DE102011054711A1

DE102011054711A1 - Erweiterungsvorrichtung für einen Rotorflügel einer Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102011054711A1
Application number: DE102011054711A
Authority: DE
Inventors: Gerald Addison Curtin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-09-06
Also published as: US20110142636A1; CN102454538A; DK201170581A

Abstract

Es wird eine Verlängerungsbaugruppe (102, 202) für ein Rotorblatt (22) einer Windkraftanlage (10) offengelegt. Die Verlängerungsbaugruppe (102, 202) kann im Wesentlichen ein Abstandselement (104, 204) mit einem ersten Ende (110), das für eine Befestigung an einem Blattfuß (28) des Rotorblattes (22) ausgestaltet ist, und mit einem zweiten Ende (112), das für eine Befestigung an einer Nabe (20) der Windkraftanlage (10) ausgestaltet ist, enthalten. Zusätzlich kann die Verlängerungsbaugruppe (102, 202) einen Flügel (108, 208) aufweisen, der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert und einen auf dem Abstandselement (104, 204) ausgestalteten Basisabschnitt (118, 218) und einen sich von dem Abstandselement (104, 204) im Wesentlichen in Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt (124, 224) enthält. Der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) kann im Wesentlichen für eine an wenigstens eine von einer Saugseite (52) und einer Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet sein.

Description

Gebiet der Erfindung
Der vorliegende Erfindungsgegenstand betrifft allgemein Rotorblätter für eine Windkraftanlage und insbesondere eine Rotorblattbaugruppe mit einer Verlängerungsbaugruppe zum Steigern der Energieabgabe einer Windkraftanlage.
Hintergrund der Erfindung
Windkraft wird als eine der saubersten, umweltfreundlichsten der derzeit zur Verfügung stehenden Energiequellen betrachtet, und Windkraftanlagen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit gefunden. Eine moderne Windkraftanlage enthält typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter gewinnen kinetische Energie des Windes unter Anwendung bekannter Flügelprinzipien und übertragen die kinetische Energie über Rotationsenergie, um eine Welle zu drehen, die die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe verwendet wird, direkt mit dem Generator verbindet. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die an ein Stromversorgungsnetz geliefert werden kann.
Um sicherzustellen, dass Windenergie eine brauchbare Energiequelle bleibt, wurden Anstrengungen unternommen, die Energieabgabe durch Modifizieren der Größe und Kapazität von Windkraftanlagen zu steigern. Beispielsweise ist es allgemein bekannt, dass die Energieabgabe einer Windkraftanlage durch Vergrößern der Länge und/oder des aerodynamischen Wirkungsgrades der Rotorblätter verbessert werden kann. Um jedoch die Länge und/oder den Wirkungsgrad der Rotorblätter einer bestehenden Windkraftanlage zu vergrößern, ist es typischerweise erforderlich, die vorhandenen Rotorblätter durch neue Blätter zu ersetzen. Im Allgemeinen bringt die vollständige Ersetzung der Rotorblätter einer Windkraftanlage eine erhebliche Anlagenausfallzeit mit sich und ist auch aufgrund der hohen Kosten für Herstellung, Transport und Einbau der neuen Blätter sehr teuer.
Demzufolge besteht ein Bedarf nach einer Verlängerungsbaugruppe, die an einem Rotorblatt einer vorhandenen Windkraftanlage angebracht werden kann, um so eine größere Länge und einen verbesserten aerodynamischen Wirkungsgrad des Rotorblatts zu erbringen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachstehenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.
In einem Aspekt legt der vorliegende Erfindungsgegenstand eine Verlängerungsbaugruppe für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage offen. Die Verlängerungsbaugruppe kann im Wesentlichen ein Abstandselement mit einem ersten Ende, das für die Befestigung an einem Blattfuß des Rotorblattes ausgestaltet ist, und ein zweites Ende, das für eine Befestigung an einer Nabe der Windkraftanlage ausgestaltet ist, enthalten. zusätzlich kann die Verlängerungsbaugruppe einen Flügel enthalten, der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert und einen auf dem Abstandselement ausgestalteten Basisabschnitt und einen sich von dem Abstandselement im Wesentlichen in der Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt enthält. Der Außenabschnitt des Flügels kann im Wesentlichen für eine Anordnung neben wenigstens einer von einer Saugseite und einer Druckseite des Rotorblattes ausgestaltet sein.
In einem weiteren Aspekt legt der vorliegende Erfindungsgegenstand eine Rotorblattbaugruppe für eine Windkraftanlage offen. Die Rotorblattbaugruppe kann im Wesentlichen ein Rotorblatt mit einem Blattfuß und einer dem Blattfuß gegenüberliegend angeordneten Blattspitze enthalten. Das Rotorblatt kann auch eine Saugseite und eine Druckseite enthalten, die sich zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante erstrecken. Zusätzlich kann die Rotorblattbaugruppe auch eine mit dem Rotorblatt verbundene Verlängerungsbaugruppe enthalten. Die Verlängerungsbaugruppe kann im Wesentlichen eine wie vorstehend diskutierte und nachstehend näher beschriebene Ausgestaltung haben.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche in dieser Patentschrift enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die an den Fachmann gerichtet ist, wird nachstehend in der Patentschrift unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage mit herkömmlichem Aufbau veranschaulicht;
2 eine Saugseitenansicht eines Rotorblattes mit herkömmlichem Aufbau veranschaulicht;
3 eine Saugseitenansicht einer Ausführungsform einer Rotorblattbaugruppe veranschaulicht, die eine Verlängerungsbaugruppe gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes enthält;
4 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform der in 3 veranschaulichten Rotorblattbaugruppe darstellt, und insbesondere eine Querschnittsansicht eines Abstandselementes und eines Flügels der Verlängerungsbaugruppe veranschaulicht;
5 eine weitere Querschnittsansicht der Ausführungsform der in 3 veranschaulichten Rotorblattbaugruppe darstellt, und insbesondere eine Querschnittsansicht der Positionierung eines Teils eines Flügels der Verlängerungsbaugruppe in Bezug auf das Rotorblatt der Rotorblattbaugruppe veranschaulicht;
6 eine Saugseitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Rotorblattbaugruppe veranschaulicht, die eine Verlängerungsbaugruppe gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes enthält;
7 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform der in 6 veranschaulichten Rotorblattbaugruppe darstellt, und insbesondere eine Querschnittsansicht eines Abstandselementes und eines Flügels der Verlängerungsbaugruppe veranschaulicht; und
8 eine weitere Querschnittsansicht der Ausführungsform der in 6 veranschaulichten Rotorblattbaugruppe darstellt, und insbesondere eine Querschnittsansicht der Positionierung eines Teils eines Flügels der Verlängerungsbaugruppe in Bezug auf das Rotorblatt der Rotorblattbaugruppe veranschaulicht;
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird nun detailliert Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
Im Wesentlichen ist der vorliegende Erfindungsgegenstand auf eine Verlängerungsbaugruppe zur Verbesserung der Energieabgabe einer Windkraftanlage gerichtet. Insbesondere wird eine Verlängerungsbaugruppe offengelegt, die an einem Rotorblatt befestigt werden kann, um eine Rotorblattbaugruppe mit vergrößerter Länge und verbessertem aerodynamischem Wirkungsgrad bereitzustellen. Beispielsweise kann die Verlängerungsbaugruppe eine Abstandselementkomponente enthalten, die dafür ausgestaltet ist, die effektive Länge des Rotorblattes, an welchem die Verlängerungsbaugruppe befestigt wird, zu verlängern. Zusätzlich kann die Verlängerungsbaugruppe eine Flügelkomponente enthalten, die für die Steigerung des aerodynamischen Wirkungsgrades des Rotorblattes ausgestaltet ist, indem die Windaufnahmefähigkeit des Blattes verbessert wird. Somit kann die Verlängerungsbaugruppe in verschiedenen Ausführungsformen zur Befestigung an einem Rotorblatt einer bestehenden Windkraftanlage ausgestaltet sein, um somit die Gesamtleistung der Windkraftanlage zu verbessern. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass die Verlängerungsbaugruppe des vorliegenden Erfindungsgegenstandes im Allgemeinen für eine Befestigung an jeder Art von Rotorblatt unabhängig davon ob das Rotorblatt neu ist oder bereits vorhanden ist, ausgestaltet sein kann.
In den Zeichnungen stellt 1 eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage 10 herkömmlichen Aufbaus dar. Gemäß Darstellung ist die Windkraftanlage 10 eine Horizontalachsen-Windkraftanlage. Es dürfte jedoch ersichtlich sein, dass die Windkraftanlage 10 auch eine Vertikalachsen-Windkraftanlage sein kann. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Windkraftanlage 10 einen Turm 12, der sich von einer tragenden Fläche 14 aus erstreckt, eine Gondel 16, die auf dem Turm 12 befestigt ist und einen Rotor 18, der mit der Gondel 16 verbunden ist. Der Rotor 18 enthält eine drehbare Nabe 20 und wenigstens ein Rotorblatt 22, das mit der Nabe 20 verbunden ist und sich daraus erstreckt. Gemäß Darstellung enthält der Rotor 18 drei Rotorblätter 22. Jedoch kann der Rotor 18 in einer alternativen Ausführungsform mehr oder weniger als drei Rotorblätter 22 enthalten. Zusätzlich ist in der dargestellten Ausführungsform der Turm 12 aus Rohrstahl aufgebaut, um einen (nicht dargestellten) Hohlraum zwischen der tragenden Fläche 14 und der Gondel 16 auszubilden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Turm 12 jede geeignete Art von Turm mit jeder geeigneten Höhe sein.
Die Rotorblätter 22 können im Wesentlichen jede geeignete Länge haben, die eine Funktion der Windkraftanlage 10 wie hierin beschrieben ermöglichen. Zusätzlich können die Rotorblätter 22 in Abstand um die Nabe 20 zum Ermöglichen der Drehung des Rotors 18 angeordnet sein, um die Umwandlung kinetischer Energie aus dem Wind in nutzbare mechanische Energie und anschließend in elektrische Energie zu ermöglichen. Insbesondere kann die Nabe 20 drehbar mit einem (nicht dargestellten) elektrischen Generator verbunden sein, der in der Gondel 16 angeordnet ist, um die Erzeugung elektrischer Energie zu ermöglichen. Ferner können die Rotorblätter 22 mit der Nabe an mehreren Lastübertragungsbereichen 26 verbunden sein. Somit werden alle in die Rotorblätter eingeleiteten Belastungen über die Lastübertragungsbereiche 26 auf die Nabe 20 übertragen.
Wie in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt, kann die Windkraftanlage ein in der Gondel 16 zentralisiertes Anlagensteuerungssystem oder eine Anlagensteuerung 36 enthalten. Es dürfte jedoch ersichtlich sein, dass die Steuerung 36 an jeder Stelle auf oder in der Windkraftanlage 10, an jeder Stelle auf der tragenden Fläche 14 oder im Allgemeinen an jedem anderen Ort angeordnet sein kann. Die Steuerung 36 kann in Wesentlichen dafür ausgestaltet sein, die verschiedenen Betriebsmodi der Windkraftanlage 10 (zum Beispiel Anfahr- oder Abschaltsequenzen) zu steuern. Zusätzlich kann die Steuerung 36 auch zur Steuerung der Blattanstellung oder des Anstellwinkels jedes der Rotorblätter 22 (d. h., eines Winkels, der eine Perspektive der Rotorblätter 22 in Bezug auf die Richtung 28 des Windes festlegt) zur Steuerung der von der Windkraftanlage 10 erzeugten Belastung und Energie durch Anpassen einer Winkelposition von wenigstens einem Rotorblatt 22 in Bezug auf den Wind ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Steuerung 26 den Anstellwinkel der Rotorblätter 22 entweder einzeln oder gleichzeitig steuern, indem geeignete Steuersignale an einen Anstellantrieb oder an ein Anstellanpassungssystem 32 übertragen werden, die für die Drehung der Blätter 22 entlang ihrer Längsachsen 34 ausgestaltet sind.
In 2 ist eine Saugseitenansicht einer Ausführungsform eines Rotorblattes 22 mit herkömmlichem Aufbau veranschaulicht. Das Rotorblatt 22 enthält im Wesentlichen einen Blattfuß 38 und eine dem Blattfuß 38 gegenüberliegende angeordnete Blattspitze 40. Der Blattfuß 38 kann im Wesentlichen eine zylindrische Form haben und kann als ein relativ dicker und starrer Abschnitt des Rotorblattes 22 ausgestaltet sein, um so den Biegemomenten und anderen auf dem Blatt 22 während des Betriebs der Windkraftanlage 10 erzeugten Kräften zu widerstehen. Wie vorstehend dargestellt, kann der Blattfuß 38 für eine Montage oder anderweitige Anbringung an der Nabe 20 der Windkraftanlage 10 ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Blattfuß 38 in einer Ausführungsform einen sich nach außen erstreckenden Blattflansch 42 enthalten, der für eine Ausrichtung zu und eine Befestigung an einer entsprechenden Befestigungskomponente 44 der Nabe (zum Beispiel an einem Anstelllager oder an irgendeiner anderen geeigneten Lastübertragungskomponente) ausgestaltet ist. Insbesondere kann der Blattflansch 42 im Wesentlichen mehrere Schraubenlöcher 46 mit einem Schraubenlochmuster definieren, das dem Muster von in der Befestigungskomponente 44 definierten Schraubenlöchern 48 entspricht. Somit kann das Rotorblatt 22 starr an der Nabe 20 unter Verwendung mehrerer Schrauben 50 oder beliebiger anderer geeigneter Befestigungsmechanismen und/oder anderen Vorrichtungen befestigt werden. Es dürfte jedoch für den Fachmann ersichtlich sein, dass das Rotorblatt 22 im Wesentlichen an der Nabe 22 der Windkraftanlage 10 unter Verwendung geeigneter Einrichtungen befestigt werden kann, und somit das Blatt 22 an der Nabe 22 nicht unter Verwendung der hierin beschrieben und dargestellten genauen Ausgestaltung und/oder Komponenten befestigt werden muss.
Das Rotorblatt 22 kann auch eine Saugseite 52 und eine Druckseite 54 (5) enthalten, die sich zwischen einer Vorderkante 56 und einer Hinterkante 58 erstrecken. Ferner kann das Rotorblatt 22 auch eine Spannweite 60 haben, die die gesamte Länge zwischen dem Blattfuß 40 und der Blattspitze 38 definiert, und eine Sehnenbreite 62, die die Gesamtlänge zwischen der Vorderkante 56 und der Hinterkante 58 definiert. Wie allgemein bekannt, kann die Sehnenbreite 62 in ihrer Länge in Bezug auf die Spannweite 60 im Verlauf der Erstreckung des Rotorblattes 22 von dem Blattfuß 38 zu der Blattspitze 40 variieren.
Das Rotorblatt 22 kann im Wesentlichen auch jede(s) geeignete aerodynamische Profil oder Form definieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Rotorblatt 22 einen flügelprofilförmigen Querschnitt definieren. Beispielsweise kann das Rotorblatt 22 als ein asymmetrisches Profil oder ein gewölbtes Profil ausgestaltet sein. Zusätzlich kann des Rotorblatt 22 auch speziell aeroelastisch angepasst sein. Die spezielle aeroelastische Anpassung des Rotorblattes 22 kann die Biegung des Rotorblattes 22 im Wesentlichen in der Sehnenrichtung und/oder im Wesentlichen in der Spannweitenrichtung beinhalten. Die Sehnenrichtung entspricht im Wesentlichen einer Richtung parallel zu der Sehne 62 des Rotorblattes 22. Die Spannweitenrichtung entspricht im Wesentlichen einer Richtung parallel zu der Spannweite 60 des Rotorblattes 22. Die spezielle aeroelastische Anpassung kann ferner die Verdrehung des Rotorblattes 22, wie zum Beispiel eine Verdrehung des Blattes 22 im Wesentlichen in Sehnenrichtung und/oder in Spannweitenrichtung beinhalten.
In den 3 bis 5 ist eine Ausführungsform einer Rotorblattbaugruppe 100 mit einer Verlängerungsbaugruppe 102 zur Verbesserung der Energieabgabe einer Windkraftanlage veranschaulicht. Insbesondere veranschaulicht 3 eine Saugseitenansicht einer Ausführungsform der Rotorblattbaugruppe 100 einschließlich einer an einem Rotorblatt 22 angebrachten Verlängerungsbaugruppe 102. Zusätzlich veranschaulichen die 4 und 5 Querschnittsansichten der Ausführungsformen des Rotorblattes 22 und der in 3 dargestellten Verlängerungsbaugruppe 102. Es dürfte ersichtlich sein, dass das Rotorblatt 22 der Rotorblattbaugruppe 100 im Wesentlichen wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ausgestaltet sein kann.
Im Wesentlichen kann die Verlängerungsbaugruppe 102 der Rotorblattbaugruppe 100 für eine Verbesserung der Energieabgabe einer Windkraftanlage 10 ausgestaltet sein. Beispielsweise kann in einem Aspekt die Verlängerungsbaugruppe 102 so ausgestaltet sein, dass sie sich über die gesamte Länge der Rotorblattbaugruppe 100 im Vergleich zu der ursprünglichen Spannweite 60 der Rotorblätter 22 ausdehnt oder erstreckt. Somit kann die Verlängerungsbaugruppe 102 ein Abstandselement 104 enthalten, das für eine Befestigung zwischen dem Blattfuß 38 des Rotorblattes 22 und der Nabe 20 der Windkraftanlage 10 ausgestaltet ist. Somit kann die effektive Länge des Rotorblattes um die Höhe 106 des Abstandselementes 104 vergrößert werden, um dadurch die Fähigkeit der Rotorblattbaugruppe 100 kinetische Energie aus dem Wind in nutzbare mechanische Energie umzuwandeln, zu steigern. Zusätzlich kann in einem weiteren Aspekt die Verlängerungsbaugruppe 102 zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Rotorblattes 22 ausgestaltet sein und kann somit einen Flügel 108 enthalten, der sich von dem Abstandselement 104 aus erstreckt, was eine zusätzliche Blattfläche für die Erfassung des angrenzend an die Windkraftanlage 10 strömenden Windes bereitstellt. Somit kann der Gesamtwirkungsgrad der Rotorblattbaugruppe 100 verbessert werden, um dadurch die Fähigkeit der Rotorblattbaugruppe 100 zu steigern, dem Wind effektiv Energie zu entziehen.
Insbesondere kann gemäß 3, wie vorstehend angegeben, das Abstandselement 104 der Verlängerungsbaugruppe 102 im Wesentlichen zur Vergrößerung der effektiven Länge des Rotorblattes 22 der Rotorblattbaugruppe 100 ausgestaltet sein. Somit kann in einer Ausführungsform das Abstandselement 104 im Wesentlichen für eine Befestigung an dem Rotorblatt 22 an einem Ende und an der Nabe 20 an dem anderen Ende unter Verwendung desselben oder eines(r) ähnlichen Befestigungsmechanismus und/oder Einrichtung ausgestaltet sein, wie die, die zum Befestigen des Blattfußes 38 an der Nabe 20 verwendet wird. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 3 das Abstandselement 104 einen ersten Flansch 110 aufweisen, der für eine Befestigung an dem Blattflansch 42 des Rotorblattes 22 ausgestaltet ist, und einen zweiten Flansch 112, der zur Befestigung an der Befestigungskomponente 44 der Nabe 20 ausgestaltet ist. Insbesondere können der erste Flansch und der zweite Flansch 110, 112 jeweils mehrere Schraubenlöcher 114 definieren, die in einem Muster angeordnet sind, das den Schraubenlochmustern der Schraubenlöcher 46, 48 entspricht, die in dem Blattflansch 42 beziehungsweise der Befestigungskomponente 44 definiert sind. Somit kann das Abstandselement 104 für eine starre Befestigung zwischen dem Rotorblatt 22 und der Nabe 20 unter Verwendung mehrerer Schrauben 50 (2) oder irgendeines(r) anderen geeigneten Befestigungsmechanismus und/oder Vorrichtung ausgestaltet sein. Es dürfte erkennbar sein, dass in Ausführungsformen, in welchen das Rotorblatt 22 des vorliegenden Erfindungsgegenstandes an der Nabe 20 unter Verwendung einer anderen Befestigungsausgestaltung und/oder anderen Befestigungseinrichtung befestigt ist, das Abstandselement 104 im Wesentlichen Merkmale enthalten kann, die derartigen unterschiedlichen Befestigungsausgestaltungen/Einrichtungen entsprechen, um die Befestigung des Abstandselementes 104 zwischen dem Rotorblatt 22 und der Nabe 20 zu ermöglichen. Es dürfte auch ersichtlich sein, dass, da der Abstandshalter 104 der Verlängerungsbaugruppe 102 zwischen dem Rotorblatt 22 und der Nabe befestigt ist, die Ausrichtung des Abstandselementes 104 für eine Einstellung durch das Anstellwinkeleinstellsystem 32 (1) ausgestaltet sein kann, wenn der Anstellwinkel des Rotorblattes (22) eingestellt wird.
Im Wesentlichen kann das Abstandselement 104 eine geeignete Länge 106 zwischen dem Rotorblatt 22 und der Nabe 20 definieren, um so eine Vergrößerung der effektiven Länge der Rotorblattbaugruppe 100 bereitzustellen. Beispielsweise kann in einer speziellen Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes die Länge 106 des Abstandselementes 104 von 0% der Spannweite 60 des Rotorblattes 22 bis etwa 20% der Spannweite 60 des Rotorblattes 22 wie zum Beispiel von etwa 0% bis etwa 15% der Spannweite 60 oder von etwa 5% bis etwa 10% der Spannweite 60 und andere weitere Zwischenbereiche dazwischen reichen. Jedoch kann in alternativen Ausführungsformen die Länge 106 des Abstandshalters 105 größer als etwa 20% der Spannweite 60 des Rotorblattes 22 sein.
Zusätzlich dürfte ersichtlich sein, dass, um als eine Verlängerung des Rotorblattes 22 zu dienen, das Abstandselement in einer Ausführungsform im Wesentlichen einen Abstandselementkörper 116 mit einer im Wesentlichen ähnlichen Form und/oder Ausgestaltung wie der Blattfuß 38 des Rotorblattes 22 enthalten kann. Beispielsweise kann der Abstandselementkörper 116 im Wesentlichen ein zylindrisch geformtes Segment des Abstandselementes 104 definieren, das sich zwischen den ersten und den zweiten Flanschen 110, 112 erstreckt. Zusätzlich kann der Abstandselementkörper 116 ähnlich wie der Blattfuß 38 als ein relativ dickes und starres Element ausgestaltet sein, um somit den Biegemomenten und anderen während des Betriebs der Windkraftanlage 10 erzeugten Kräften widerstehen zu können.
Ferner kann gemäß den 3 bis 5 der Flügel 108 der Verlängerungsbaugruppe 102 im Wesentlichen zur Erweiterung oder Vergrößerung der effektiven Blattfläche der Rotorblattbaugruppe 100 dienen. Somit kann der Flügel im Wesentlichen jedes geeignet geformte Element aufweisen, welches sich von dem Abstandselement 104 nach außen erstreckt und für eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Rotorblattbaugruppe 100 ausgestaltet ist, indem dessen Winderfassungsfähigkeit gesteigert wird. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der Flügel 108 im Wesentlichen so ausgestaltet sein, dass er ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert, indem er zum Beispiel als ein symmetrisches Flügelprofil oder ein gewölbtes Flügelprofil ausgestaltet ist. Zusätzlich können einer oder mehrere Abschnitte des Flügels 108 aeroelastisch so speziell angepasst sein, dass sie den aerodynamischen Wirkungsgrad der Rotorblattbaugruppe 100 weiter erhöhen, wie zum Beispiel durch Biegen und/oder Verdrehen eines Abschnittes oder von Abschnitten des Flügels 108 im Wesentlichen in Sehnenrichtung und/oder in Spannweitenrichtung.
Insbesondere kann gemäß den 3 und 4 in einer Ausführungsform der Flügel 108 der Verlängerungsbaugruppe 102 im Wesentlichen ein auf dem Abstandselement 104 ausgestalteten Basisabschnitt 118 aufweisen. Insbesondere kann der Basisabschnitt 118 des Flügels 108 im Wesentlichen den Abschnitt des Flügels 108 aufweisen, der sich aus dem Abstandselement 104 in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Spannweitenrichtung (zum Beispiel in Sehnenrichtung) erstreckt. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen der Basisabschnitt 118 des Flügels 108 im Wesentlichen in das Abstandselement 104 integriert ausgestaltet sein. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 4 der Basisabschnitt 118 als eine integrierte Verlängerung des Abstandselementes 104 ausgebildet sein und sich davon nach außen erstrecken. Somit können der Basisabschnitt 118 und das Abstandselement 104 der Verlängerungsbaugruppe 102 im Wesentlichen einen aerodynamischen, flügelprofilförmigen Querschnitt mit einer Vorderkante 120, die durch einen Teil des Abstandselementes 104 definiert ist und einer Hinterkante 122, die durch das Basisteil 118 definiert ist, definieren. Demzufolge kann die kinetische Energie der über die Verlängerungsbaugruppe 102 in dem im Wesentlichen an das Abstandselement 104 angrenzenden Bereich strömende Luft effektiv durch die Verlängerungsbaugruppe 102 zur Umwandlung in mechanische Energie erfasst werden.
Es dürfte ersichtlich sein, dass, obwohl der Basisabschnitt 119 des Flügels als in einem Stück mit dem Abstandselementkörper 116 des Abstandselementes 104 ausgebildet dargestellt ist, der Basisabschnitt 118 im Wesentlichen in einem Stück mit jeder anderen Komponente und/oder Einrichtung des Abstandselementes 104 ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann der Basisabschnitt 118 in einer alternativen Ausführungsform in einem Stück mit den ersten und zweiten Flanschen 110, 112 ausgebildet sein und sich davon nach außen erstrecken. Zusätzlich dürfte ersichtlich sein, dass in verschiedenen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes der Basisabschnitt 118 des Flügels 108 nicht in einem Stück mit dem Abstandselement 104 ausgebildet sein muss. Beispielsweise kann, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wird, der Flügel 108 als eine getrennte Komponente hergestellt werden, welche für eine getrennte Befestigung an dem Abstandselement 104 ausgestaltet sein kann, um die offengelegte Verlängerungsbaugruppe 102 auszubilden.
Insbesondere kann der Flügel 108 gemäß den 3 und 5 der Verlängerungsbaugruppe 102 auch einen Außenabschnitt 124 enthalten, der dafür ausgestaltet ist, sich angrenzend an das Rotorblatt 22 zu erstrecken. Im Wesentlichen kann der Außenabschnitt 124 ein Blatt oder Flügelprofilsegment 126 mit einem im Wesentlichen aerodynamischen Profil aufweisen. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 5 das Flügelprofilsegment 126 eine Vorderkante 128 und eine Hinterkante 130 aufweisen. Zusätzlich kann der Außenabschnitt 124 dafür ausgestaltet sein, sich von dem Abstandselement 104 im Wesentlichen in Spannweitenrichtung so zu erstrecken, dass das Flügelprofilsegment 126 auf der Saugseite 52 und/oder der Druckseite 54 des Rotorblattes 22 angeordnet ist. Somit kann der Außenabschnitt 124 des Flügels 108 im Wesentlichen als ein Hilfs- oder Sekundär-Flügel des Rotorblattes 22 dienen, um somit einen Mehrelemente-Flügeleffekt entlang der Saugseite 52 und/oder der Druckseite 54 des Blattes 22 zu erzeugen.
Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 5 das Flügelprofilsegment 126 des Außenabschnittes 124 im Wesentlichen angrenzend an die Druckseite 54 des Rotorblattes und im Wesentlichen angrenzend an die Hinterkante 58 angeordnet sein. Es dürfte jedoch ersichtlich sein, dass das Flügelprofilsegment 126 im Wesentlichen für eine Anordnung an jeder geeigneten Stelle entlang des Außenumfangs des Rotorblattes 22 ausgestaltet sein kann. Beispielsweise kann das Flügelprofilsegment 126 an jeder geeigneten Stelle in Sehnenrichtung entlang der Druckseite 54 oder Saugseite 52 des Rotorblattes 22 angeordnet sein. Alternativ kann das Flügelprofilsegment 126 dafür ausgestaltet sein, dass es im Wesentlichen zu der Vorderkante 56 oder der Hinterkante 58 des Rotorblattes 22 ausgerichtet ist.
Es dürfte ersichtlich sein, dass der Außenabschnitt 124 des Flügels 108 im Wesentlichen jede geeignete Länge 132 in der Spannweitenrichtung definieren kann. Beispielsweise kann, wie es in 3 dargestellt ist, der Außenabschnitt 128 eine Länge 132 in der Spannweitenrichtung definieren, welche größer als der zwischen dem Blattfuß 38 und der Stelle 134 der maximalen Sehnenlänge des Rotorblattes 22 definierte Abstand ist. Alternativ kann der Außenabschnitt 124 eine Länge in der Spannweitenrichtung definieren, welche kleiner oder gleich als der zwischen dem Blattfuß 38 und der Stelle 134 der maximalen Sehnenlänge definierte Abstand ist. Beispielsweise kann der Außenabschnitt 124 in einer Ausführungsform des Flügels 108 für eine Anordnung entlang des Rotorblattes 22 in dem Umfang ausgestaltet sein, dass eine Spitze 136 des Außenabschnittes 124 an einer Stelle zwischen einer Stelle 134 der maximalen Sehnenlänge und dem Punkt 138 angeordnet ist, an welchem das Blatt 22 beginnt von dem zylindrischen Blattfuß 38 in einen im Wesentlichen aerodynamischen Querschnitt überzugehen.
Zusätzlich kann gemäß Darstellung in 5 das Flügelprofilsegment 126 des Außenabschnittes 124 im Wesentlichen in Bezug auf das Rotorblatt 22 so angeordnet sein, dass ein Spalt 140 zwischen dem Flügelprofilsegment 126 und dem Rotorblatt 22 definiert wird. Somit kann ein Teil der über das Rotorblatt 22 strömenden Luft zwischen dem Flügel 108 und dem Rotorblatt 22 hindurchgeführt werden, um dadurch eine Strömungsablösung der Luft von dem Rotorblatt 22 zu verringern und auch den durch das Rotorblatt 22 erzeugten Auftrieb zu erhöhen. Es dürfte erkennbar sein, dass der zwischen dem Außenabschnitt und dem Rotorblatt definierte Spalt 140 im Wesentlichen jede geeignete Länge 142 haben kann, der das hierin beschriebene Flügelprofilsegment 126 ermöglicht.
In den 6 bis 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Rotorblattbaugruppe 200 mit einer Verlängerungsbaugruppe 202 zur Verbesserung der Energieabgabe einer Windkraftanlage dargestellt. Insbesondere stellt 6 eine Saugseitenansicht der Ausführungsform der Rotorblattbaugruppe 200 mit einer an einem Rotorblatt 22 befestigten Verlängerungsbaugruppe 202 dar. Zusätzlich stellen die 7 und 8 Querschnittsansichten der Ausführungsformen des Rotorblattes 22 und der in 3 dargestellten Verlängerungsbaugruppe 202 dar.
Im Wesentlichen kann die veranschaulichte Rotorblattbaugruppe 200 ähnlich wie die vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschriebene Rotorblattbaugruppe 100 ausgestaltet sein. Somit kann die Rotorblattbaugruppe 200 eine Verlängerungsbaugruppe 202 mit einem Abstandselement 204 enthalten, das für die Steigerung der effektiven Länge des Rotorblattes 22 der Rotorblattbaugruppe 200 ausgestaltet ist. Somit kann das Abstandselement 204 für eine Befestigung zwischen dem Blattfuß 38 des Rotorblattes 22 und der Nabe 20 der Windkraftanlage 10 so ausgestaltet sein, dass es als eine Verlängerung des Rotorblattes 22 dient. Die Verlängerungsbaugruppe 202 kann auch einen Flügel 208 enthalten, der für die Verbesserung des gesamten aerodynamischen Wirkungsgrades der Rotorblattbaugruppe 202 ausgestaltet ist. Somit kann der Flügel 208 einen aerodynamisch geformten Basisabschnitt 218 mit einer Vorderkante 220 und einer Hinterkante 222 und die sich von dem Abstandselement 204 in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Spannweitenrichtung (zum Beispiel in der Sehnenrichtung) erstrecken, enthalten. Zusätzlich kann der Flügel 208 einen Außenabschnitt 204 enthalten, der dafür ausgestaltet ist, sich von dem Abstandselement 208 im Wesentlichen in Spannweitenrichtung so weg zu erstrecken, dass der Außenabschnitt 224 auf der Saugseite 52 und/oder der Druckseite 54 des Rotorblattes 22 angeordnet ist.
Jedoch kann in der in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsform der Flügel 208 der Verlängerungsbaugruppe 202 im Wesentlichen als eine von dem Abstandselement 204 getrennte Komponente ausgebildet sein und kann somit für eine Befestigung und/oder Verbindung mit dem Abstandselement 204 ausgestaltet sein. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 7 der Basisabschnitt 218 des Flügels 208 für eine starre Verbindung mit dem Abstandselement unter Verwendung mehrerer Stützelemente 250 ausgestaltet sein, die sich zwischen dem Abstandselement 204 und einer Innenoberfläche 252 des Basisabschnittes 218 erstrecken. Es dürfte jedoch ersichtlich sein, dass der Flügel 208 im Wesentlichen für eine Verbindung oder anderweitige Befestigung an dem Abstandselement 204 unter Verwendung irgendwelcher geeigneter Einrichtungen wie zum Beispiel durch Verwendung mechanischer Befestigungselemente (zum Beispiel Schrauben, Bolzen, Klammern, Haken und dergleichen), Klebern, Band und/oder irgendwelcher beliebiger anderer Befestigungsmechanismen und/oder Einrichtungen ausgestaltet sein kann.
Es dürfte auch ersichtlich sein, das in einer alternativen Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes der Flügel 208 der Verlängerungsbaugruppe 202 für eine drehbare Befestigung an dem Abstandselement 204 so ausgestaltet sein kann, dass die Ausrichtung und/oder Position des Flügels 208 in Bezug auf das Abstandselement 204 und/oder das Rotorblatt 22 unabhängig von irgendwelchen Anstellwinkeleinstellungen eingestellt werden kann, welche unter Verwendung des Anstellwinkeleinstellsystems 32 (1) der Windkraftanlage 10 ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Basisabschnitt 218 des Flügels 208 drehbar an dem Abstandselement 204 unter Verwendung eines oder mehrerer Lager, Hülsen oder irgendeiner anderen geeigneten Drehbefestigungsmechanismus und/oder Einrichtung befestigt sein. Zusätzlich kann ein (nicht dargestellter) getrennter Anstellwinkelsteuermechanismus in der Verlängerungsbaugruppe 202 angeordnet sein, um so unabhängig die Position und/oder Ausrichtung des Flügels 208 in Bezug auf das Abstandselement 204 und/oder das Rotorblatt 22 zu steuern.
zusätzlich kann insbesondere gemäß den 6 und 8 der Außenabschnitt 224 des Flügels 208 im Wesentlichen die Flügelprofilsegmente 226, 227 aufnehmen, die im Wesentlichen aerodynamische Profile definieren. Beispielsweise kann der Außenabschnitt 224 ein erstes Flügelprofilsegment 226 und ein zweites Flügelprofilsegment 227 aufweisen, wobei jedes Flügelprofilsegment 226, 227 entsprechende Vorder- und Hinterkanten 228, 230 enthält. Somit können die Flügelprofilsegmente 226, 227 im Wesentlichen als Hilfs- oder Sekundärflügelprofile für das Rotorblatt 22 dienen, indem ein Multi-Element-Flügelprofileffekt entlang der Saugseite und/oder Druckseite des Rotorblattes 22 erzeugt wird. Es dürfte für den Fachmann ersichtlich sein, dass der Außenabschnitt 224 nicht nur erste und zweite Flügelprofilsegmente 226, 227 enthalten muss, sondern im Wesentlichen jede beliebige Anzahl von Flügelprofilsegmenten aufweisen kann, die sich in der Spannweitenrichtung entlang des Rotorblattes 22 erstrecken.
Wie in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt, kann das erste Flügelprofilsegment 226 auf der Druckseite 54 des Rotorblattes 22 im Wesentlichen an die Hinterkante 58 angrenzend angeordnet sein. Zusätzlich kann das zweite Flügelprofilsegment 227 auf der Saugseite 52 des Rotorblattes 22 im Wesentlichen an die Vorderkante 56 angrenzend angeordnet sein. Es dürfte jedoch ersichtlich sein, dass im Wesentlichen der Außenabschnitt 224 des Flügels 208 im Wesentlichen so ausgestaltet sein kann, dass das erste und das zweite Flügelprofilsegment 226, 227 an jeder geeigneten Stelle entlang des Außenumfangs des Rotorblattes 22 angeordnet sind. Beispielsweise können das erste und das zweite Flügelprofilsegment 226, 227 an jeder Stelle in Sehnenrichtung entlang der Druckseite 54 und/oder der Saugseite 52 des Rotorblattes 22 angeordnet sein. Alternativ kann der Außenabschnitt 224 so ausgestaltet sein, dass sowohl das erste als auch das zweite Flügelprofilsegment 226, 227 auf derselben Seite des Rotorblattes 22 angeordnet sind. Zusätzlich kann eines oder beide von dem ersten und dem zweiten Flügelprofilsegment 126, 127 so ausgestaltet sein, dass sie im Wesentlichen zu der Vorderkante 56 und/oder der Hinterkante 58 des Rotorblattes 22 ausgerichtet sind.
Zusätzlich kann das erste Flügelprofilsegment 226 im Wesentlichen eine erste Spannweitenlänge 232 definieren und das zweite Flügelprofilsegment 227 kann im Wesentlichen eine zweite Spannweitenlänge 233 definieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Spannweitenlänge 232 gleich der zweiten Spannweitenlänge 233 sein oder sich davon unterscheiden. Ferner dürfte ersichtlich sein, dass die Spannweitenlänge 232, 233 im Wesentlichen so gewählt werden können, dass sich die Flügelprofilsegmente 226, 227 entlang jedem geeignetem Abstand in der Spannweitenrichtung entlang dem Rotorblatt 22 erstrecken. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform eines oder beide von den Flügelprofilsegmenten 226, 227 eine Spannweitenlänge 232, 233 definieren, welche größer als der zwischen dem Blattfuß 38 und der Stelle 134 der maximalen Sehnenlänge des Rotorblattes 22 definierte Abstand ist. Alternativ kann eines oder beide von den Flügelprofilsegmenten 226, 227 eine Spannweitenlänge 232, 233 definieren, welche kleiner als der zwischen dem Blattfuß 38 und der Stelle 134 der maximalen Sehnenlänge des Rotorblattes 22 definierte Abstand ist.
Zusätzlich können gemäß Darstellung in 8 das erste und das zweite Flügelprofilsegment 226, 227 des Außenabschnittes 224 im Wesentlichen in Bezug auf das Rotorblatt 22 so angeordnet sein, dass ein Spalt 240 zwischen jedem Flügelprofilsegment 226, 227 und dem Rotorblatt 22 definiert wird. Somit kann ein Teil der über das Rotorblatt 22 strömenden Luft zwischen den Flügelprofilelementen 226, 227 und dem Rotorblatt 22 hindurchgeführt werden, um dadurch eine Strömungsablösung der Luft von dem Rotorblatt 22 zu verringern und auch den durch das Rotorblatt 22 erzeugten Auftrieb zu erhöhen. Es dürfte erkennbar sein, dass die zwischen den Flügelprofilelementen 226, 227 und dem Rotorblatt 22 definierten Spalte 240 im Wesentlichen jede geeignete Höhe 242 haben können, die dem hierin beschriebenen Flügelprofilsegment 126 ermöglichen, wie hierin beschrieben zu funktionieren.
Ferner dürfte ersichtlich sein, dass die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 des vorliegenden Erfindungsgegenstandes aus jedem geeigneten Material ausgebildet sein kann. Jedoch kann in einer speziellen Ausführungsform die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 aus einem relativ leichtgewichtigen Material wie zum Beispiel einem Verbundstoffmaterial (zum Beispiel Kohlenstofflaminat und/oder einem Glaslaminat) aus einem Leichtmetall oder irgendeinem anderen geeigneten leichten Material ausgebildet sein. zusätzlich dürfte ersichtlich sein, dass die verschiedenen Komponenten der Verlängerungsbaugruppe 102, 202 aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein können. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das Abstandselement 104, 204 aus einem Leichtmetall ausgebildet sein, während der Flügel 108, 208 aus Verbundstoffmaterial ausgebildet sein kann oder umgekehrt.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
Es wird eine Verlängerungsbaugruppe 102, 202 für ein Rotorblatt 22 einer Windkraftanlage 10 offengelegt. Die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 kann im Wesentlichen ein Abstandselement 104, 204 mit einem ersten Ende 110 aufweisen, das für eine Befestigung an einem Blattfuß 38 des Rotorblattes 22 ausgestaltet ist, und ein zweites Ende 112, das für eine Befestigung an einer Nabe 20 der Windkraftanlage 10 ausgestaltet ist. Zusätzlich kann die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 einen Flügel 108, 208 aufweisen, der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert, und einen auf dem Abstandselement 104, 204 ausgestalteten Basisabschnitt 118, 218 und einen sich von dem Abstandselement 104, 204 im Wesentlichen in Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt 124, 224 enthält. Der Außenabschnitt 124, 224 des Flügels 108, 208 kann im Wesentlichen für eine an wenigstens eine von einer Saugseite 52 und einer Druckseite 54 des Rotorblattes 22 angrenzende Anordnung ausgestaltet sein.
Es wird eine Verlängerungsbaugruppe 102, 202 für ein Rotorblatt 22 einer Windkraftanlage 10 offengelegt. Die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 kann im Wesentlichen ein Abstandselement 104, 204 mit einem ersten Ende 110, das für eine Befestigung an einem Blattfuß 28 des Rotorblattes 22 ausgestaltet ist, und mit einem zweiten Ende 112, das für eine Befestigung an einer Nabe 20 der Windkraftanlage 10 ausgestaltet ist, enthalten. Zusätzlich kann die Verlängerungsbaugruppe 102, 202 einen Flügel 108, 208 aufweisen, der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert und einen auf dem Abstandselement 104, 204 ausgestalteten Basisabschnitt 118, 218 und einen sich von dem Abstandselement 104, 204 im Wesentlichen in Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt 124, 224 enthält. Der Außenabschnitt 124, 224 des Flügels 108, 208 kann im Wesentlichen für eine an wenigstens eine von einer Saugseite 52 und einer Druckseite 54 des Rotorblattes 22 angrenzende Anordnung ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

10: Windkraftanlage
12: Turm
14: tragende Oberfläche
16: Gondel
18: Rotor
20: Nabe
22: Rotorblatt
26: Lastübertragungsbereich
28: Wind
30: Achse
32: Anstellmechanismus
34: Achse
36: Steuerung
38: Fuß
40: Spitze
42: Blattflansch
44: Befestigungskomponente
46: Schraubenlöcher
48: Schraubenlöcher
50: Schrauben
52: Saugseite
54: Druckseite
56: Vorderkante
58: Hinterkante
60: Spannweite
62: Sehne
100, 200: Rotorblattbaugruppe
102, 202: Verlängerungselement
104, 204: Abstandselement
106: Höhe
108, 208: Flügel
110: erster Flansch
112: zweiter Flansch
114: Schraubenlöcher
116: Abstandselementkörper
118, 218: Basisabschnitt
120, 220: Vorderkante
122, 222: Hinterkante
124, 224: Außenabschnitt
126, 226, 227: Flügelprofilsegment
128, 228: Vorderkante
130, 230: Hinterkante
132, 232, 233: Spannweitenrichtungshöhe
134: maximale Sehne
136: Spitze
138: Punkt
140, 240: Spalt
142, 242: Höhe
250: Unterstützungselement
252: Innenoberfläche

Claims

Verlängerungsbaugruppe (102, 202) für ein Rotorblatt (22) einer Windkraftanlage (10), wobei die Verlängerungsbaugruppe aufweist: ein Abstandselement (104, 204) mit einem ersten Ende (110), das für eine Befestigung an einem Blattfuß (28) des Rotorblattes (22) ausgestaltet ist, und mit einem zweiten Ende (112), das für eine Befestigung an einer Nabe (20) der Windkraftanlage (10) ausgestaltet ist; und einen Flügel (108, 208), der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert und einen auf dem Abstandselement (104, 204) ausgestalteten Basisabschnitt (118, 218) und einen sich von dem Abstandselement (104, 204) im Wesentlichen in Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt (124, 224) enthält, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) für eine an wenigstens eine von einer Saugseite (52) und einer Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement (104, 204) eine Länge (106) von etwa 0% bis etwa 20% der Spannweite (60) des Rotorblattes (22) hat.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Basisabschnitt (118, 218) des Flügels (108, 208) in einem Stück mit dem Abstandselement (104, 204) ausgestaltet ist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Basisabschnitt (118, 218) des Flügels (108, 208) für eine drehbare Befestigung an dem Abstandselement (104, 204) ausgestaltet ist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) ein Flügelprofilsegment (126, 226, 227) aufweist, das für eine an die Saugseite (52) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) ein Flügelprofilsegment (126, 226, 227) aufweist, das für eine an die Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) ein erstes Flügelprofilsegment (226), das für eine an die Saugseite (52) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist, und ein zweites Flügelprofilsegment (227), das für eine an die Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist, aufweist.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208), für eine Anordnung in Bezug zu dem Rotorblatt (22) so ausgestaltet ist, dass ein Spalt (140, 240) zwischen dem Außenabschnitt (124, 224) und dem Rotorblatt (22) definiert wird.
Verlängerungsbaugruppe (102, 202) nach Anspruch 1, wobei eine Spannweitenlänge (132, 232, 233) des Außenabschnittes (124, 224) des Flügels (108, 208) gleich oder kleiner als ein Abstand zwischen dem Blattfuß (38) und einer Stelle (134) der maximalen Sehnenlänge des Rotorblattes (22) ist.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) für eine Windkraftanlage (10), wobei die Rotorblattbaugruppe (100, 200) aufweist: ein Rotorblatt (22), wobei das Rotorblatt (22) einen Blattfuß (38) und eine gegenüber dem Blattfuß (38) angeordnete Blattspitze (40) enthält, wobei das Rotorblatt (22) ferner eine Saugseite (52) und eine Druckseite (54) enthält, die sich zwischen einer Vorderkante (56) und einer Hinterkante (58) erstrecken; und eine mit dem Rotorblatt (22) verbundene Verlängerungsbaugruppe (102, 104), wobei die Verlängerungsbaugruppe (102, 104) aufweist: ein Abstandselement (104, 204) mit einem ersten Ende (110), das für eine Befestigung an dem Blattfuß (28) des Rotorblattes (22) ausgestaltet ist, und einem zweiten Ende (112), das für eine Befestigung an einer Nabe (20) des Rotorblattes (22) ausgestaltet ist; und einen Flügel (108, 208), der ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definiert und einen auf dem Abstandselement (104, 204) ausgestalteten Basisabschnitt (118, 218) und einen sich von dem Abstandselement (104, 204) im Wesentlichen in Spannweitenrichtung erstreckenden Außenabschnitt (124, 224) enthält, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) für eine an wenigstens eine von der Saugseite (52) und der Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) nach Anspruch 10, wobei das Abstandselement (104, 204) eine Länge (106) von etwa 0% bis etwa 20% der Spannweite (60) des Rotorblattes (22) hat.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) nach Anspruch 10, wobei der Basisabschnitt (118, 218) des Flügels (108, 208) in einem Stück mit dem Abstandselement (104, 204) ausgebildet ist.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) nach Anspruch 10, wobei der Basisabschnitt (118, 218) des Flügels (108, 208) für eine drehbare Befestigung an dem Abstandselement (104, 204) ausgestaltet ist.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) nach Anspruch 10, wobei der Außenabschnitt (124, 224) des Flügels (108, 208) ein erstes Flügelprofilsegment (226), das für eine an die Saugseite (52) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist, und ein zweites Flügelprofilsegment (227), das für eine an die Druckseite (54) des Rotorblattes (22) angrenzende Anordnung ausgestaltet ist, aufweist.
Rotorblattbaugruppe (100, 200) nach Anspruch 10, wobei eine Spannweitenlänge (132, 232, 233) des Außenabschnittes (124, 224) des Flügels (108, 208) gleich oder kleiner als ein Abstand zwischen dem Blattfuß (38) und einer Stelle (134) der maximalen Sehnenlänge des Rotorblattes (22) ist.