EP2297457A2 - Rotorblatt für einen darrieus-rotor - Google Patents

Rotorblatt für einen darrieus-rotor

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Publication number
EP2297457A2
EP2297457A2 EP09771830A EP09771830A EP2297457A2 EP 2297457 A2 EP2297457 A2 EP 2297457A2 EP 09771830 A EP09771830 A EP 09771830A EP 09771830 A EP09771830 A EP 09771830A EP 2297457 A2 EP2297457 A2 EP 2297457A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor blade
rotor
axis
rotation
leading edge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09771830A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silent Future Tec GmbH
Original Assignee
Silent Future Tec GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Silent Future Tec GmbH filed Critical Silent Future Tec GmbH
Publication of EP2297457A2 publication Critical patent/EP2297457A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/214—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Musgrove or "H"-type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F05B2250/71—Shape curved
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the invention relates to a rotor blade for a Darrieus rotor in H-construction for a wind turbine.
  • a Darrieus rotor is a wind turbine by which kinetic energy of the air flowing as wind is converted into kinetic energy of a rotor, wherein the axis of rotation of the rotor is substantially normal to the direction of flow of the wind.
  • Wind turbines with a Darrieus rotor are inexpensive and robust and especially for small plants, which can be placed, for example, on building roofs, advantageous because they work well even with frequently changing wind directions.
  • In the H-construction of a Darrieus rotor two at least approximately in the vertical direction extending rotor blades are connected and held together by at least one connecting strut.
  • the connecting strut is rotatably mounted about a vertical axis in its longitudinal center.
  • a typical in the essential areas of construction for a wind turbine with Darrieus rotor in H-construction is shown in DE 20 2007 010 873 Ul.
  • the profile cross-sectional shape of a lance rotor blade which is normal to the axis of rotation is approximately equal to an airfoil profile.
  • Darrieus rotors tend to vibrate, that they require a relatively strong wind to start and that they can cause strong noises.
  • the object underlying the invention is to provide a rotor blade for a Darrieus rotor in H-type, which is improved in terms of noise and start-up characteristics over known designs.
  • the upper and lower ends of the rotor blades with respect to the remaining rotor blade slightly bent away from the rotor axis outwardly form and the o- beren and lower part of the leading edge of the rotor blades in the direction of operational movement relative to the central part of the Curve the leading edge slightly to the rear.
  • Fig. 1 shows an exemplary Darrieus rotor in oblique view.
  • Fig. 2 shows a rotor blade of the rotor of Fig. L, wherein the viewing direction is equal to the direction of movement of the rotor blade, which rotates about a left of the rotor blade arranged, vertical axis.
  • Fig. 3 shows a rotor blade of the rotor of Fig. 1, wherein the viewing direction is directed radially to the rotor axis.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für einen Darrieus-Rotor in H-Bauweise. Um Geräuschentwicklung zu minimieren und um die Anlaufeigenschaften zu verbessern, sind die oberen und unteren Enden der Rotorblätter gegenüber dem restlichen Rotorblatt etwas von der Rotorachse weg nach außen gebogen und die oberen und unteren Teile der Anströmkante der Rotorblätter in der Richtung der betriebsmäßigen Bewegung gegenüber dem mittleren Teil der Anströmkante etwas nach hinten gekrümmt.

Description

Rotorblatt für einen Darrieus-Rotor
Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für einen Darrieus-Rotor in H-Bauweise für eine Windenergieanlage.
Ein Darrieus-Rotor ist eine Windkraftmaschine, durch welche Bewegungsenergie der als Wind strömenden Luft in Bewegungsenergie eines Rotors umgewandelt wird, wobei die Drehachse des Rotors im wesentlichen normal zur Strömungsrichtung des Windes liegt. Windkraftanlagen mit einem Darrieus-Rotor sind kostengünstig und robust und vor allem für Kleinanlagen, welche beispielsweise auf Gebäudedächern aufgestellt sein können, von Vorteil, da sie auch bei häufig wechselnden Windrichtungen gut funktionieren. Bei der H-Bauweise eines Darrieus-Rotors sind zwei sich zumindest annähernd in vertikaler Richtung erstreckende Rotorblätter durch mindestens eine Verbindungsstrebe miteinander verbunden und gehalten. Die Verbindungsstrebe ist in ihrer Längsmitte um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Eine in den wesentlichen Bereichen typische Bauweise für eine Windkraftanlage mit Darrieus-Rotor in H-Bauweise ist in der DE 20 2007 010 873 Ul gezeigt. Die normal zur Rotationsachse liegende Profilquerschnittsform eines Darrie- us-Rotorblattes ist etwa gleich einem Tragflächenprofil.
Problematisch an Darrieus-Rotoren ist, dass sie zum Vibrieren neigen, dass sie einen relativ starken Wind zum Starten brauchen und dass sie starke Geräusche hervorrufen können.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Rotorblattform für einen Darrieus-Rotor in H-Bauweise bereitzustellen, welche bezüglich Geräuschentwicklung und Anlaufeigenschaften gegenüber bekannten Bauformen verbessert ist.
Zum Lösen der Aufgabe ist vorgesehen, die oberen und unteren Enden der Rotorblätter gegenüber dem restlichen Rotorblatt etwas von der Rotorachse weg nach außen gebogen auszubilden und den o- beren und unteren Teil der Anströmkante der Rotorblätter in der Richtung der betriebsmäßigen Bewegung gegenüber dem mittleren Teil der Anströmkante etwas nach hinten zu krümmen.
Die Erfindung wird an Hand von zwei Prinzipskizzen veranschaulicht:
Fig. 1: zeigt einen beispielhaften Darrieus-Rotor in Schrägrissansicht . Fig. 2: zeigt ein Rotorblatt des Rotors von Fig. l, wobei die Blickrichtung gleich der Bewegungsrichtung des Rotorblattes ist, welches um eine links vom Rotorblatt angeordnete, vertikale Achse rotiert.
Fig. 3: zeigt ein Rotorblatt des Rotors von Fig. 1, wobei die Blickrichtung radial auf die Rotorachse zu gerichtet ist.
Durch die dargestellte Form des Rotorblattes werden gute Anlaufeigenschaften und geringe Geräuschentwicklung erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Rotorblatt für einen Darrieus-Rotor in H-Bauweise für eine Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die der Rotationsachse zugewandte Kontur des Rotorblattes (1) über die Höhe des Rotorblattes zwei lokale Minimalwerte der Entfernung zur Rotorachse aufweist, dass diese Minimalwerte jeweils in 3 % bis 20 %, vorzugsweise 4 % bis 8 % der Gesamthöhe von der oberen bzw. unteren Spitze des Rotorblattes entfernt liegen, dass sich besagte Kontur von den Stellen minimaler Entfernung zur Rotorachse aus zur näherliegenden Spitze des Rotorblattes hin von der Rotorachse weg krümmt und dass die Anströmkante des Rotorblattes an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende gegenüber dem dazwischenliegenden Teil bezüglich der betriebsmäßigen Bewegung des Rotorblattes nach hinten gekrümmt ist, wobei die Anströmkante in jeweils einem Höhenbereich von 6 % bis 25 %, vorzugsweise 10 % bis 15 % ihrer Gesamthöhe um 50 % bis 75 %, vorzugsweise 60 % bis 70 % der in betriebsmäßiger Bewegungsrichtung gemessenen Gesamtbreite entgegen der betriebsmäßigen Bewegungsrichtung des Rotorblattes zurückweicht.
2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen des Rotorblattes (1) um 15 % bis 40 %, vorzugsweise 20 % bis 30 % der gesamten radialen Breite des Rotorblattes weiter von der Rotationsachse entfernt liegen, als die der Rotationsachse am nächsten liegenden Punkte des Rotorblattes.
3. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Projektion in Radialrichtung der Rotationsbewegung die Anströmkante in ihrem gesamten Längenverlauf durchgehend im gleichen Sinn gekrümmt ist und dass die gegenüberliegende Kante (Abströmkante) an den Endbereichen im gleichen Sinn wie die Anströmkante gekrümmt ist und im dazwischenliegenden Längenbereich entgegengesetzt.
4. Rotorblatt nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Rotationsachse abgewandte Kontur im mittleren Höhenbereich am weitesten von der Rotationsachse entfernt liegt, sich mit steigender Entfernung von der Höhenmitte erst an die Rotationsachse annähert und dann zum oberen und zum unteren Ende hin wieder von der Rotationsachse entfernt.
EP09771830A 2008-07-03 2009-07-03 Rotorblatt für einen darrieus-rotor Withdrawn EP2297457A2 (de)

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PCT/AT2009/000263 WO2010000007A2 (de) 2008-07-03 2009-07-03 Rotorblatt für einen darrieus-rotor

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EP2297457A2 true EP2297457A2 (de) 2011-03-23

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Family Applications (1)

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EP09771830A Withdrawn EP2297457A2 (de) 2008-07-03 2009-07-03 Rotorblatt für einen darrieus-rotor

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DE (1) DE202009009188U1 (de)
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AT11093U1 (de) 2010-04-15
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