ES2964330T3

ES2964330T3 - Conjunto de pala de rotor de turbina eólica para reducir el ruido

Info

Publication number: ES2964330T3
Application number: ES19778719T
Authority: ES
Inventors: Christian Carroll; Murray Fisher; Benoit Philippe Petitjean; Andreas Herrig; Drew Adam Wetzel; Jonathon Paul Baker
Original assignee: LM Wind Power AS
Current assignee: LM Wind Power AS
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2024-04-05
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: MX2021002874A; EP3853470A1; WO2020060833A1; CN112689710A; PL3853470T3; US20200088161A1; DK3853470T3; EP3853470B1; MA53646A

Abstract

Un conjunto de pala de rotor de una turbina eólica (10) incluye una pala de rotor (16) que tiene un cuerpo aerodinámico (22) con una región interior (24) y una región exterior (26). Las regiones interior y exterior (24, 26) definen un lado de presión (28), un lado de succión (30), un borde de ataque (32) y un borde de salida (34). La región interior (24) incluye una raíz de pala (36), mientras que la región exterior (26) incluye una punta de pala (38). La pala del rotor (16) también define una cuerda (42) y un tramo (44). Además, la región interior (24) incluye una región de transición (25) de la pala del rotor (16) que incluye una cuerda máxima (48). Además, una pendiente de cuerda (50) de la pala de rotor (16) en la región de transición (25) varía de aproximadamente -0,10 a aproximadamente 0,10 de la cuerda máxima (48) en aproximadamente el 15% de la envergadura de la pala de rotor (16).). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de pala de rotor de turbina eólica para reducir el ruido

Campo

[0001]La presente divulgación se refiere, en general, a palas de rotor de turbina eólica, y más en particular a palas de rotor que tienen un diseño de poca masa, pocas cargas y poco ruido.

Antecedentes

[0002]La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles en la actualidad, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una multiplicadora, una góndola y una o más palas de rotor. Las palas de rotor capturan energía cinética del viento usando principios de perfil alar conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una multiplicadora o, si no se usa una multiplicadora, directamente al generador. Más específicamente, las palas de rotor tienen un perfil en sección transversal de un perfil alar de modo que, durante la operación, el aire fluye sobre la pala produciendo una diferencia de presión entre los lados. En consecuencia, una fuerza de sustentación, que se dirige desde un lado de presión hacia un lado de succión, actúa sobre la pala de rotor. La fuerza de sustentación genera un par de torsión en el eje principal, que está engranado al generador para producir electricidad. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede distribuir en una red de suministro.

[0003]La fuerza de sustentación se genera cuando el flujo desde el borde de ataque al borde de salida crea una diferencia de presión entre las superficies superior e inferior de la pala de rotor. Idealmente, el flujo está fijado a las superficies superior e inferior desde el borde de ataque hasta el borde de salida. Sin embargo, cuando el ángulo de ataque del flujo excede un determinado ángulo crítico, el flujo no alcanza el borde de salida, sino que abandona la superficie en una línea de separación de flujo. Más allá de esta línea, la dirección de flujo, en general, se invierte, es decir, fluye desde el borde de salida hacia atrás hasta la línea de separación. Una sección de pala extrae mucha menos energía del flujo cuando se separa. Además, la separación de flujo puede dar lugar a un incremento del ruido de pala. La separación de flujo depende de una serie de factores, tales como las características del flujo de aire entrante (por ejemplo, número de Reynolds, velocidad del viento, turbulencia atmosférica en el flujo entrante), características de la pala (por ejemplo, secciones de perfil alar, cuerda y grosor de pala, distribución de torsión, etc.) y características operativas (tales como ángulo depitch,velocidad de rotor, etc.).

[0004]En algunas turbinas eólicas, se ha observado una elevación del ruido a altas velocidades del viento (a menudo denominado ruido a alta velocidad del viento (HWSN)). El HWSN se produce por un engrosamiento de la capa límite de lado de presión y, en última instancia, por una separación de flujo en la punta de pala de rotor. Dichos fenómenos se producen si los ángulos de ataque de punta y/o los números de Reynolds de punta son demasiado bajos. Además, las palas de rotor convencionales y articulaciones de las mismas tienen determinadas complejidades y/o cargas asociadas con las mismas.

[0005]Como tal, la industria busca continuamente palas de rotor mejoradas que tengan cargas reducidas, rendimiento mejorado y/o eficacia estructural incrementada.

[0006]Alguna técnica anterior se divulga en los documentos US 2012/219423 A1, EP 1152148 A1, US 2012/020803 A1 y US 2015/064017 A1.

Breve descripción

[0007]Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción.

[0008]En un aspecto, la presente divulgación está dirigida a un conjunto de pala de rotor de una turbina eólica. El conjunto de pala de rotor incluye una pala de rotor que tiene un cuerpo aerodinámico con una región hacia el interior y una región hacia el exterior. Las regiones hacia el interior y hacia el exterior definen un lado de presión, un lado de succión, un borde de ataque y un borde de salida. La región hacia el interior incluye una raíz de pala, mientras que la región hacia el exterior incluye una punta de pala. La pala de rotor también define una cuerda y una envergadura. Además, la región hacia el interior incluye una región de transición de la pala de rotor que incluye una cuerda máxima. Además, una pendiente de cuerda de la pala de rotor en la región de transición varía de -0,06 a 0,06 de la cuerda máxima sobre aproximadamente un 15 % de la envergadura de la pala de rotor.

[0009]En otro modo de realización, la región de transición puede variar de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura de la pala de rotor. De acuerdo con la invención, la región hacia el interior varía de un 0 % de envergadura a un 40 % de envergadura desde la raíz de pala del rotor en una dirección a lo largo de la envergadura y la región hacia el exterior varía de un 40 % de envergadura a un 100 % de envergadura desde la raíz de pala de la pala de rotor.

[0010]En modos de realización adicionales, en la región de la región hacia el interior que no es la región de transición, la pendiente de cuerda puede variar de -0,15 a 0,20, más preferentemente de aproximadamente -0,05 a aproximadamente 0,15, y más preferentemente de aproximadamente -0,01 a aproximadamente 0,14, y en cualquier caso, en la región hacia el interior, la pendiente de cuerda no es igual a cero. En todavía otro modo de realización, un cambio en la pendiente de cuerda es de al menos 0,00002 en la región hacia el interior.

[0011]En varios modos de realización, la pala de rotor también puede incluir una región de raíz de pala hacia el interior de la cuerda máxima dentro de la región hacia el interior. En dichos modos de realización, un punto de inflexión de positivo a negativo o viceversa de una segunda derivada de la pendiente de cuerda en la región de raíz de pala se puede localizar a menos de un 15 % de envergadura, tal como menos de aproximadamente un 11 % de envergadura.

[0012]En determinados modos de realización, la pendiente de cuerda en la región hacia el exterior en un punto de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa puede ser de menos de -0,05, tal como de menos de aproximadamente -0,03. En otros modos de realización, la pendiente de cuerda puede ser de menos de -0,1 entre un 30 % de envergadura a un 85 % de envergadura desde la raíz de pala.

[0013]En modos de realización adicionales, una localización de un punto de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa de la pendiente de cuerda puede estar dentro de un 80 % de envergadura, tal como dentro de un 78 %. En otro modo de realización, una localización de un radio de curvatura de cuerda pico puede estar dentro de un 80 % de envergadura, tal como dentro de un 78 %.

[0014]En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica para mitigar el ruido durante condiciones de alta velocidad del viento como se define en la reivindicación 10. Se debe entender que el procedimiento puede incluir cualquiera de las características y/o etapas adicionales descritos en el presente documento.

[0015]Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

Breve descripción de los dibujos

[0016]En la memoria descriptiva se expone una divulgación completa y habilitante de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 2 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 3 ilustra un gráfico de un modo de realización de la pendiente de cuerda en la región de transición dentro de la región hacia el interior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con las pendientes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 4 ilustra un gráfico de un modo de realización del cambio en la pendiente de cuerda en la región de transición de la región hacia el interior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con los cambios en las pendientes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 5 ilustra un gráfico de un modo de realización de la longitud de cuerda real 70 (en milímetros) en la región de transición de la región hacia el interior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con las longitudes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 6 ilustra un gráfico de un modo de realización del radio de curvatura (RdC) en la región de transición de la región hacia el interior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con los radios de curvatura en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 7 ilustra un gráfico de un modo de realización de la pendiente de cuerda en la región hacia el exterior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con las pendientes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 8 ilustra un gráfico de un modo de realización del cambio en la pendiente de cuerda en la región hacia el exterior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con los cambios en las pendientes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 9 ilustra un gráfico de un modo de realización de la longitud de cuerda real (en milímetros) en la región hacia el exterior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con las longitudes de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales;

la FIG. 10 ilustra un gráfico de un modo de realización del radio de curvatura (RdC) en la región hacia el exterior de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación en comparación con los radios de curvatura en la misma región para palas de rotor convencionales; y

la FIG. 11 ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica para mitigar el ruido durante condiciones de alta velocidad del viento de acuerdo con la presente divulgación.

Descripción detallada

[0017]Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, ilustrándose uno o más de sus ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0018]En general, la presente divulgación es un conjunto de pala de rotor para una turbina eólica que está optimizado para la pendiente de cuerda, tasa de cambio de la pendiente de cuerda y radio de curvatura de cuerda para cargas reducidas y un rendimiento mejorado. La optimización de la pendiente de cuerda (por ejemplo, entre un 30 y un 90 % de envergadura), en particular, de una pala articulada, reduce la complejidad de las articulaciones mientras mantiene el rendimiento aerodinámico. En un modo de realización, la pala de rotor de la presente divulgación también puede tener una cuerda en la punta más grande para garantizar mayores números de Reynolds. A mayores números de Reynolds, la capa límite es menos susceptible a engrosarse y, en última instancia, a separarse. Además, la pala de rotor de la presente divulgación puede tener una contratorsión de punta (“tip back twist”) reducida, lo que da lugar a mayores ángulos de ataque de punta (es decir, menos negativos). Además, la pala de rotor de la presente divulgación puede incluir perfiles alares de bajo alabeo (“camber”) (por ejemplo, los perfiles alares de menor alabeo corresponden a perfiles alares que tienen una simetría incrementada entre las superficies de lado de presión y de succión) con lados de presión relativamente planos, dando lugar, de este modo, a un retraso en la transición y separación en bajos ángulos de ataque (es decir, negativos). En consecuencia, dichas características de la pala de rotor de la presente divulgación garantizan que se mitigue el ruido a alta velocidad del viento. Además, la pala de rotor de la presente divulgación puede tener una cuerda en la punta más grande en comparación con palas de rotor convencionales para reducir los ángulos de ataque eficaces al descargar la punta debido a un ángulo de distribución de ataque inducido más favorable. La proporción entre grosor y cuerda de la pala de rotor también se puede desplazar hacia el exterior en comparación con palas de rotor convencionales para incrementar la eficacia estructural.

[0019]En referencia ahora a los dibujos, la FIG. 1 ilustra una turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 10 incluye una torre 12 con una góndola 14 montada en la misma. La turbina eólica 10 también incluye un buje de rotor 18 que tiene un elemento rotatorio 20 con una pluralidad de palas de rotor 16 montadas en el mismo, que, a su vez, se conecta a una brida principal que hace girar un eje de rotor principal (no mostrado). Además, los componentes de control y generación de potencia de turbina eólica típicamente están alojados dentro de la góndola 14. La vista de la FIG. 1 se proporciona solo con propósitos ilustrativos para situar la presente invención en un campo de uso ejemplar. Se debe apreciar que la invención no se limita a ningún tipo particular de configuración de turbina eólica.

[0020]En referencia ahora a la FIG. 2, se ilustra una vista en perspectiva de una de las palas de rotor 16 de la turbina eólica 10 de la FIG. 1 de acuerdo con la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, la pala de rotor 16 incluye una o más características configuradas para reducir el ruido asociado con condiciones de alta velocidad del viento. Como se muestra, la pala de rotor 16 incluye un cuerpo aerodinámico 22 que tiene una región hacia el interior 24 y una región hacia el exterior 26. Además, las regiones hacia el interior y hacia el exterior 24, 26 definen un lado de presión 28 y un lado de succión 30 que se extiende entre un borde de ataque 32 y un borde de salida 34. Además, la región hacia el interior 24 incluye una raíz de pala 36, mientras que la región hacia el exterior 26 incluye una punta de pala 38.

[0021]Además, como se muestra, la pala de rotor 16 define un eje depitch40 con respecto al buje de rotor 18 (FIG. 1) que típicamente se extiende perpendicularmente al buje de rotor 18 y a la raíz de pala 36 a través del centro de la raíz de pala 36. Un ángulo depitcho unpitchde pala de la pala de rotor 16, es decir, un ángulo que determina una perspectiva de la pala de rotor 16 con respecto al flujo de aire que pasa por la turbina eólica 10, se puede definir por la rotación de la pala de rotor 16 alrededor del eje depitch40. Además, la pala de rotor 16 define adicionalmente una cuerda 42 y una envergadura 44. Más específicamente, como se muestra en la FIG.

2, la cuerda 42 puede variar a lo largo de la envergadura 44 de la pala de rotor 16. Por tanto, se puede definir una cuerda local para la pala de rotor 16 en cualquier punto de la pala 16 a lo largo de la envergadura 44.

[0022]La región hacia el interior 24 varía de un 0 % de envergadura a un 40 % de la envergadura 44 de la pala de rotor 16 desde la raíz de pala 36 en la dirección a lo largo de la envergadura y la región hacia el exterior 26 varía de un 40 % de envergadura a un 100 % de envergadura 44 desde la raíz de pala 36 de la pala de rotor 16. Como se usa en el presente documento, se entiende que los términos de grado (tales como "aproximadamente", "sustancialmente", etc.) incluyen una variación de /- 10 %.

[0023]En referencia todavía a la FIG. 2, la región hacia el interior 24 incluye una región de transición 25 de la pala de rotor 16 que incluye una cuerda máxima 48. Más específicamente, en un modo de realización, la región de transición 25 puede variar de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura de la pala de rotor 16. Además, como se muestra, la pala de rotor 16 también incluye una región de raíz de pala 27 hacia el interior de la cuerda máxima 48 y dentro de la región hacia el interior 24.

[0024]En referencia ahora a las FIGS. 3-6, se ilustran diversos gráficos que ilustran las características de cuerda en la región de transición 25 de la región hacia el interior 24 de múltiples palas de rotor. En cada uno de los gráficos, se ilustran cuatro curvas que representan la pala de rotor 16 de la presente divulgación, no necesariamente la pala de rotor 16 que se encuentra bajo el alcance de las reivindicaciones, así como tres palas de rotor convencionales para su comparación. Más en particular, la FIG. 3 ilustra un gráfico de un modo de realización de la pendiente de cuerda 50 en la región de transición 25 (por ejemplo, de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura) dentro de la región hacia el interior 24 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con las pendientes de cuerda 52, 54, 56 en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 4 ilustra un gráfico de un modo de realización del cambio 60 en la pendiente de cuerda en la región de transición 25 (por ejemplo, de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente 30 % de envergadura) de la región hacia el interior 24 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con los cambios 62, 64, 66 en la pendiente de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 5 ilustra un gráfico de un modo de realización de la longitud de cuerda real 70 (en milímetros) en la región de transición 25 (por ejemplo, de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura) de la región hacia el interior 24 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con las longitudes de cuerda 72, 74, 76 en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 6 ilustra un gráfico de un modo de realización del radio de curvatura (RdC) 80 en la región de transición 25 (por ejemplo, de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura) de la región hacia el interior 24 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con el radio de curvatura 82, 84, 86 en la misma región para palas de rotor convencionales.

[0025]Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, la pendiente de cuerda 50 de la pala de rotor 16 ilustrada en la región de transición 25 puede variar de aproximadamente -0,10 a aproximadamente 0,10 de la cuerda máxima 48 sobre aproximadamente un 15 % de la envergadura de la pala de rotor 16. Más específicamente, como se muestra, las pendientes de cuerda de las palas de rotor ilustradas en las regiones de transición pueden variar de aproximadamente -0,06 a aproximadamente 0,06 de la cuerda máxima sobre aproximadamente un 15 % de la envergadura de la pala de rotor 16. Además, como se muestra en la FIG. 5, la longitud de la cuerda 70 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación cambia de forma menos drástica, por ejemplo, de aproximadamente un 15 % de envergadura a aproximadamente un 30 % de envergadura. Además, como se muestra en la FIG. 4, un punto de inflexión 68 de positivo a negativo o viceversa de una segunda derivada de la pendiente de cuerda 50 (es decir, la tasa de cambio de la pendiente de cuerda 50) en la región de raíz de pala 27 se puede localizar a menos de aproximadamente un 15 % de envergadura. Más específicamente, como se muestra en la FIG. 4, el punto de inflexión 68 de positivo a negativo o viceversa de la segunda derivada de la pendiente de cuerda 50 se puede localizar a aproximadamente un 11 % de envergadura. Como se usa en el presente documento, un punto de inflexión, en general, se refiere a la localización en una curva en la que se produce un cambio en la dirección de la curvatura.

[0026]En modos de realización adicionales, como se muestra en la FIG. 3, en toda la región hacia el interior 24, la pendiente de cuerda 50 puede variar de aproximadamente -0,15 a aproximadamente 0,20, más preferentemente de aproximadamente -0,05 a aproximadamente 0,15, y más preferentemente de aproximadamente -0,01 a aproximadamente 0,14. Además, como se muestra, puede que la pendiente de cuerda 50 no sea igual a cero en cualquier punto en la región hacia el interior 24 de la pala de rotor 16.

[0027]En referencia, en particular, a la FIG. 4, en el modo de realización ilustrado, el cambio 60 en la pendiente de cuerda en la región de transición 25 para la pala de rotor 16 ilustrada es de al menos aproximadamente 0,00002, en la región hacia el interior 24. Por el contrario, el cambio 62, 64, 66 en la pendiente de cuerda para palas de rotor convencionales en la región de transición 25 es siempre de menos de 0,00002.

[0028]En referencia, en particular, a la FIG. 6, en el modo de realización ilustrado, un punto de inflexión 88 en el radio de curvatura 60 de la cuerda hacia el exterior de la cuerda máxima 48 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación está localizado dentro de aproximadamente un 40 % de envergadura. Por el contrario, los puntos de inflexión de los radios de curvatura de la cuerda hacia el exterior de la cuerda máxima para palas de rotor convencionales están localizados fuera de un 40 % de envergadura. Además, como se muestra, un punto de inflexión 85 en el radio de curvatura 60 de la cuerda hacia el interior de la cuerda máxima 48 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación está localizado dentro de aproximadamente un 11 % de envergadura. Por el contrario, los puntos de inflexión de los radios de curvatura de la cuerda hacia el interior de la cuerda máxima para palas de rotor convencionales están localizados fuera de un 40 % de envergadura. Además, como se muestra, el radio de curvatura 60 en la cuerda máxima 40 (que se ilustra a aproximadamente un 20 % de envergadura en la FIG. 6) puede ser mayor de aproximadamente 2 milímetros.

[0029]En referencia ahora a las FIGS. 7-10, se ilustran diversos gráficos que ilustran características de cuerda en la región hacia el exterior 26 de múltiples palas de rotor. En cada uno de los gráficos, se ilustran cuatro curvas que representan la pala de rotor 16 de la presente invención, así como tres palas de rotor convencionales para su comparación. Más en particular, la FIG. 7 ilustra un gráfico de un modo de realización de la pendiente de cuerda 50 en la región hacia el exterior 26 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con las pendientes de cuerda 52, 54, 56 en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 8 ilustra un gráfico de un modo de realización del cambio 60 en la pendiente de cuerda en la región hacia el exterior 26 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con los cambios 62, 64, 66 en la pendiente de cuerda en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 9 ilustra un gráfico de un modo de realización de la longitud de cuerda real 70 (en milímetros) en la región hacia el exterior 26 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con las longitudes de cuerda 72, 74, 76 en la misma región para palas de rotor convencionales. La FIG. 10 ilustra un gráfico de un modo de realización del radio de curvatura (RdC) 80 en la región hacia el exterior 26 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación en comparación con el radio de curvatura 82, 84, 86 en la misma región para palas de rotor convencionales.

[0030]En referencia, en particular, a la FIG. 7, la pendiente de cuerda 50 en la región hacia el exterior 26 (es decir, hacia el exterior de un 60 % de envergadura) en un punto de inflexión 55 de cóncavo a convexo o viceversa puede ser de menos de aproximadamente -0,03. Más específicamente, como se muestra en la FIG. 7, el punto de inflexión 55 de cóncavo a convexo o viceversa puede ser de menos de aproximadamente -0,03. Por el contrario, como se muestra, las pendientes de cuerda 52, 54, 56 en la región hacia el exterior 26 en los puntos de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa para palas de rotor convencionales son mayores de -0,03.

[0031]En otros modos de realización, como se muestra en la FIG. 7, la pendiente de cuerda 50 puede ser de menos de aproximadamente -0,10 entre aproximadamente un 30 % de envergadura a aproximadamente un 85 % de envergadura desde la raíz de pala 36 de la pala de rotor 16. Por el contrario, como se muestra, las pendientes de cuerda 52, 54, 56 en la región hacia el exterior 26 para palas de rotor convencionales son mayores de -0,10.

[0032]En referencia, en particular, a la FIG. 8, un punto de inflexión 65 de cóncavo a convexo o viceversa de la pendiente de cuerda 50 puede estar dentro de aproximadamente un 80 % de envergadura. Más específicamente, como se muestra, el punto de inflexión 65 de cóncavo a convexo o viceversa de la pendiente de cuerda 60 puede estar dentro de aproximadamente un 78 % de la envergadura. Por el contrario, como se muestra, los puntos de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa para las pendientes de cuerda 62, 64, 66 en la región hacia el exterior 26 para palas de rotor convencionales están fuera de un 80 % de envergadura. Además, como se muestra en la FIG. 10, una localización de un radio de curvatura 89 de cuerda pico en la región hacia el exterior 26 de la pala de rotor 16 de la presente divulgación puede estar dentro de aproximadamente un 80 % de envergadura (es decir, hacia el interior de un 80 % de envergadura). Más específicamente, como se muestra, el radio de curvatura 89 de cuerda pico en la región hacia el exterior 26 para la pala de rotor 16 de la presente divulgación puede estar dentro o hacia el interior de aproximadamente un 78 % de envergadura. Por el contrario, como se muestra, los radios de curvatura de cuerda pico en la región hacia el exterior para palas de rotor convencionales tienen un radio de curvatura de cuerda pico hacia el exterior de un 80 % de envergadura.

[0033]En referencia ahora a la FIG. 11, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 100 para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica para mitigar el ruido durante condiciones de alta velocidad del viento. En general, el procedimiento 100 se describirá en el presente documento con referencia a la turbina eólica 10 y a la pala de rotor 16 mostradas en las FIGS. 1 y 2. Sin embargo, se debe apreciar que el procedimiento 100 divulgado se puede implementar con turbinas eólicas que tienen cualquier otra configuración adecuada. Además, aunque la FIG. 11 representa las etapas realizadas en un orden particular con propósitos de ilustración y análisis, los procedimientos analizados en el presente documento no están limitados a ningún orden o disposición particular.

[0034]Como se muestra en (102), el procedimiento 100 incluye formar la pala de rotor 16 con un cuerpo aerodinámico 22 que tiene la región hacia el interior 24 y la región hacia el exterior 26. Además, como se menciona, las regiones hacia el interior y hacia el exterior 24, 26 definen un lado de presión 28, un lado de succión 30, un borde de ataque 32 y un borde de salida 34. Además, la región hacia el interior 24 incluye la raíz de pala 36 y la región de transición 25 incluye la cuerda máxima 48, mientras que la región hacia el exterior 26 incluye la punta de pala 38. Como se muestra en (104), el procedimiento 100 también incluye formar una pendiente de cuerda en la región de transición 25 que varía de -0,06 a 0,06 de la cuerda máxima sobre un 15 % de una envergadura de la pala de rotor 16.

[0035]Esta descripción por escrito usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para posibilitar que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier procedimiento incorporado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de pala de rotor de una turbina eólica (10), comprendiendo el conjunto de pala de rotor:

una pala de rotor (16) que comprende un cuerpo aerodinámico (22) que tiene una región hacia el interior (24) y una región hacia el exterior (26), definiendo las regiones hacia el interior y hacia el exterior (24, 26) un lado de presión (28), un lado de succión (30), un borde de ataque (32) y un borde de salida (34), comprendiendo la región hacia el interior (24) una raíz de pala (36), comprendiendo la región hacia el exterior (26) una punta de pala (38), definiendo la pala de rotor (16) una cuerda (42) y una envergadura (44);

en el que la región hacia el interior (24) comprende de un 0 % de envergadura (44) a un 40 % de envergadura (44) desde la raíz de pala (36) de la pala de rotor (16) en una dirección a lo largo de la envergadura y la región hacia el exterior (26) comprende de un 40 % de envergadura (44) a un 100 % de envergadura (44) desde la raíz de pala (36) de la pala de rotor (16),

comprendiendo la región hacia el interior (24) una región de transición (25) de la pala de rotor (16) que comprende una cuerda máxima (48),

caracterizado por queuna pendiente de cuerda (50) de la pala de rotor (16) en la región de transición (25) varía de -0,06 a 0,06 de la cuerda máxima (48) sobre un 15 % de la envergadura (44) de la pala de rotor (16),

en el que, en la región hacia el interior (24), la pendiente de cuerda (50) no es igual a cero.

2. El conjunto de pala de rotor de la reivindicación 1, en el que la región de transición (25) comprende de aproximadamente un 15 % de envergadura (44) a un 30 % de envergadura (44) de la pala de rotor (16).

3. El conjunto de pala de rotor de la reivindicación 1, en el que, en la región de la región hacia el interior (24) que no es la región de transición (25), la pendiente de cuerda (50) varía de -0,15 a 0,20 y no es igual a cero.

4. El conjunto de pala de rotor de la reivindicación 1, en el que un cambio en la pendiente de cuerda (50) es de al menos 0,00002 en la región hacia el interior (24).

5. El conjunto de pala de rotor de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una región de raíz de pala (36) hacia el interior de la cuerda máxima (48) dentro de la región hacia el interior (24), en el que un punto de inflexión de positivo a negativo o viceversa de una segunda derivada de la pendiente de cuerda (50) en la región de raíz de pala (36) se localiza a menos de un 15 % de la envergadura (44).

6. El conjunto de pala de rotor de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pendiente de cuerda (50) en la región hacia el exterior (26) en un punto de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa es de menos de -0,05.

7. El conjunto de pala de rotor de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pendiente de cuerda (50) es de menos de -0,1 entre un 30 % de envergadura (44) a un 85 % de envergadura (44) desde la raíz de pala (36).

8. El conjunto de pala de rotor de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una localización de un punto de inflexión de cóncavo a convexo o viceversa de la pendiente de cuerda (50) está dentro de un 80 % de envergadura (44).

9. El conjunto de pala de rotor de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una localización de un radio de curvatura de cuerda (42) pico está dentro de un 80 % de la envergadura (44).

10. Un procedimiento para fabricar una pala de rotor (16) de una turbina eólica (10) para mitigar el ruido durante condiciones de alta velocidad del viento, comprendiendo el procedimiento:

formar la pala de rotor (16) con un cuerpo aerodinámico (22) que tiene una región hacia el interior (24) y una región hacia el exterior (26), definiendo la región hacia el hacia el interior y hacia el exterior (26) un lado de presión (28), un lado de succión (30), un borde de ataque (32) y un borde de salida (34), teniendo la región hacia el interior (24) una raíz de pala (36) y una región de transición (25) que incluye una cuerda máxima (48), teniendo la región hacia el exterior (26) una punta de pala (38), en el que la pala de rotor (16) define una cuerda (42) y una envergadura (44), en el que la región hacia el interior (24) comprende de un 0 % de envergadura (44) a un 40 % de envergadura (44) desde la raíz de pala (36) de la pala de rotor (16) en una dirección a lo largo de la envergadura y la región hacia el exterior (26) comprende de un 40 % de envergadura (44) a un 100 % de envergadura (44) desde laraízde pala (36) de la pala de rotor (16); y,

formar una pendiente de cuerda (50) en la región de transición (25) que varía de -0,06 a 0,06 de la cuerda máxima (48) sobre un 15 % de la envergadura (44) de la pala de rotor (16), en el que, en la región hacia el interior (24), la pendiente de cuerda (50) no es igual a cero.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la región de transición (25) comprende de un 15 % de envergadura (44) a un 30 % de envergadura (44) de la pala de rotor (16).

12. El procedimiento de las reivindicaciones 10 u 11, en el que, en la región de la región hacia el interior (24) que no es la región de transición (25), la pendiente de cuerda (50) varía de -0,15 a 0,20 y no es igual a cero.