizan a menudo por los siguientes parametros: la longitud c de cuerda, la curvatura f maxima, la posicion df de la curvatura f maxima, el espesor t maximo de perfil aerodinamico, el cual es el diametro mas grande de los clrculos inscritos a lo largo de la llnea 62 de curvatura media, la posicion dt del espesor t maximo, y un radio de nariz (no se muestra). Estos parametros se definen tlpicamente como proporciones a la longitud c de cuerda. En consecuencia, un espesor relativo local t/c de pala se da como la proporcion entre el espesor t maximo local y la longitud c de cuerda local. Ademas, se puede usar la posicion dp de la curvatura maxima del lado de presion como un parametro de diseno, y por supuesto tambien la posicion de la curvatura maxima del lado de succion.
La figura 4 muestra otros parametros geometricos de la pala. La pala tiene una longitud L total. Como se muestra en la figura 3, el extremo de ralz se ubica en la posicion r = 0, y el extremo de punta se ubica en r = L. El hombro 40 de la pala se ubica en una posicion r = Lw, y tiene un ancho W de hombro, el cual iguala la longitud de cuerda en el hombro 40. El diametro de la ralz se define como D. La curvatura del borde de salida de la pala en la region de transition puede definirse por dos parametros, frente a un radio ro de curvatura mlnimo externo y un radio ri de curvatura interno los cuales se definen como el radio de curvatura mlnimo del borde de salida, que se observan desde afuera (o detras del borde de salida), y el radio de curvatura mlnimo, que se observa desde adentro (o en frente del borde de salida), respectivamente. Ademas, la pala se proporciona con una preflexion, la cual se define como Ay, la cual corresponde a la salida del plano de deflexion a partir de un eje 22 de inclination de la pala.
Ejemplo:
A continuation se da un ejemplo de una pala de turbina eolica de acuerdo con la invencion.
La pala de turbina eolica se proporciona con los siguientes parametros de longitud, ancho de hombro, radio de curvatura mlnimo para el borde salida y diametro del cilindro de ralz:
Tabla 1
Parametro
Tamano
L
42.13m
Lw
8.5m
W
2.975m
ro
10.3m
ri
11.3m
D
1.893m
La distribution de la longitud c de cuerda, el espesor t/c relativo, y la preflexion Ay se enumeran en la Tabla 2:
Tabla 2
r[m]
c [cm] t/c [%] Ay [cm]
0
189.3 100
0
1
189.3 100 0
2
192.5 98.2 0
4
223.8 80.2 0
6
267.8 60.2 0
8
295.8 46.6 0.1
10
292.7 39.2 1.6
12
277.3 34.4 5.2
14
256.9 30.8 10.5
16
233.7 28.1 17.8
18
210.7 26.2 26.8
20
190.6 25.0 37.6
22
173.1 24.3 50.2
24
157.8 24.1 64.5
26
144.3 24.1 80.6
28
132.0 24.0 98.5
30
120.6 24.0 118.0
32
109.7 24.0 139.3
34
99.1 24.0 162.2
36
89.3 23.4 187.3
38.355
79.3 21.7 222.3
40.861
63.4 18.8 270.1
42.13
4.0 18.0 300.0
La pala de turbina eolica comprende seis nuevos perfiles 41-46 de pala, los cuales se ubican en diferentes posiciones longitudinales a lo largo de la pala y como se muestra en la figura 2. La tabla 3 enumera el espesor t/c relativo, la 5 posicion del espesor d/c maximo, la posicion de los perfiles dp/c de curvatura de lado de presion maxima y la posicion r radial aproximada:
Tabla 3
Perfil aerodinamico
Numeral de referencia t/c dt/c dp/c r
Primer
41 36% 27.1% 26.6% 11.0m
Segundo
42 30% 29.6% 29.7% 14.5m
Tercer
43 27% 29.8% 27.2% 17.0m
Cuarto
44 24% 37.1% 36.8% 26.0m - 34.0m
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Perfil aerodinamico
Numeral de referencia t/c dt/c dp/c r
Quinto
45 21% 37.0% 33.0% 39.0m
Sexto
46 18% 39.2% 39.4% 41.8m - 42.13m
Los perfiles aerodinamicos se han encontrado que proporcionan sorpresivamente proporciones elevadas de sustentacion a resistencia que los perfiles aerodinamicos de turbina eolica convencionales y en particular en comparacion a los perfiles NACA. Los seis perfiles son compatibles aerodinamicamente, y las regiones entre los perfiles aerodinamicos adyacentes comprenden una transicion suave entre dichos perfiles adyacentes a traves de la interpolacion entre dichos perfiles adyacentes, por ejemplo a traves de curvas de distribucion Gaussianas. Las transiciones tambien cuentan para la variation del giro en la direction longitudinal de la pala y la transicion se observa en consecuencia que es tridimensional.
Las figuras 5-8 representan graficas de la distribucion de cuerda c, el espesor t/c relativo, el giro 0, y la preflexion Ay de la pala de turbina eolica de acuerdo con el ejemplo (que se denota LM42.1 p) como una funcion de la position r/L radial relativa. Las graficas se comparan con las de la pala LM40.3p de la tecnica anterior, la cual tiene una longitud de pala de 40.0m y en consecuencia se compara con la pala actual.
A partir de la figura 5, se puede observar que el ancho del hombro de la pala actual es aproximadamente 8% mas pequeno que el de la pala de la tecnica anterior. Ademas, se deberla notar que el eje x representa la posicion radial relativa de la pala. En consecuencia, el ancho del hombro relativo de la pala actual se ha reducido incluso mas del 8%.
La figura 6 representa una grafica del espesor de la pala relativo como una funcion de la posicion de la pala radial relativa. Se observa que el espesor relativo de la pala actual es mucho mas elevado que el espesor relativo de la pala de la tecnica anterior, en particular en el rango a partir de 0.5L a 0.9L. En el rango a partir de 0.6L a 0.8L el espesor relativo es aproximadamente 33% mas grande que la pala de la tecnica anterior.
La figura 7 muestra la distribucion de giro de la pala actual comparada con la pala de la tecnica anterior. Se puede observar que el giro aumenta en la region de ralz y la region de transicion opuesta a la pala de la tecnica anterior, donde el giro es sustancialmente constante o disminuye ligeramente en esta region. El giro disminuye en una parte interna de la region de perfil aerodinamico y aumenta en una parte externa de la region de perfil aerodinamico. La parte interna y la parte externa se separan por una posicion de una tangente de inflexion de giro. El giro en la tangente de inflexion se define como un giro de 0 grados. La tangente de inflexion se ubica en r = 0.855L, lo cual es mucho mas hacia adentro que la pala de la tecnica anterior, donde la tangente de inflexion se ubica en r = 0.943L. El giro maximo de la pala actual es 10.28 grados, el cual es mas pequeno que el giro maximo de 11 grados de la pala de la tecnica anterior.
La figura 8 representa la preflexion de la pala, y se puede observar que la preflexion absoluta total de la pala actual es 50% mas grande que la de la pala de la tecnica anterior.
Todas estas diferencias, y en particular un hombro mas estrecho, una pala relativamente gruesa y una preflexion mas grande combinada hace posible obtener una pala ligera, lo cual mecanicamente es solo fuerte, pero mas eficiente aerodinamicamente. De hecho, la pala actual tiene una masa menor que la pala de la tecnica anterior a pesar de que esta es mas larga. Las cargas que las dos palas impondrlan en una turbina eolica son comparables, lo cual significa que la pala actual facilmente puede reemplazar la pala de la tecnica anterior sin tener que redimensionar la turbina eolica como tal.
La figura 9 esquematicamente ilustra una primera curva 80 de potencia que muestra la salida de potencia de una turbina eolica que se proporciona con las palas de la tecnica anterior y una segunda curva 81 de potencia que muestra la salida de potencia de una turbina eolica que se proporciona con las palas de acuerdo con la presente invention, ambas graficas se ilustran como una funcion de la velocidad vw del viento. Se puede observar que la salida de potencia aumenta mas rapidamente como una funcion de la velocidad del viento hasta el nivel de regulation de potencia de la turbina eolica. El aumento en la production de energla anual (AEP) se relaciona con la diferencia entre las dos curvas y en consecuencia el area 82 sombreada de la grafica. El aumento en AEP se proyecta a ser 4%.
Lista de numerales de referencia
2 turbina eolica
4 torre
6 gondola
8 repartidor
5
10
15
20
25
30
35
10 pala
14 punta de la pala
16 ralz de la pala
18 borde de ataque
20 borde de salida
22 eje de inclinacion
30 region de ralz
32 region de transicion
34 region de perfil aerodinamico
41 primer perfil aerodinamico
42 segundo perfil aerodinamico
43 tercer perfil aerodinamico
44 cuarto perfil aerodinamico
45 quinto perfil aerodinamico
46 sexto perfil aerodinamico 50 perfil aerodinamico
52 lado de presion 54 lado de succion 56 borde de ataque 58 borde de salida 60 cuerda
62 llnea de curvatura / llnea media
80 curva de potencia de turbina eolica con palas de la tecnica anterior
81 curva de potencia de turbina eolica con palas nuevas
82 aumento en la salida de potencia c longitud de cuerda
dt posicion de espesor maximo
df posicion de curvatura maxima
dp posicion de curvatura del lado de presion maxima
f curvatura
L longitud de pala
P potencia de salida
r radio local, distancia radial a partir de la ralz de la pala t espesor Vw velocidad del viento 0 giro, inclinacion Ay preflexion

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Una pala (10) para un rotor de una turbina (2) eolica que tiene un arbol rotor sustancialmente horizontal, comprendiendo dicho rotor un repartidor (8), a partir del cual la pala (10) se extiende sustancialmente en una direccion radial cuando esta montada al repartidor (8), teniendo la pala una direccion (r) longitudinal con un extremo (16) de punta y un extremo (14) de ralz y una direccion transversal, comprendiendo la pala ademas:
    - un contorno de perfil que incluye un lado de presion y un lado de succion, as! como un borde (18) de ataque y un borde (20) de salida con una cuerda que tiene una longitud (c) de cuerda que se extiende entre estos, el contorno de perfil, cuando se impacta por un flujo de aire incidente, genera sustentacion, en donde el contorno de perfil se divide en:
    - una region (30) de ralz que tiene un perfil sustancialmente circular o ellptico mas cercano al repartidor,
    - una region (34) de perfil aerodinamico que tiene un perfil que genera sustentacion mas lejos del repartidor, y
    - una region (32) de transicion entre la region (30) de ralz y la region (34) de perfil aerodinamico, la region (32) de transicion tiene un perfil que cambia gradualmente en la direccion radial a partir del perfil circular o ellptico de la region de ralz al perfil que genera sustentacion de la region aerodinamica, y con
    - un hombro (40) que tiene un ancho (W) de hombro y ubicado en el llmite entre la region (32) de transicion y la region (34) aerodinamica, en donde
    - la pala (10) tiene una longitud (L) de pala, y
    - el contorno de perfil comprende un espesor local relativo que se define como la proportion local entre un espesor (t) de perfil maximo y la longitud (c) de cuerda,
    - la proporcion entre el ancho (W) de hombro y la longitud (L) de pala es menor que o igual a 0.075, y caracterizado porque
    - el espesor (t/c) relativo en el intervalo de longitud de pala de 0-0.8L es al menos 22%.
  2. 2. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones presentes, donde la region de ralz tiene un diametro (D) de ralz en el extremo de ralz de la pala, en donde la proporcion entre el ancho (W) del hombro y el diametro de ralz es 1.6 o menos.
  3. 3. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el borde de salida tiene una forma suave sin alguna discontinuidad en la direccion longitudinal de la pala, por ejemplo en donde el borde de salida tiene una curvatura con un radio exterior (ro) externo al borde de salida, el cual en todas las posiciones es al menos 0.2L, ventajosamente al menos 0.22L, y mas ventajosamente al menos 0.24L, y/o en donde el borde de salida tiene una curvatura con un radio (ri) interior interno al borde de salida, el cual en todas las posiciones es al menos 0.2L, ventajosamente al menos 0.225L, y mas ventajosamente al menos 0.25L.
  4. 4. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el hombro se ubica en un intervalo entre 0.18L y 0.25L, ventajosamente entre 0.19L y 0.24L, y/o el espesor relativo de la pala en el hombro esta entre 40% y 50%, ventajosamente entre 42% y 48%.
  5. 5. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala turbina eolica se preflexiona hacia el lado de presion de la pala, y una preflexion (Ay) en el extremo de punta de la pala es al menos 0.05L, ventajosamente al menos 0.06L, mas ventajosamente al menos 0.65L, e incluso mas ventajosamente al menos 0.07L, por ejemplo en donde la pala se preflexiona sobre al menos un 50% del exterior de la pala, ventajosamente sobre al menos un 60% del exterior de la pala, incluso mas ventajosamente sobre al menos un 70% del exterior, o incluso al menos un 75% del exterior.
  6. 6. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala se proporciona con un giro, y en donde la region de perfil aerodinamico comprende una parte interna en la cual un angulo de giro disminuye hacia el extremo de punta de la pala y una parte exterior en la cual el angulo de giro aumenta hacia el extremo de punta de la pala, dicha parte externa y parte interna estan separadas por una position de una tangente de inflexion de giro, por ejemplo en donde la posicion de la tangente de inflexion de giro se ubica entre 0.8L y 0.9L, ventajosamente entre 0.82L y 0.88L, mas ventajosamente entre 0.83L y 0.87L, e incluso mas ventajosamente aproximadamente a 0.85L.
  7. 7. Una pala de turbina eolica de acuerdo con la revindication 6, en donde el giro en la region externa varla al menos 4 grados, ventajosamente al menos 5 grados, y mas ventajosamente al menos 5.5 grados, y/o el giro de la parte interna varla entre 8 y 12 grados, ventajosamente entre 8.5 y 11.5 grados, y mas ventajosamente entre 9 y 11 grados.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
  8. 8. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un primer perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 35% y 37% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.24c y 0.30c a partir del borde de ataque, ventajosamente se ubica entre 0.25c y 0.29c y mas ventajosamente alrededor de 0.26c y 0.28c, por ejemplo en donde el primer perfil aerodinamico comprende una posicion de curvatura del lado de presion maxima que se ubica entre 0.24c y 0.30c a partir del borde de ataque, ventajosamente se ubica entre 0.25c y 0.29c y mas ventajosamente alrededor de 0.26c y 0.28c, y/o el primer perfil aerodinamico se ubica entre 0.23L y 0.30L.
  9. 9. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un segundo perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 29% y 31% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c, por ejemplo en donde el segundo perfil aerodinamico comprende una posicion de curvatura del lado de presion maxima que se ubica entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c, y/o el segundo perfil aerodinamico se ubica entre 0.30L y 0.36L.
  10. 10. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un tercer perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 26.3% y 27.7% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.28c y 0.32c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.29c y 0.31c, por ejemplo en donde el tercer perfil aerodinamico comprende una posicion de curvatura maxima del lado de presion que se ubica entre 0.255c y 0.295c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.265c y 0.285c, y/o el tercer perfil aerodinamico se ubica entre 0.36l y 0.45L.
  11. 11. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un cuarto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 23.5% y 24.5%, ventajosamente entre 23.8% y 24.2%, y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c a partir del borde de ataque, por ejemplo en donde el cuarto perfil aerodinamico comprende la posicion de curvatura maxima del lado de presion que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c, y/o el cuarto perfil aerodinamico se ubica entre 0.5L y 0.85L, ventajosamente a lo largo de todo el intervalo a partir de 0.6L a 0.8L.
  12. 12. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un quinto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 20.6% y 21.4% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.35c y 0.39c a partir del borde ataque, ventajosamente entre 0.36c y 0.38c, por ejemplo en donde el quinto perfil aerodinamico comprende la posicion de curvatura maxima del lado de presion que se ubica entre 0.31c y 0.35c a partir del borde ataque, ventajosamente entre 0.32c y 0.34c, y/o el quinto perfil aerodinamico se ubica entre 0.85L y 0.95L.
  13. 13. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala comprende un sexto perfil aerodinamico que tiene un espesor relativo de entre 17.7% y 18.3% y una posicion de espesor maximo que se ubica entre 0.37c y 0.41c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.38c y 0.40c, por ejemplo en donde el sexto perfil aerodinamico comprende la posicion de curvatura maxima del lado de presion que se ubica entre 0.37c y 0.41c a partir del borde de ataque, ventajosamente entre 0.38c y 0.40c, y/o el sexto perfil aerodinamico se ubica en la punta, entre 0.95L y L.
  14. 14. Una pala de turbina eolica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pala se proporciona con dispositivos de alteracion de flujo, tal como generadores de vortice, en donde dichos dispositivos se disponen en secciones de perfil que tienen un espesor relativo de al menos 30%, y/o dichos dispositivos se disponen en secciones de perfil que tienen un espesor relativo de maximo 70%.
  15. 15. Una turbina eolica que comprende un numero de palas, preferiblemente dos o tres, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, las palas se extienden sustancialmente radiales a partir de un repartidor en un arbol principal que tiene un eje central sustancialmente horizontal, las palas en conjunto con el repartidor constituyen un rotor con un plano rotor, y en el cual se puede poner en rotacion por el viento, en donde la turbina eolica puede opcionalmente inclinarse de manera controlada y/o regularse en potencia, por ejemplo con una potencia de salida maxima de la turbina eolica que esta entre 1.3 MW y 1.7 MW, ventajosamente alrededor de 1.5 MW.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104929865B (zh) * 2010-10-22 2018-08-31 三菱重工业株式会社 风车翼及具备该风车翼的风力发电装置以及风车翼的设计方法
PL2834517T3 (pl) * 2012-03-13 2020-11-02 Wobben Properties Gmbh Zwichrzona nasada łopaty
DE102012206109C5 (de) 2012-04-13 2022-06-09 Wobben Properties Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage
EP2713044B2 (en) 2012-09-28 2022-12-07 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine rotor blade
US9670900B2 (en) 2013-03-28 2017-06-06 General Electric Company Rotor blade assembly for wind turbine having load reduction features
DK201270670A (en) 2012-10-31 2014-05-01 Envision Energy Denmark Aps Wind turbine with an offset suction side
CN103939277A (zh) * 2013-01-21 2014-07-23 远景能源（江苏）有限公司 风力涡轮机叶片
CN103939278A (zh) * 2013-01-21 2014-07-23 远景能源（江苏）有限公司 风力涡轮机叶片
CN103244359B (zh) * 2013-05-30 2016-04-13 国电联合动力技术有限公司 一种大型风机的中等厚度翼型叶片
GB201311008D0 (en) * 2013-06-20 2013-08-07 Lm Wp Patent Holding As A tribrid wind turbine blade
ES2746119T3 (es) * 2013-08-23 2020-03-04 Eno Energy Systems Gmbh Perfil de pala de rotor para una turbina eólica
CN203560040U (zh) * 2013-11-07 2014-04-23 广州红鹰能源科技有限公司 一种水平轴风力发电机
US9523279B2 (en) 2013-11-12 2016-12-20 General Electric Company Rotor blade fence for a wind turbine
CN103629044B (zh) * 2013-12-18 2016-08-31 中国科学院工程热物理研究所 一种水平轴风力机叶片的叶根结构
CN104747384A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 谢宛芝 多用途集成涡轮发电机专用三维涡轮叶片
JP6282203B2 (ja) * 2014-09-12 2018-02-21 株式会社日立製作所 風力発電装置及び軸流タイプブレード
EP3034863B1 (en) 2014-12-19 2019-10-23 Nordex Energy Spain, S.A.U. Blade for a wind turbine and wind turbine comprising said blade
CN104653412B (zh) * 2015-03-16 2017-05-17 无锡风电设计研究院有限公司 双翼风机叶片
GB2539237B (en) * 2015-06-10 2020-12-09 Equinor Asa Rotor blade shaped to enhance wake diffusion
CN105840414B (zh) * 2016-03-22 2019-01-22 西北工业大学 一族适用于5-10兆瓦风力机叶片的翼型
ITUA20163340A1 (it) * 2016-05-11 2017-11-11 Faist Componenti S P A Generatore eolico ad asse orizzontale con rotore avente raggio compreso tra 0,6 m e 1,5
DE102016110510A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Wobben Properties Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage
US10794358B2 (en) 2017-03-17 2020-10-06 Primo Energy, Inc. High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods
US9797370B1 (en) * 2017-03-17 2017-10-24 Primo Wind, Inc. High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods
DE102017124861A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Wobben Properties Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage und Verfahren zu dessen Auslegung
FR3075757B1 (fr) 2017-12-22 2019-11-15 Airbus Helicopters Enveloppes aerodynamiques epaisses pour cols de pales et carenages de manchons de pales d'un rotor d'un aeronef
EP3536947B1 (en) 2018-03-08 2023-07-12 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Protective cover for protecting a leading edge of a wind turbine blade
CN108252953B (zh) * 2018-03-15 2023-08-29 上海优睿农牧科技有限公司 一种扇叶及方法
EP3851667A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-21 Nordex Energy Spain, S.A.U. Wind turbine blade
US11852118B2 (en) * 2020-06-29 2023-12-26 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine
CN113431734A (zh) * 2021-07-28 2021-09-24 三一重能股份有限公司 风电叶片的外轮廓的生成方法、风电叶片及风力发电机

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4976587A (en) * 1988-07-20 1990-12-11 Dwr Wind Technologies Inc. Composite wind turbine rotor blade and method for making same
GB2265672B (en) * 1992-03-18 1995-11-22 Advanced Wind Turbines Inc Wind turbines
NL1012949C2 (nl) 1999-09-01 2001-03-06 Stichting Energie Blad voor een windturbine.
US6503058B1 (en) 2000-05-01 2003-01-07 Zond Energy Systems, Inc. Air foil configuration for wind turbine
DE10319246A1 (de) * 2003-04-28 2004-12-16 Aloys Wobben Rotorblatt einer Windenergieanlage
US7344360B2 (en) * 2004-09-29 2008-03-18 General Electric Company Wind turbine rotor blade with in-plane sweep and devices using same, and methods for making same
CN101194102B (zh) 2005-02-22 2012-04-25 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机叶片
AU2007232546A1 (en) 2006-04-02 2007-10-11 Cortenergy B.V. Wind turbine with slender blade
DE102006053712A1 (de) 2006-11-15 2008-05-21 Nordex Energy Gmbh Rotorblatt und Windkraftanlage
EP1944505B1 (en) * 2007-01-12 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine rotor blade with vortex generators
DK2129908T3 (da) 2007-03-20 2011-03-21 Vestas Wind Sys As Vindmøllevinger med hvirvel-generatorer
CN101059119B (zh) * 2007-06-05 2010-08-04 江苏新誉风力发电设备有限公司 兆瓦级风力发电设备的风轮叶片
US8408877B2 (en) 2008-05-30 2013-04-02 General Electric Company Wind turbine blades with twisted tips
US8714928B2 (en) 2008-06-06 2014-05-06 General Electric Company Rotor assembly for a wind turbine and method of assembling the same
DE102008052858B9 (de) * 2008-10-23 2014-06-12 Senvion Se Profil eines Rotorblatts und Rotorblatt einer Windenergieanlage
EP2141358A1 (en) 2008-12-12 2010-01-06 Lm Glasfiber A/S Wind turbine blade having a spoiler with effective separation of airflow
CN101555872A (zh) * 2009-02-20 2009-10-14 宜兴市华泰国际集团工业有限公司 兆瓦级风力发电机叶片
EP2253835A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-24 Lm Glasfiber A/S Wind turbine blade with base part having non-positive camber
US8241000B2 (en) * 2009-06-16 2012-08-14 Heartland Energy Solutions, LLC. Wind turbine rotor blade and airfoil section
JP5479388B2 (ja) * 2011-02-28 2014-04-23 三菱重工業株式会社 風車翼およびこれを備えた風力発電装置

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Publication number Publication date
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