PT1546551E

PT1546551E - Pá de rotor para turbina eólica

Info

Publication number: PT1546551E
Application number: PT37981644T
Authority: PT
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Wobben Properties Gmbh
Priority date: 2002-09-21
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2014-03-25
Also published as: WO2004029449A1; SI1546551T1; CY1115015T1; BR0314291B1; US20050201865A1; DE10244022B4; KR100669036B1; EP1546551A1; DE10244022A1; CN1682032A; EP1546551B1; AR041325A1; ES2460341T3; KR20050057340A; DK1546551T3; PL219028B1; AU2003266392B2; PL374216A1; CN100390407C; JP4208835B2

Description

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DESCRIÇÃO "PÁ DE ROTOR PARA TURBINA EÓLICA" A invenção refere-se a uma pá de rotor para turbina eólica.

As pás de rotor deste tipo são já variavelmente conhecidas, z, B, a partir de EP 0 947 693 bem como de GB1, 106, 531. Existe um manifesto esforço para conceber as pás de rotor para turbinas de energia eólica de tal modo que as mesmas tenham um nivel mínimo de emissão sonora quando em funcionamento e além disso possuam uma baixa resistência ao fluxo de ar, provocando pelo menos um mínimo de perda de energia eólica causada pelas pás do rotor.

As abordagens periódicas cuja finalidade é reduzir a emissão de ruído, bem como para reduzir o valor de CW (coeficiente de resistência aerodinâmica) consistem numa alteração do design exterior da pá de rotor, de modo a poder melhorá-la. 0 objetivo da presente invenção é o de fornecer medidas quer ao nível do valor de CW quer ao nível da emissão sonora das pás de rotor da turbina eólica o qual pode ainda ser melhorado. A invenção é realizada através de uma pá de rotor de turbina eólica com as caraterísticas conforme a reivindicação 1. Desenvolvimentos vantajosos adicionais são descritos nas reivindicações dependentes

Na presente invenção está previsto que, pelo menos no lado de sucção da pá de rotor seja formado um campo elétrico. Este campo elétrico é um campo eletrostático com uma tensão de por exemplo cerca de -4 kV aplicada na parte superior da pá de rotor. O campo elétrico deverá ter da área do nariz da pá de rotor até ao bordo traseiro de preferência pelo menos 30% da pá do rotor na área da ponta da pá do rotor, ou seja, que a parte correspondente à raiz 2 da pá do rotor se situe o mais distante possível.

Para a formação do campo elétrico é formada no lado de sucção da pá de rotor, uma estrutura condutora do tipo rede. A estrutura condutora do tipo rede pode ser constituída por uma matriz de condutores (tais como o cobre), com uma pluralidade de condutores em forma de malha mútuamente e transversalmente adjacentes e o espaçamento paralelo entre si deverá ter um intervalo de cerca de 1 a 10 mm, de preferência de cerca de 4 mm ou menor.

Foi possível verificar que a aplicação de um campo elétrico com um valor entre -2 a -10 kV, de preferência a partir de cerca de -4 kV, aumenta o desempenho da pá de rotor com um fator de cerca de 10 a 15%, de preferência 12%. Simultaneamente o nível de potência sonora da pá de rotor de acordo com a invenção é reduzido em cerca de 1 dB ou menos.

Para a manter o campo elétrico no lado de sucção tem que ser fornecido um desempenho com cerca de 15 kW por pá de rotor, com um comprimento de cerca de 20 m por cerca de 5 kW por pá de rotor e com um comprimento de pá de rotor de cerca de 32 m por cerca de 15 kW por pá de rotor.

Os diagramas seguintes Dl, D2 e D3 evidenciam o comportamento do valor CW dependendo da tensão do campo elétrico e do comportamento do coeficiente de potência (Cp - coeficiente de alimentação) em função da tensão de campo elétrico. É possível reconhecer que o coeficiente de potência Cp para níveis de potência de cerca de -4 kV e -3,9 kV atinge um máximo e cai de novo com valores de tensão superiores a -3,9 e inferiores a -4 KV.

Poderá por exemplo ser aplicado um campo elétrico com o mesmo sentido ou com tensão oposta no lado da pressão da pá. A aplicação do campo elétrico à pá de rotor pode ser realizada por meio de uma ligação galvânica entre a pá do 3 rotor e uma tensão ou dispositivo de fornecimento de carga no interior da turbina eólica. De preferência, são proporcionados meios para isolar a referida ligação galvânica, em que os meios podem assumir a forma de interrutor que possibilitam o isolamento da pá de rotor, da raiz da pá de rotor ou do cubo ou do interior da turbina eólica. É igualmente possível instalar mais do que um interrutor na ligação galvânica. 0 isolamento galvânico entre a tensão (carga) fornecida e a pá de rotor é de preferência interrompido quando uma tempestade se aproxima. Aqui é igualmente possível que a interrupção seja realizada automaticamente quando uma tempestade é detetada. Tal facto pode ser medido por exemplo através de fortes flutuações no desempenho, uma vez que fortes flutuações de energia da turbina de energia eólica ou grandes flutuações das rajadas de vento são regularmente um sinal de que precedem uma tempestade. É igualmente possível determinar através da medição da corrente elétrica contida numa rajada de vento que uma tempestade se aproxima. Normalmente aumenta (diminui) esta tensão com a aproximação de uma tempestade podendo portanto ser tomada como indicação relativamente segura de uma tempestade. 0 desligamento do campo situado através do isolamento galvânico entre a pá do rotor e o fornecimento de energia destina-se a proteger a turbina eólica inteira, particularmente as pás do rotor. É evidentemente possível através de outros meios já conhecidos, destinados a detetar temporais, poder controlar a interrupção da alimentação automáticamente. 4

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 0947693 A [0002] • GB 1106531 A [0002]

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Pá de rotor para turbina eólica composta por um lado de pressão e um lado de sucção, caraterizada por ter uma estrutura condutora do tipo rede no lado de sucção da pá do rotor formando uma matriz, à qual por meio de alimentação de corrente continua é aplicada a tensão CC desejada, e em que no lado de sucção da pá do rotor é formado um abrangente campo eletrostático substancialmente consistente.

2. Pá de rotor de acordo com a reivindicação 1, caraterizada por o campo elétrico ser formado na região entre o nariz da pá do rotor e o bordo traseiro da pá de rotor no lado de sucção da pá de rotor

3. Pá de rotor de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caraterizada por o espaçamento entre condutores adjacentes na matriz do tipo rede condutora do lado de sucção da pá do rotor se situar entre 2 a 10 mm, preferencialmente 4 mm ou menor.

4. Pá de rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores, caraterizada por a tensão aplicada ao tipo rede condutor se situar entre cerca de -2 a -10 kV, de preferência com cerca de -4 kV ou menor.

5. Sistema de energia eólica com pelo menos uma pá de rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores.