DE19614420A1 - Rotorblatt und Windenergieanlage mit einem Rotorblatt - Google Patents

Description

Rotorblätter für Windenergieanlagen sind in vielfacher Form bekannt. Leider haftet vielen Rotorblättern das Problem an, daß sie in einem nicht unerheblichen Maße bei Betrieb der Windenergieanlage und bei Windstärken ab 5-6 m/sec nicht un­ erhebliche Schallemissionen erzeugen, was aus Lärmschutzgründen besonders dann unangenehm ist, wenn die Windenergieanlage in der Nähe von Wohngebäuden aufgestellt wird. Die mit einer Windenergieanlage, bzw. einem Windenergiekonver­ ter bislang sich einstellenden Schallemissionen führen auch dazu, daß Windenergie­ anlagen aufgrund der Lärmentstehung Widerstände aus breiten Bevölkerungskreisen entgegentreten und sich diese Anlagen deswegen teilweise schwer oder gar nicht durchsetzen können, da die Genehmigungsbehörden wegen der bestehenden Umweltauflagen - auch Lärm zählt zur Umweltbelastung - die Genehmigung von Windenergieanlagen verweigern.

Es ist daher Ziel der Erfindung, die Schallemissionen von Windenergieanlagen zu verringern.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Bereich der Rotorblatt­ hinterkante eines Rotors eine den Querschnitt des Rotorblatts verringernde Abstufung angeordnet ist; vorzugsweise ist die Abstufung sowohl auf der Druck- als auch auf der Saugseite der Hinterkante des Rotorblattes vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme hat zur Folge, daß anders als bei der herkömm­ lichen Lösung - siehe Fig. 1 -, bei der die Luftströmungen der Druck- und Saugseite an der Blatthinterkante ungehindert zusammentreffen, bei dem erfindungsgemäßen Rotorblatt die Strömungen durch die Stufen verwirbelt werden - siehe Fig. 2 - und erst dann diffus und mit geringerer Geschwindigkeit zusammentreffen.

Bei ersten Versuchen im Windkanal wurde eine deutliche Minderung des Geräusch­ pegels festgestellt. Bei diesen Versuchen betrug die Abstufungstiefe ca. 2 mm und die Abstufung selbst war etwa 15 mm von der Rotorblatthinterkante entfernt.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können sehr leicht in der Rotorblattproduktion umgesetzt werden und haben keine Minderung der Rotorblattleistung zur Folge.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 Einen Querschnitt durch ein herkömmliches Rotorblatt,

Fig. 2 Einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rotorblatt.

In Fig. 1 ist ein herkömmliches Rotorblatt 1 im Querschnitt dargestellt. Dieses Rotorblatt 1 weist eine Druckseite 2 und eine Saugseite 3 auf. Sowohl Druck- als auch Saugseite werden von entsprechenden Luftströmungen 4 und 5 überstrichen. Im Bereich der Rotorblatthinterkante 6 treffen diese Strömungen ungehindert aufeinander und erzeugen - so denn die Bewegungsvektoren über einen bestimmten Betrag verfügen - eine nicht unerhebliche Schallemission im Frequenzbereich von 1000 bis 4000 Hz. Diese Schallemission kann sich als sehr störend für Personen auswirken, welche sich in der Nähe einer Windenergieanlage aufhalten und der Schallemission ununterbrochen ausgesetzt sind.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Rotorblatt im Querschnitt dargestellt, bei dem im Bereich der Rotorblatthinterkante 6 sowohl auf der Druckseite 2 als auch auf der Saugseite 3 des Rotorblatts 1 Abstufungen 7 und 8 in das Rotorblatt eingelassen sind, welche den Querschnitt des Rotorblatts verringern. Die Abstufungen sind im gezeigten Beispiel übertrieben stark dargestellt, um den strömungstechnischen Verwirbelungseffekt besser zu zeigen. Kommt die Luftströmung an einer Seite des Rotorblatts an die Abstufung, so wird sie dort verwirbelt und die verwirbelten Luftströmungen treffen bei Verlassen der Rotorblatthinterkante diffus und mit verringerter Geschwindigkeit aufeinander. Die dann noch entstehenden Schall­ verringerter Geschwindigkeit aufeinander. Die dann noch entstehenden Schall­ emissionen verfügen über einen erheblich geringeren Schallpegel, als bei bekannten Rotorblättern.

Eine Schallpegelverringerung wird auch dann erreicht, wenn die Abstufung nur an einer Seite des Rotorblatts vorgesehen wird. Die besten Messungen in einem Windkanal konnten jedoch erzielt werden, wenn die Abstufungen im Bereich der Rotorblatthinterkante an beiden Seiten des Rotorblatts eingelassen wurden.

Claims (4)

1. Rotorblatt (1) mit einer Druckseite (2), einer Saugseite (3) und einer Rotorblatthinterkante (6), an der abströmende Luftströme aufeinandertreffen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rotorblatthinterkante (6) auf der Druck- und/oder Saugseite (2, 3) wenigstens eine den Querschnitt des Rotor­ blatts (1) verringernde Abstufung (7, 8) vorgesehen ist.

2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Rotorblattseite im Bereich der Rotorblatt­ hinterkante eine Abstufung vorgesehen ist.

3. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung eine Kantentiefe von mehr als 1 mm, vorzugsweise 2-10 mm und die Abstufungskante etwa 5-50 mm, vorzugsweise 15 mm von der Rotorblatthinterkante entfernt angeordnet ist.

4. Windenergieanlage, bzw. Windkonverter mit einem Rotor, mit einem oder mehreren Rotorblättern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.