ES2964258B2 - Device for converting energy from a moving fluid - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
DISPOSITIVO PARA CONVERTIR ENERGÍA A PARTIR DE UN FLUIDO EN DEVICE FOR CONVERTING ENERGY FROM A FLUID INTO
MOVIMIENTO MOTION
CAMPO DE LA INVENCIÓNFIELD OF INVENTION
La presente invención está enmarcada dentro del campo de los dispositivos para la conversión de energía, y más particularmente, dispositivos que convierten el viento en energía. The present invention falls within the field of devices for energy conversion, and more particularly, devices that convert wind into energy.
ESTADO DEL ARTESTATE OF THE ART
De todos los tipos de energías renovables, una de las más extendidas en el mundo es la energía eólica. Su ejemplo paradigmático para la generación masiva de energía eléctrica del movimiento del viento es la turbina eólica de tres palas. Sin embargo, estos dispositivos tienen una serie de inconvenientes. Of all the types of renewable energy, one of the most widely used in the world is wind power. The three-bladed wind turbine is the paradigmatic example for the massive generation of electrical energy from the movement of the wind. However, these devices have a number of drawbacks.
Primeramente, el enorme tamaño que alcanzan estos dispositivos: cientos de metros, puestos que tienen que colocarse verticalmente. Esto genera un enorme impacto visual, aparte de la muerte de una enorme cantidad de aves en todo el mundo. Firstly, the enormous size of these devices: hundreds of metres, since they have to be placed vertically. This creates a huge visual impact, apart from the death of a huge number of birds around the world.
Además, ese gran tamaño limita la velocidad de rotación, para prevenir que el movimiento en las puntas de los álabes llegue a ser supersónico, lo cual generaría una importante contaminación acústica y, sobre todo, una pérdida de rendimiento del dispositivo. Furthermore, this large size limits the rotation speed, to prevent the movement at the blade tips from becoming supersonic, which would generate significant noise pollution and, above all, a loss of performance of the device.
Este tamaño enorme también hace que el coste de su construcción y mantenimiento sea cada vez más alto: los elementos de las turbinas tienen que ser transportados por carretera en vehículos especiales y deben ser ensamblados con costosas grúas. This enormous size also makes the cost of their construction and maintenance increasingly high: the turbine elements have to be transported by road in special vehicles and must be assembled with expensive cranes.
Una desventaja adicional del tamaño de estos dispositivos es su interferencia con los radares en ciertas zonas, lo cual hace necesaria su instalación en costosas y complicadas infraestructuras marinas lejos de la costa. An additional disadvantage of the size of these devices is their interference with radars in certain areas, which makes it necessary to install them in expensive and complicated marine infrastructure far from the coast.
Finalmente, estos dispositivos usualmente necesitan velocidades del viento relativamente altas para operar en condiciones aceptables. Finally, these devices usually require relatively high wind speeds to operate under acceptable conditions.
En las últimas décadas, se han propuesto diferentes conceptos nuevos de turbinas eólicas que son radicalmente distintos de los clásicos rotores multipalas. In recent decades, various new wind turbine concepts have been proposed that are radically different from classical multi-blade rotors.
La presente invención presenta una alternativa diferente, para convertir la energía del viento en energía eléctrica, pero superando las dificultades mencionadas arriba. The present invention presents a different alternative to convert wind energy into electrical energy, but overcoming the difficulties mentioned above.
RESUMEN DE LA INVENCIÓNSUMMARY OF THE INVENTION
La invención proporciona una solución alternativa para este problema por medio de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de la invención se definen en reivindicaciones dependientes. The invention provides an alternative solution to this problem by means of an energy conversion device according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are defined in dependent claims.
Excepto definido de otra manera, todos los términos (incluyendo términos técnicos y científicos) usados aquí deberán interpretarse como es costumbre en el campo. Además, será también entendido que los términos de uso común deben interpretarse también como es costumbre en el campo relevante y no en un sentido idealizado o excesivamente formal excepto que se defina así expresamente en el documento. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein shall be interpreted as is customary in the field. Furthermore, it is also understood that terms in common use should also be interpreted as is customary in the relevant field and not in an idealized or overly formal sense unless expressly defined in the document.
En este texto, el término "comprende” y sus derivados (como "comprendiendo”, etc.) no se deben entender en un sentido excluyente, esto es, estos términos no se deben interpretar como excluyentes de la posibilidad de que lo que es descrito y definido puede incluir más elementos, pasos, etc. In this text, the term "comprises" and its derivatives (such as "comprising", etc.) should not be understood in an exclusive sense, that is, these terms should not be interpreted as excluding the possibility that what is described and defined may include more elements, steps, etc.
En un primer aspecto inventivo, la invención proporciona un dispositivo para la conversión de energía, comprendiendo In a first inventive aspect, the invention provides a device for energy conversion, comprising
un perfil, comprendiendo una cuerda, una envergadura, un borde de ataque y una superficie inferior, siendo la envergadura mayor que la cuerda, an airfoil, comprising a chord, a span, a leading edge and an underside, the span being greater than the chord,
una lámina de trabajo unida por una conexión de momento al borde de salida del perfil, teniendo la lámina de trabajo una anchura medida en la dirección de la envergadura, una longitud en la dirección de la cuerda y un espesor en la dirección perpendicular a la anchura y a la longitud, donde la longitud es mayor que la mitad de la anchura, es al menos 500 veces mayor que el espesor y mayor que 10 veces la cuerda del perfil, a work sheet connected by a moment connection to the trailing edge of the profile, the work sheet having a width measured in the span direction, a length in the chord direction and a thickness in the direction perpendicular to the width and the length, where the length is greater than half the width, is at least 500 times greater than the thickness and greater than 10 times the chord of the profile,
un astil unido a la superficie inferior del perfil, el astil con un eje orientado de acuerdo con la dirección perpendicular a la cuerda y perpendicular a la envergadura a shaft attached to the lower surface of the profile, the shaft having an axis oriented according to the direction perpendicular to the chord and perpendicular to the span
una base comprendiendo una parte fija para ser anclada en tierra, donde el astil se dispone para moverse con respecto a la parte fija, a base comprising a fixed part to be anchored in the ground, the shaft being arranged to move relative to the fixed part,
donde where
el astil comprende un primer elemento de conversión de energía y la parte fija de la base tiene un segundo elemento de conversión de energía configurado para cooperar con el primer elemento de conversión para convertir un movimiento longitudinal del astil en energía; y the shaft comprises a first energy conversion element and the fixed part of the base has a second energy conversion element configured to cooperate with the first conversion element to convert a longitudinal movement of the shaft into energy; and
la base también comprende un elemento amortiguador y elástico configurado para controlar el movimiento del astil. The base also comprises a shock-absorbing and elastic element configured to control the movement of the shaft.
Una conexión de momento en la unión entre la lámina de trabajo y el borde de salida del perfil significa que la rotación de la lámina de trabajo en la unión no está permitida con respecto al perfil. Por tanto, la unión del perfil y la lámina de trabajo funciona como una simple viga. A moment connection at the joint between the work sheet and the trailing edge of the profile means that rotation of the work sheet at the joint is not permitted relative to the profile. The joint of the profile and the work sheet therefore functions as a simple beam.
Tal dispositivo es útil para la conversión de energía, pero sin la necesidad de instalarlo verticalmente. El perfil y la lámina de trabajo acoplada funciona en una dirección paralela a tierra para evitar los inconvenientes asociados a los dispositivos verticales. Such a device is useful for energy conversion, but without the need to install it vertically. The profile and the attached work sheet operate in a direction parallel to the ground to avoid the drawbacks associated with vertical devices.
En algunas realizaciones particulares, la longitud de la lámina de trabajo es al menos veinte veces la cuerda del perfil. Con esta implementación, el dispositivo se comporta como la lámina de trabajo, siendo despreciable la contribución del perfil. In some particular embodiments, the length of the working sheet is at least twenty times the chord of the profile. With this implementation, the device behaves like the working sheet, the contribution of the profile being negligible.
En algunas realizaciones particulares, el elemento amortiguador y elástico tiene una rigidez y amortiguación variables. Con esta implementación, las propiedades del elemento amortiguador y elástico pueden ser modificadas para obtener un mejor funcionamiento. In some particular embodiments, the damping and elastic element has variable stiffness and damping. With this implementation, the properties of the damping and elastic element can be modified to obtain better performance.
En algunas realizaciones particulares, el dispositivo comprende además una unidad de control que consta de un actuador para modificar la rigidez y la amortiguación del elemento amortiguador y elástico dependiendo del valor medido de la velocidad del tiempo. El funcionamiento del dispositivo depende de la velocidad del viento. Modificando las características del elemento amortiguador en función de la velocidad del viento, el funcionamiento puede ser optimizado inteligentemente. In some particular embodiments, the device further comprises a control unit comprising an actuator for modifying the stiffness and damping of the damping and elastic element depending on the measured value of the wind speed. The operation of the device depends on the wind speed. By modifying the characteristics of the damping element depending on the wind speed, the operation can be intelligently optimized.
En algunas realizaciones particulares, el dispositivo comprende además de un sensor para medir la velocidad del viento y enviar el valor de esta medida de la velocidad del viento a la unidad de control. In some particular embodiments, the device further comprises a sensor for measuring the wind speed and sending the value of this wind speed measurement to the control unit.
En algunas realizaciones particulares, la unidad de control comprende datos acerca de los valores óptimos de la rigidez y amortiguación en función de la velocidad del viento. Con estos datos precargados, el ajuste de la rigidez y la amortiguación se pueden realizar rápidamente cuando reciban información acerca de la velocidad del viento. In some particular embodiments, the control unit comprises data about the optimal values of the stiffness and damping as a function of the wind speed. With this preloaded data, the adjustment of the stiffness and damping can be performed quickly when receiving information about the wind speed.
En algunas realizaciones particulares, la longitud es mayor que la anchura. En algunas realizaciones particulares, la longitud es al menos 1000 veces mayor que el espesor. Con estas dimensiones, el dispositivo se comporta como una fina lámina bidimensional, reduciendo la potencia de cálculo necesaria para optimizar su operación. In some particular embodiments, the length is greater than the width. In some particular embodiments, the length is at least 1000 times greater than the thickness. With these dimensions, the device behaves like a thin two-dimensional sheet, reducing the computing power needed to optimize its operation.
En algunas realizaciones particulares, la unión entre la superficie inferior del perfil y el astil permite la rotación alrededor de un eje paralelo a la envergadura. El hecho de permitir cabeceo entre el perfil y el astil permite una mejor orientación con el viento y el ángulo de cabeceo. In some particular embodiments, the connection between the lower surface of the profile and the mast allows rotation around an axis parallel to the span. The fact that the profile and the mast allow pitching allows better orientation with the wind and the pitch angle.
En algunas realizaciones particulares, el astil comprende una placa direccional, que es una placa en un plano que cruza el eje del astil y se extiende a lo largo de la dirección de la cuerda, y por la cual el astil puede rotar con respecto a una posición fija alrededor del eje del astil. Este movimiento angular significa que se permite un ángulo de guiñada, orientado por la dirección de la placa, permitiendo una mejor orientación con el viento en el ángulo de giñada. In some particular embodiments, the shaft comprises a directional plate, which is a plate in a plane crossing the shaft axis and extending along the chord direction, and by which the shaft can rotate relative to a fixed position about the shaft axis. This angular movement means that a yaw angle is allowed, oriented by the direction of the plate, allowing better orientation with the wind at the yaw angle.
En algunas realizaciones particulares, la forma del perfil es constante a lo largo de la envergadura. Esto implica un comportamiento más predecible y estable del dispositivo. In some particular embodiments, the profile shape is constant along the span. This implies a more predictable and stable behavior of the device.
En algunas realizaciones particulares, el perfil es un perfil NACA. In some particular embodiments, the profile is a NACA profile.
En algunas realizaciones particulares, la anchura de la lámina de trabajo es igual a la envergadura del perfil. Con esta configuración se mejora el comportamiento aerodinámico del sistema. In some particular embodiments, the width of the working sheet is equal to the span of the profile. This configuration improves the aerodynamic performance of the system.
En algunas realizaciones particulares, la envergadura es al menos diez veces la cuerda. Con esta configuración se reduce el efecto del borde del perfil. In some particular embodiments, the span is at least ten times the chord. This configuration reduces the effect of the edge of the profile.
En algunas realizaciones particulares, la longitud de la lámina de trabajo más la cuerda es la misma que la anchura de la lámina de trabajo. Un modelo cuadrado es deseable para mejorar el funcionamiento. In some particular embodiments, the length of the work sheet plus the chord is the same as the width of the work sheet. A square pattern is desirable to improve performance.
En algunas realizaciones particulares, el perfil es de aluminio o de un material compuesto, como un plástico reforzado con carbono. En algunas realizaciones particulares, la lámina de trabajo está hecha de una poliamida, tal como poliparafenileno de tereftalamida o un material compuesto, tal como plástico reforzado con carbono o plástico reforzado vidrio. Estos materiales proporcionan un buen compromiso entre el peso y las propiedades mecánicas. In some particular embodiments, the profile is made of aluminum or of a composite material, such as a carbon-reinforced plastic. In some particular embodiments, the work sheet is made of a polyamide, such as polyparaphenylene terephthalamide or a composite material, such as carbon-reinforced plastic or glass-reinforced plastic. These materials provide a good compromise between weight and mechanical properties.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Para completar la descripción y proporcionar una mejor comprensión de la invención, se provee un conjunto de figuras. Estas figuras forman una parte integral de la descripción e ilustran una realización de la invención, la cual no debe ser interpretada como restrictiva del alcance de la invención, sino solo como un ejemplo de cómo la invención puede ser llevada a cabo. Los dibujos comprenden las siguientes figuras: To complete the description and provide a better understanding of the invention, a set of figures is provided. These figures form an integral part of the description and illustrate an embodiment of the invention, which should not be construed as restricting the scope of the invention, but only as an example of how the invention can be carried out. The drawings comprise the following figures:
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una realización particular de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo con la invención. Figure 1 shows a perspective view of a particular embodiment of an energy conversion device according to the invention.
La Figura 2 muestra un dibujo esquemático de los elementos comprendidos en la base de una realización particular de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo con la invención. Figure 2 shows a schematic drawing of the elements comprised in the base of a particular embodiment of an energy conversion device according to the invention.
Referencias usadas en las figuras: References used in the figures:
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Los ejemplos de realización se describen con suficiente detalle para permitir que aquellos con un conocimiento ordinario de la técnica puedan realizar e implementar los sistemas y procesos que se describen aquí. Es importante entender que las implementaciones pueden realizarse de muchas formas alternativas y no se deben interpretar como limitadas a los ejemplos que se establecen aquí. The exemplary embodiments are described in sufficient detail to enable those of ordinary skill in the art to make and implement the systems and processes described herein. It is important to understand that implementations may be embodied in many alternative forms and should not be construed as limited to the examples set forth herein.
De acuerdo con esto, aunque una realización se puede modificar en diversas maneras y tomar varias formas alternativas, unas realizaciones específicas se muestran en las figuras y se describen en detalle como ejemplos. No hay intención de limitarse a las formas particulares descritas. Por el contrario, todas las modificaciones, equivalencias, y alternativas que caen dentro del alcance de las reclamaciones que se adjuntan deben ser incluidas. Elementos de los ejemplos de realización son consistentemente denominadas por la misma referencia numérica en todos los dibujos y en la descripción detallada, en su caso. Accordingly, although an embodiment may be modified in various ways and take various alternative forms, specific embodiments are shown in the drawings and described in detail as examples. There is no intent to be limited to the particular forms described. To the contrary, all modifications, equivalencies, and alternatives that fall within the scope of the appended claims are to be included. Elements of the exemplary embodiments are consistently denoted by the same reference numerals throughout the drawings and in the detailed description, where applicable.
La Figura 1 muestra un dispositivo de acuerdo con la invención. Se pretende que este dispositivo esté sumergido en un viento y que convierta la energía de este viento en energía eléctrica. Figure 1 shows a device according to the invention. It is intended that this device be immersed in a wind and that it convert the energy of this wind into electrical energy.
El dispositivo comprende un perfil 1 que está unido al astil 4, de tal manera que el astil se extiende en una dirección perpendicular al plano definido por la cuerda 11 y la envergadura 12 del perfil 1. The device comprises a profile 1 which is attached to the shaft 4 such that the shaft extends in a direction perpendicular to the plane defined by the chord 11 and the span 12 of the profile 1.
El astil 4 se introduce en la parte fija 3 de la base 10. La parte fija 3 y el astil 4 comprenden elementos de conversión de energía que cooperan conjuntamente para convertir el movimiento vertical del astil en energía eléctrica. The shaft 4 is inserted into the fixed part 3 of the base 10. The fixed part 3 and the shaft 4 comprise energy conversion elements which cooperate together to convert the vertical movement of the shaft into electrical energy.
La descripción detallada de la operación de cada uno de estos elementos se describirá en la Figura 2. The detailed description of the operation of each of these elements will be described in Figure 2.
El perfil 1 comprende una cuerda 11, una envergadura 12, un borde de ataque 13, un borde de salida 14 y una superficie inferior 15. La envergadura 12 es veinte veces la cuerda 11, de manera que se puede suponer un modelo de ala bidimensional. La forma del perfil 1 es constante a lo largo de la envergadura. The profile 1 comprises a chord 11, a span 12, a leading edge 13, a trailing edge 14 and a lower surface 15. The span 12 is twenty times the chord 11, so that a two-dimensional wing model can be assumed. The shape of the profile 1 is constant along the span.
Una lámina de trabajo 2 se une al borde de salida 14 del perfil 1 por una conexión de momento, que es una unión que no permite la rotación entre el borde de salida 14 y la lámina de trabajo. Esta lámina de trabajo tiene una anchura 21 medida en la dirección de la envergadura 12 y una longitud 22 medida en la dirección de la cuerda 11. En este caso, la longitud 22 es igual a la anchura 21 y la longitud 22 es veinte veces la cuerda del perfil 1. A working blade 2 is connected to the trailing edge 14 of the profile 1 by a moment connection, which is a connection that does not allow rotation between the trailing edge 14 and the working blade. This working blade has a width 21 measured in the span direction 12 and a length 22 measured in the chord direction 11. In this case, the length 22 is equal to the width 21 and the length 22 is twenty times the chord of the profile 1.
El astil 4 se une a la superficie inferior 15 del perfil y comprende un eje 4a orientado según la dirección perpendicular a la cuerda y perpendicular a la envergadura. En este caso, la dirección del eje 4a es vertical. The shaft 4 is attached to the lower surface 15 of the profile and comprises an axis 4a oriented in a direction perpendicular to the chord and perpendicular to the span. In this case, the direction of the axis 4a is vertical.
El viento impacta sobre el conjunto que comprende el perfil 1 y la lámina de trabajo 2. La gravedad curva ligeramente la lámina de trabajo hacia abajo, creando una curvatura. Dependiendo de la velocidad del viento, la fuerza aerodinámica debida a esta curvatura creará una fuerza de sustentación, fuerza que a su vez causará que la curvatura cambie. Como el astil 1 está sostenido por un elemento amortiguador y elástico (no mostrado en la figura) comprendido en la base 10, se genera una inestabilidad aeroelástica en el sistema. Esta inestabilidad aeroelástica es usada por los elementos de conversión de energía situados en la parte fija y en el astil para transformar el movimiento vertical del astil en energía eléctrica. The wind impacts on the assembly comprising the profile 1 and the working sheet 2. Gravity slightly bends the working sheet downwards, creating a curvature. Depending on the wind speed, the aerodynamic force due to this curvature will create a lift force, which in turn will cause the curvature to change. As the shaft 1 is supported by a shock-absorbing and elastic element (not shown in the figure) comprised in the base 10, an aeroelastic instability is generated in the system. This aeroelastic instability is used by the energy conversion elements located in the fixed part and in the shaft to transform the vertical movement of the shaft into electrical energy.
El sistema tiene un mejor funcionamiento cuando orientado hacia el viento. La dirección del viento puede ser distinta de la orientación del perfil en dos direcciones diferentes. Una es la dirección de cabeceo. Para resolver esto, la unión entre la superficie inferior del perfil y el astil permite la rotación alrededor de un eje paralelo a la envergadura. La segunda es la dirección de guiñada. Para resolver esto, el eje comprende una placa direccional 7, que es una placa comprendida en un plano que cruza el eje del astil y se extiende a lo largo de la dirección de la cuerda, y el astil puede girar con respecto a la parte fija alrededor del eje del astil. The system performs best when oriented into the wind. The wind direction can be different from the orientation of the airfoil in two different directions. One is the pitch direction. To solve this, the joint between the lower surface of the airfoil and the spar allows rotation around an axis parallel to the span. The second is the yaw direction. To solve this, the spar comprises a directional plate 7, which is a plate comprised in a plane crossing the axis of the spar and extending along the chord direction, and the spar can rotate relative to the fixed part around the axis of the spar.
El perfil es un perfil NACA, el cual es sabido que proporciona una fuerza de resistencia baja. Además, para evitar efectos de resistencia adicionales no deseables, la anchura de la lámina de trabajo es igual a la envergadura del perfil. The profile is a NACA profile, which is known to provide low resistance force. Furthermore, to avoid undesirable additional resistance effects, the width of the work sheet is equal to the span of the profile.
El perfil es de plástico reforzado con carbono, que es ligero y ampliamente utilizado en aeronáutica. La lámina de trabajo es de poliparafenileno de tereftalamida, que proporciona un compromiso excepcional entre el peso y las propiedades mecánicas. Este material permite que la lámina de trabajo sea extremadamente fina, (por debajo de 5 mm). La longitud de la lámina de trabajo es la misma que la anchura de la lámina de trabajo. The profile is made of carbon-reinforced plastic, which is light and widely used in aeronautics. The work sheet is made of polyparaphenylene terephthalamide, which provides an exceptional compromise between weight and mechanical properties. This material allows the work sheet to be extremely thin, (below 5 mm). The length of the work sheet is the same as the width of the work sheet.
La Figura 2 muestra un dibujo esquemático de los elementos que constituyen la base. Figure 2 shows a schematic drawing of the elements that make up the base.
El astil 4 está configurado para moverse con respecto a la parte fija 3 de la base con un movimiento oscilatorio controlado por el elemento amortiguador y elástico 6, el cual está también situado en la base 10. Este elemento amortiguador y elástico 6 comprende un elemento muelle con una rigidez variable y un amortiguador con un valor variable de la amortiguación. El valor de la rigidez y el valor de la amortiguación son controlados por una unidad de control 5, de acuerdo con un método que será descrito abajo. The shaft 4 is configured to move relative to the fixed part 3 of the base with an oscillating movement controlled by the damping and elastic element 6, which is also located in the base 10. This damping and elastic element 6 comprises a spring element with a variable stiffness and a shock absorber with a variable value of the damping. The value of the stiffness and the value of the damping are controlled by a control unit 5, according to a method that will be described below.
El astil 4 también coopera con la parte fija 3 para generar energía eléctrica del movimiento oscilatorio. Un sistema de conversión de energía con elementos 8 y 9, como, por ejemplo, bobinas e imanes, son instalados en el astil y en la parte fija para aprovechar este movimiento oscilatorio y generar energía eléctrica del mismo. The shaft 4 also cooperates with the fixed part 3 to generate electric energy from the oscillating motion. An energy conversion system with elements 8 and 9, such as coils and magnets, are installed on the shaft and the fixed part to take advantage of this oscillating motion and generate electric energy from it.
La unidad de control mencionada arriba recibe datos de la velocidad del viento y la densidad del aire. Esta unidad de control también tiene datos relativos a la relación entre el espesor y la longitud de la lámina de trabajo y también de su módulo elástico. De acuerdo con los datos adquiridos (densidad del aire) y de datos almacenados (relativos a las propiedades y tamaño de la lámina de trabajo), una velocidad mínima del viento puede ser calculada como The above mentioned control unit receives data on wind speed and air density. This control unit also has data concerning the ratio of thickness to length of the work sheet and also its elastic modulus. According to the acquired data (air density) and stored data (concerning the properties and size of the work sheet), a minimum wind speed can be calculated as
donde E es el módulo elástico de la lámina de trabajo, £/c es la relación entre el espesor y la longitud de la lámina de trabajo y p es la densidad del aire. Se debe notar que para valores estándar (E = 76 GPa para Kevlar, p = 1.2 kg/m3, £/c = 0.5E-3), esta velocidad mínima es alrededor de 3 m/s. Esto significa que el sistema empezará a operar cuando esté sumergido en un viento con velocidades iguales o mayores de 3 m/s. where E is the elastic modulus of the working sheet, £/c is the ratio of the thickness to the length of the working sheet and p is the air density. It should be noted that for standard values (E = 76 GPa for Kevlar, p = 1.2 kg/m3, £/c = 0.5E-3), this minimum speed is around 3 m/s. This means that the system will start operating when immersed in a wind with speeds equal to or greater than 3 m/s.
Si la velocidad del aire medida por el sensor es mayor que esta velocidad mínima, la unidad de control entiende que el sistema empieza a funcionar. If the air speed measured by the sensor is greater than this minimum speed, the control unit understands that the system starts to operate.
Entonces, el sistema calcula la frecuencia a la cual el sistema funciona. Esta frecuencia depende exclusivamente de características de la lámina de trabajo: The system then calculates the frequency at which the system operates. This frequency depends exclusively on the characteristics of the work sheet:
Dada la velocidad real del viento y la frecuencia de la oscilación, la unidad de control varía los valores de la rigidez y amortiguación del elemento amortiguador y elástico para ajustar la oscilación a esta frecuencia. La correlación de los valores óptimos de la rigidez y de la amortiguación del elemento amortiguador y elástico como función de la velocidad del viento y de la frecuencia está precargada en la unidad de control, de manera que el ajuste puede ser realizado rápidamente. Given the actual wind speed and the oscillation frequency, the control unit varies the values of the stiffness and damping of the spring-damping element to adjust the oscillation to this frequency. The correlation of the optimum values of the stiffness and damping of the spring-damping element as a function of the wind speed and frequency is preloaded into the control unit, so that the adjustment can be made quickly.
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Legal Events
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