RS67541B1 - Vetroturbina sa kontrolisanim zakretanjem lopatica i elementima za povezivanje lopatice - Google Patents

Description

[0001] Opis

[0003] OBLAST TEHNIKE

[0005] Predmetni pronalazak odnosi se na vetroturbinu sa kontrolisanim zakretanjem lopatica koja sadrži toranj, gondolu montiranu na toranj, glavčinu rotaciono montiranu na gondoli i najmanje tri lopatice vetroturbine povezane sa glavčinom preko mehanizama za zakretanje.

[0007] STANJE TEHNIKE

[0009] Tokom rada vetroturbine, komponente vetroturbine su izložene različitim opterećenjima. Na primer, lopatice vetroturbine su izložene opterećenjima koja potiču od gravitacije koja deluje na lopatice vetroturbine, opterećenjima koja potiču od pritiska vetra na lopatice vetroturbine, opterećenjima koja potiču od promena pravca ili brzine vetra, turbulencije itd. Gravitacija koja deluje na lopatice vetroturbine prvenstveno rezultuje bočnim opterećenjima duž ivice lopatica, dok vetar koji deluje na lopatice vetroturbine prvenstveno rezultuje radijalnim opterećenjima savijanja lopatica.

[0010] Kako se veličina vetroturbina povećava, povećavaju se opterećenja na vetroturbinu. Da bi se podnela takva povećana opterećenja, količina materijala koji se koristi za proizvodnju vetroturbine može se povećati. Međutim, ovo povećava težinu, kao i troškove proizvodnje vetroturbine.

[0011] US 8629 570 B1 obelodanjuje rotor vetroturbine sa potpornim ramom za ojačanje lopatica.

[0012] US 2012/051914 A1 obelodanjuje generator vetroturbine sa lopaticama koje imaju unutrašnji segment lopatice i spoljašnji segment lopatice i prsten raspoređenim na gredi između segmenata lopatica.

[0014] OPIS PRONALASKA

[0016] Cilj tehničkih rešenja predmetnog pronalaska je da se obezbedi vetroturbina sa kontrolisanim zakretanjem lopatica u kojoj su bočna i/ili radijalna opterećenja na lopaticama vetroturbine smanjena u poređenju vetroturbinama iste dužine iz stanja tehnike.

[0017] Predmetni pronalazak obezbeđuje vetroturbinu sa kontrolisanim zakretanjem lopatica u skladu sa patentnim zahtevom 1. Vetroturbina sa kontrolisanim zakretanjem lopatica sadrži toranj, gondolu montiranu na tornju, glavčinu rotaciono montiranu na gondoli i najmanje tri lopatice vetroturbine, pri čemu se svaka lopatica vetroturbine proteže između korenskog kraja povezanog sa glavčinom preko mehanizma zakretanja i vrha, vetroturbina dalje sadrži najmanje tri elementa za povezivanje lopatice, pri čemu se svaki element za povezivanje lopatice proteže između tačke povezivanja na jednoj lopatici vetroturbine i tačke povezivanja na susednoj lopatici, gde je tačka povezivanja na datoj lopatici raspoređena na rastojanju od korenskog kraja i na rastojanju od vrha lopatice, pri čemu vetroturbina dalje sadrži najmanje tri elementa za prednaprezanje, pri čemu je svaki element za prednaprezanje povezan sa jednim od elemenata za povezivanje lopatice i sa delom glavčine, pri čemu svaki element za prednaprezanje obezbeđuje prednaprezanje u elementu za povezivanje lopatice na koji je povezan, a elementi za prednaprezanje su raspoređeni tako da obezbeđuju podesivo prednaprezanje u elementima za povezivanje lopatice.

[0018] Tako, predmetni pronalazak obezbeđuje vetroturbinu sa kontrolisanim zakretanjem lopatica lopatica, tj. vetroturbinu koja sadrži lopatice vetroturbine sposobne da se rotiraju oko približno uzdužne ose zakretanja, kako bi se tokom rada vetroturbine prilagodio ugao napada između lopatica vetroturbine i dolaznog vetra, tokom rada vetroturbine.

[0019] Vetroturbina sadrži toranj i gondolu montiranu na tornju. Vetroturbina dalje sadrži glavčinu rotaciono montiranu na gondoli i najmanje tri lopatice vetroturbine. Svaka lopatica vetroturbine se proteže između korenskog kraja koji je povezan sa glavčinom preko mehanizma zakretanja i vrha. Dakle, lopatice vetroturbine se rotiraju zajedno sa glavčinom, u odnosu na gondolu, a krajevi vrhova lopatica su usmereni od glavčine. Pošto su lopatice vetroturbine povezane sa glavčinom preko mehanizama zakretanja, svaka lopatica može da se rotira u odnosu na glavčinu, tj. da vrši pokrete zakretanja. Glavčina i lopatice vetroturbine formiraju rotor vetroturbine. Tip vetroturbine je stoga vetroturbina sa horizontalnom osom (HAWT), pri čemu je glavna osa obično unutar 10° od horizontalne. Koren lopatice koji je povezan sa glavčinom preko mehanizma zakretanja podrazumeva da je koren lopatice povezan sa glavčinom sa mehanizmom zakretanja, tako da se lopatica može zakretati na uzdužnoj osi zakretanja.

[0020] Gondola je obično montirana na tornj preko sistema za okretanje prema vetru, koji omogućava gondoli da se rotira u odnosu na toranj kako bi se rotor pravilno orijentisao u skladu sa pravcem vetra.

[0021] Vetroturbina dalje sadrži najmanje tri elementa za povezivanje lopatice. Svaki element za povezivanje lopatice proteže se između tačke povezivanja na jednoj lopatici vetroturbine i tačke povezivanja na susednoj lopatici vetroturbine. Shodno tome, svaki element za povezivanje povezuje dve susedne lopatice vetroturbine.Tačka povezivanja na datoj lopatici vetroturbine je raspoređena na udaljenosti od korenskog kraja lopatice, na primer najmanje 10 % dužine lopatice od korenskog kraja do vrha, i na udaljenosti od vrha lopatice, na primer najmanje 10 % dužine lopatice od korenskog kraja do vrha. Dakle, tačka povezivanja nije raspoređena ni na korenskom kraju, ni na vrhu, već na poziciji između ta dva kraja, sa nenultom udaljenošću od svakog kraja, na primer najmanje 10 % dužine lopatice od korenskog kraja do vrha do svakog kraja.

[0022] Vetroturbina dalje sadrži najmanje tri elementa za prednaprezanje. Svaki element za prednaprezanje je povezan sa jednim od elemenata za povezivanje lopatice i sa delom glavčine. Shodno tome, elementovi za prednaprezanje vuku elemente za povezivanje lopatice ka glavčini i na taj način obezbeđuju zatezanje elemenata za povezivanje lopatice, tako da su lopatice povezane tim elementima zategnute jedna prema drugoj.

[0023] U okviru predmetnog opisa, izraz „element” u pojmovima element za povezivanje lopatice i element za prednaprezanje treba tumačiti široko, kako bi obuhvatio bilo koju odgovarajuću vrstu elementa za zatezanje, kao što su pletena ili upletene užad od metalnih žica (npr. čelične žice), polimernih vlakana (npr. polietilen, polipropilen, najlon, poliester, aramid), neorganskih vlakana (npr. ugljenična vlakna) ili hibridna užad od ovih materijala, kompozitna pultruzija, metalne šipke itd.

[0024] Elementi za povezivanje lopatice mogu imati krutost koja se razlikuje od krutosti elemenata za prednaprezanje, ili krutost spojnih elemenata lopatica i elemenata za prednaprezanje može biti identična.

[0025] U okviru predmetnog opisa, izraz „deo glavčine” treba tumačiti kao glavčinu, ili deo ili element koji je povezan sa glavčinom u smislu da se rotira zajedno sa glavčinom u odnosu na gondolu. Takav deo ili element može biti povezan sa spoljašnjom površinom glavčine, izbočen iz glavčine, raspoređen unutar glavčine ili raspoređen na bilo koji drugi odgovarajući način, sve dok se rotira zajedno sa glavčinom.

[0026] [0016] Elementovi za prednaprezanje mogu, na primer, biti povezani sa elementima za povezivanje lopatice na poziciji koja je udaljena od svake od tačaka povezivanja na lopaticama vetroturbine, npr. na približno jednakoj udaljenosti od tačaka povezivanja, tj. otprilike na sredini između lopatica duž elementa za povezivanje lopatice.

[0027] Prednapeti elementi za povezivanje lopatice omogućavaju lopaticama vetroturbine da se međusobno podržavaju, u smislu da se opterećenja na lopaticama vetroturbine, naročito bočna i radijalna opterećenja, „dele” između lopatica vetroturbine putem prednapetih elemenata za povezivanje lopatice. Na taj način se opterećenja na lopaticama vetroturbine tokom rada vetroturbine mogu podneti sa smanjenom debljinom materijala. Štaviše - ili alternativno - ovo se može postići sa istom ili smanjenom težinom i/ili sa istim ili smanjenim troškovima proizvodnje u poređenju sa lopaticama iste dužine iz stanja tehnike.

[0028] Pošto se prednaprezanje u elementima za povezivanje lopatice obezbeđuje pomoću elemenata za prednaprezanje koji povezuju elemente za povezivanje lopatice i deo glavčine, moguće je kontrolisati prednaprezanje u elementima za prednaprezanje, kao i u elementima za povezivanje lopatice, sa glavčine, čime se obezbeđuje lak pristup za servisiranje ili podešavanje prednaprezanja. Dalje, moguće je podesiti koliko srednje radijalno opterećenje zavisi od zadate sile prednaprezanja. Na primer, kratak element za prednaprezanje će dovesti do veće promene srednjeg radijalnog momenta savijanja, dok će dug element za prednaprezanje dovesti do veće redukcije amplitude bočnog momenta savijanja. Na kraju, korišćenjem elemenata za prednaprezanje smanjuje se rizik od opuštanja u elementima za povezivanje lopatice, budući da sistem prednaprezanja može biti mekši od elemenata za povezivanje lopatice, ili napetost i/ili dužina elemenata za prednaprezanje može biti aktivno podesiva.

[0029] Elementi za prednaprezanje su raspoređeni tako da obezbeđuju podesivo prednaprezanje u elementima za povezivanje lopatice. Napetost u elementu za povezivanje lopatice može se odrediti na osnovu napetosti u elementu za prednaprezanje i uglova između elementa za prednaprezanje i elementa za povezivanje lopatice.

[0030] Prema ovom tehničkom rešenju, prednaprezanje u elementima za povezivanje lopatice može se podesiti odgovarajućim podešavanjem elemenata za prednaprezanje ili podesivog mehanizma za prednaprezanje povezanog sa elementima za prednaprezanje. Prednaprezanje se, na primer, može podesiti tokom instalacije kako bi se precizno postiglo željeno prednaprezanje i/ili kako bi se odgovarajuće izbalansiralo prednaprezanje u pojedinačnim elementima za povezivanje lopatice jedan u odnosu na drugi.

[0031] Alternativno ili dodatno, prednaprezanje se može podešavati kontinuirano ili ponavljano tokom rada vetroturbine. Ovo može, na primer, biti relevantno kako bi se obezbedilo da je prednaprezanje odgovarajuće u trenutnim radnim uslovima, npr. u vezi sa spoljnim uslovima poput brzine vetra, strujanja vetra, turbulencije, temperature, vlažnosti itd. i/ili uslovima vetroturbine poput azimutnog ugla lopatica, ugla zakretanja lopatice i brzine vrha lopatice/rotacione (ugaone) brzine.

[0032] Dizajniranjem elemenata za prednaprezanje tako da obezbeđuju podesivo prednaprezanje u elementima za povezivanje lopatice, moguće je lako i precizno rasporediti željeno prednaprezanje, a po potrebi čak i prilagoditi prednaprezanje trenutnim radnim uslovima.

[0033] Način podešavanja prednaprezanja može, na primer, biti namotavanje ili odmotavanje elementa za prednaprezanje na rotacioni element, čime se podešava dužina elementa za prednaprezanje, ili produženje/skupljanje linearnog aktuatora, kao što je hidraulični aktuator, koji je deo elementa za prednaprezanje ili deluje na njega.

[0034] Tačke povezivanja mogu biti raspoređene izvan spoljašnje površine lopatica vetroturbine.

[0035] Prema ovom tehničkom rešenju, elementi za povezivanje lopatice su povezani sa odgovarajućim lopaticama vetroturbine na pozicijama koje su raspoređene izvan spoljašnje površine lopatica, npr. spolja u odnosu na spoljašnji omotač lopatica vetroturbine. Na primer, elementi za povezivanje lopatice mogu biti povezani sa strukturama koje su raspoređene izvan, ali povezane sa, lopaticama vetroturbine, npr. izvan omotača lopatica.

[0036] U jednom aspektu predmetnog pronalaska, tačke povezivanja na jednoj lopatici vetroturbine su raspoređene jedna pored druge, npr. uzastopno ili čak deleći određene strukturne elemente tačke povezivanja. U posebnom slučaju, dva elementa za povezivanje lopatice (povezana sa različitim lopaticama na suprotnim krajevima) su povezana sa istom tačkom povezivanja (7) na jednoj lopatici. Ovo ima prednost u tome što, kada se primeni zatezanje u elementima za povezivanje lopatice, lopatica je pod dejstvom jedne kombinovane sile, te stoga lopatica neće biti izložena zatezanju u dva različita pravca od strane elemenata za povezivanje lopatice. Dalje, kada su tačke povezivanja raspoređene jedna pored druge ili se ista tačka povezivanja koristi za oba elementa za povezivanje lopatice, moguće je rasporediti tačku(e) povezivanja oba elementa za povezivanje lopatice bliže ili čak na osi zakretanja lopatice.

[0037] [0027] Raspoređivanjem tačaka povezivanja izvan lopatice vetroturbine, površina lopatice može se održati uglavnom netaknutom. Dalje, lopatice vetroturbine mogu izvršavati zakretne pokrete bez uticaja na elemente za povezivanje lopatice, barem ako je osa zakretanja pažljivo raspoređena u odnosu na tačke povezivanja. Struktura koja povezuje elemente za povezivanje lopatice sa lopaticama vetroturbine može, na primer, biti obezbeđena poklopcem koji poboljšava aerodinamička svojstva strukture, npr. u smislu povećanja uzgona i/ili smanjenja otpora, kako bi se minimizirao uticaj na aerodinamička svojstva lopatica vetroturbine.

[0038] Elementi za povezivanje lopatice mogu biti povezani sa odgovarajućim lopaticama vetroturbine preko ležajnih struktura montiranih na lopaticama ili koje čine deo lopatica. Ležajna struktura može, na primer, biti ili sadržiti valjkasti ležaj, klizni ležaj, sferni ležaj ili bilo koju drugu odgovarajuću vrstu ležaja.

[0039] Ležajna struktura obezbeđuje da se lopatica vetroturbine može rotirati u odnosu na elemente za povezivanje lopatice preko ležajne strukture. Na taj način, lopatice vetroturbine mogu izvršavati zakretne pokrete bez uticaja na elemente za povezivanje lopatice, čime se izbegava neželjeno opterećenje, uvijanje ili zatezanje elemenata za povezivanje lopatice tokom zakretanja. Kada su elementi za povezivanje lopatice povezani sa lopaticom vetroturbine preko ležajnih struktura, poželjno je da osa zakretanja prolazi kroz lopaticu na poziciji duž raspona gde je raspoređen element za povezivanje lopatice. Posebno je utvrđeno da je korisno da osa zakretanja prolazi kroz oblik koji formira ležajna struktura na ovoj poziciji duž raspona.

[0040] U slučaju da je ležajna struktura sferni ležaj ili sadrži sferni ležaj, elementi za povezivanje lopatice mogu slobodno da se rotiraju u odnosu na lopatice vetroturbine oko tačke povezivanja. Na taj način se između elemenata za povezivanje lopatice i lopatica vetroturbine, u tačkama povezivanja, prenose samo sile zatezanja.

[0041] U slučaju da ležajna struktura izlazi iz lopatice vetroturbine ili je raspoređena kružno u odnosu na lopaticu vetroturbine, ležajna struktura može biti opremljena aerodinamičkim poklopcem ili sličnom aerodinamičkom strukturom kako bi se poboljšala aerodinamička svojstva lopatice vetroturbine u području ležajne strukture.

[0042] Tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine se poželjno raspoređuju na udaljenosti od korenskog kraja koja je između 10 % i 60 % dužine lopatice od korenskog kraja do vrha, npr. između 20 % i 50 % dužine lopatice, između 25 % i 40 % dužine lopatice, ili približno 30 % dužine lopatice. U drugim slučajevima, tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine se poželjno raspoređuju na udaljenosti od korenskog kraja između 25 % i 60 % dužine lopatice, npr. između 35 % i 55 % dužine lopatice, ili između 40 % i 50 % dužine lopatice.

[0043] Prema ovom tehničkom rešenju, tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine su raspoređene na poziciji koja je jasno udaljena i od korenskog kraja i od vrhova kraja lopatica vetroturbine.

[0044] Položaj tačaka povezivanja duž lopatica vetroturbine može se odabrati na način koji na odgovarajući način uravnotežuje različite probleme koje treba uzeti u obzir. Na primer, raspoređivanje tačke povezivanja blizu vrha lopatice vetroturbine rezultira veoma efikasnom podrškom lopatica vetroturbine od strane elemenata za povezivanje lopatice. Međutim, to dolazi po cenu velikog otpora koji uzrokuju elementi za povezivanje lopatice tokom rotacije rotora, a samim tim i smanjenja proizvodnje energije. Sa druge strane, raspoređivanje tačke povezivanja blizu korenskog kraja lopatice vetroturbine rezultira malim otporom koji uzrokuju elementi za povezivanje lopatice, čime se minimizira nepovoljan uticaj na proizvodnju energije vetroturbine. Međutim, potpora lopaticama vetroturbine putem elemenata za povezivanje lopatice neće biti veoma efikasna. Raspoređivanjem tačaka povezivanja na udaljenosti od korenskog kraja koja iznosi između 10% i 60% dužine lopatice vetroturbine, ova razmatranja su uravnotežena na takav način da se obezbeđuje efikasna potpora bez uvođenja neprihvatljivog otpora. Dalje, raspoređivanjem tačaka povezivanja u ovom području obezbeđuje se da su elementi za povezivanje lopatice pričvršćeni za lopatice vetroturbine na mestu gde je strukturna krutost lopatice vetroturbine dovoljno visoka. Na primer, strukturna krutost lopatice vetroturbine opada ka vrhu, te povezivanje elemenata za povezivanje lopatice suviše blizu vršnog kraja može stvoriti značajnu predeformaciju lopatice vetroturbine, što može sprečiti mogućnost zakretanja lopatice.

[0045] Tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine mogu biti raspoređene na poziciji gde je odnos debljine i tetive lopatice vetroturbine između 20% i 50%, kao što je između 25% i 35% ili 30% i 45%. Ovo je takođe oblast lopatice vetroturbine u kojoj postoji ravnoteža između efikasne potpore i uvedenog otpora, uz dovoljnu strukturnu krutost lopatice vetroturbine, kako je opisano gore.

[0046] Lopatice vetroturbine mogu sadržati dva odvojena dela, unutrašnji deo lopatice koji sadrži korenski kraj i spoljašnji deo lopatice koji sadrži vrh, pri čemu su unutrašnji deo lopatice i spoljašnji deo lopatice međusobno povezani u razdvojenom položaju, a tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine mogu biti raspoređene u razdvojenim položajima.

[0047] [0037] Prema ovom tehničkom rešenju, svaka lopatica vetroturbine je formirana iz dva dela, tj. unutrašnjeg dela lopatice i spoljašnjeg dela lopatice, koji mogu biti proizvedeni odvojeno i naknadno spojeni jedan sa drugim kako bi formirali lopaticu vetroturbine. Ovo se ponekad naziva „podeljene lopatice vetroturbine”. Ovo takođe omogućava da se delovi lopatica transportuju odvojeno do lokacije vetroturbine, čime se i velike lopatice vetroturbine mogu transportovati bez uvođenja prekomernih troškova transporta.

[0048] Kada se koriste takve podeljene lopatice vetroturbine, utvrđeno je da je prednost rasporediti tačke povezivanja, tj. tačke na kojima se elementi za povezivanje lopatice povezuju sa lopaticama vetroturbine, na poziciji podele gde su unutrašnji deo lopatice i spoljašnji deo lopatice povezani jedan sa drugim, zato što se na tom mestu može dodati odgovarajuća struktura za pričvršćivanje elementa bez značajnog umanjenja čvrstoće lopatice vetroturbine ili aerodinamičkih svojstava lopatice vetroturbine. Na primer, u slučaju da su elementi za povezivanje lopatice povezani sa lopaticama vetroturbine putem nosećih struktura, noseće strukture mogu povoljno formirati interfejs između unutrašnjeg dela lopatice i spoljašnjeg dela lopatice.

[0049] Glavčina može sa sadrži deo glavčine koji se proteže iz glavčine približno duž smera definisanog rotacionom osom glavčine, i elementi za prednaprezanje mogu biti povezani sa delom glavčine. Deo glavčine se može, npr., protezati ispred ravni rotora definisane rotorom vetroturbine, tj. ka dolaznom vetru u slučaju da je vetroturbina raspoređena uz vetar.

[0050] Prema ovom tehničkom rešenju, elementovi za prednaprezanje nisu direktno povezani sa glavčinom, već sa elementom koji formira deo glavčine, a koji se proteže iz glavčine duž smera definisanog rotacionom osom glavčine. Dalje, tačke povezivanja između elemenata za prednaprezanje i dela glavčine mogu biti raspoređene na udaljenosti od tačaka na kojima su lopatice vetroturbine povezane sa glavčinom, duž smera definisanog rotacionom osom glavčine. Na taj način, elementi za prednaprezanje ne povlače samo elemente za povezivanje lopatice ka glavčini, već i duž smera rotacione ose čaure, odnosno od tornja. Ovo takođe izaziva da se lopatice vetroturbine povlače u tom smeru, što ima sličan efekat na lopatice vetroturbine kao uvođenje konusnog ugla. Ovo smanjuje opterećenja u ravni ivice, a naročito opterećenja u ravni zamaha na korenima lopatica, kao i obezbeđuje dovoljan razmak u odnosu na toranj.

[0051] [0041] Deo glavčine može biti konfigurisan tako da obezbedi podesivo prednaprezanje i/ili podesivu krutost u elementima za prednaprezanje i/ili u elementima za povezivanje lopatice putem elemenata za prednaprezanje. Prema ovom tehničkom rešenju, podesivo prednaprezanje, kako je opisano gore, obezbeđuje se pomoću mehanizma koji je povezan sa delom glavčine ili čini njen deo. Mehanizam za podešavanje može, npr., biti hidraulični ili neki drugi tip (linearnog) aktuatora, kao što je električni, pneumatski ili mehanički (npr. opružni) aktuator. U tom slučaju deo glavčine može biti opremljen hidrauličnim klipom, npr. pomerljivim duž smera definisanog rotacionom osom glavčine. Takav mehanizam se može, npr., koristiti za podešavanje prednaprezanja u elementima za povezivanje lopatice radi upravljanja opterećenjima u ravni zamaha i/ili kontrolisanja razmaka od tornja tokom rada vetroturbine pri visokim potisnim opterećenjima.

[0052] Utvrđeno je da je veoma povoljno to što se zatezanje u svakom od elementu za prednaprezanje lopatica može podešavati pojedinačno, jer to omogućava poboljšano balansiranje zatezanja u elementima za povezivanje lopatice. Dalje, pojedinačno podešavanje omogućilo je bolju kontrolu i smanjenje rizika od pojave labavosti u elementu za povezivanje lopatice. Ovo se poželjno postiže nezavisnim mehanizmom za podešavanje, kao što je hidraulični ili drugi tip (linearnog) aktuatora, kao što je električno aktiviran, pneumatski aktiviran, mehanički aktiviran aktuator oprugom ili njihova kombinacija, koji deluje na svaki element za prednaprezanje pojedinačno. Iznenađujuće je pronađeno da, upotrebom pojedinačno podešenih elemenata za prednaprezanje, aktuatori mogu takođe delovati kao prigušivači vibracija elemenata za povezivanje lopatice i elemenata za prednaprezanje podešavanjem efektivne krutosti elementa za prednaprezanje. Dalje, pažljivo kontrolisano kretanje klipa bilo je u stanju da smanji vibracije u elementima za povezivanje lopatice i/ili elementima za prednaprezanje i tako smanji zamorno habanje komponenti generatora vetroturbine, kao što su elementi za povezivanje lopatice, elementi za prednaprezanje i lopatice vetroturbine, i/ili smanji akustičnu emisuju iz generatora vetroturbine. Upotreba pojedinačno podešavanih elemenata za prednaprezanje stoga je utvrđena kao veoma povoljna.

[0053] [0043] Deo glavčine može sadržiti mehanizam za podešavanje koji se sastoji od linearnih aktuatora raspoređenih u pravcu između rotacione ose čaure i tačke povezivanja između elementa za povezivanje lopatice i elementa za prednaprezanje. Ovo omogućava jednostavan i efikasan način da se pojedinačno podešava rastojanje između glavčine i tačke povezivanja elemenata za povezivanje lopatice, a samim tim i zatezanje u odgovarajućem elementu za prednaprezanje. Linearni aktuator u ovom aspektu pronalaska je po mogućstvu hidraulični linearni aktuator (npr. hidraulični klip) ili pneumatski aktuator, jer to omogućava kontrolisano kretanje pod visokim zatezanjem i utvrđeno je da takođe može delovati kao prigušivač vibracija elemenata za povezivanje lopatice i/ili elementa za prednaprezanje podešavanjem efektivne krutosti elementa za prednaprezanje i/ili suprotstavljanjem vibracijama kretanjem klipa. Hidraulični i pneumatski aktuatori su naročito povoljni jer mogu direktno prelaziti iz glavnog režima (gde kontrolišu dužinu klipa aktuatora) u prvi pomoćni režim (gde održavaju zatezanje u kablovima za povezivanje lopatice ili kablovima za prednaprezanje u skladu sa opterećenjem vetra na lopaticama) i/ili drugi pomoćni režim (gde prigušuju vibracije u kablovima za povezivanje lopatice ili kablovima za prednaprezanje) na osnovu ulaza sa senzora koji se odnosi na zatezanje ili vibracije. Korisni su takođe i drugi tipovi linearnih aktuatora, kao što su, na primer, električni aktuatori, mehanički (npr. tipa opruge) aktuatori ili njihove kombinacije, kao što je opruga u kombinaciji sa hidrauličnim aktuatorom.

[0054] Alternativno, elementi za prednaprezanje mogu biti povezani sa zajedničkom tačkom koja je raspoređena unutar glavčine. Zajednička tačka unutar glavčine može biti „plutajuća” u smislu da se može blago pomerati kako bi omogućila raspodelu opterećenja među elementima za prednaprezanje tokom rada vetroturbine.

[0055] Dalje, povezivanje elemenata za prednaprezanje sa zajedničkom tačkom omogućava da se elementi za prednaprezanje zatežu iz zajedničke tačke. Ovo ima prednost u tome što je potrebno pristupiti samo jednoj poziciji kako bi se zategli svi elementi za prednaprezanje, na primer pomeranjem zajedničke tačke napred/nazad duž rotacione ose glavčine, ili promenom odnosa između zatezanja u svim elementima za prednaprezanje pomeranjem zajedničke tačke u pravcu udaljenom od rotacione ose glavčine. Takvo pomeranje može se, na primer, izvesti korišćenjem jednog ili više hidrauličnih aktuatora.

[0056] Podešavanje i/ili prilagođavanje prednaprezanja elemenata za prednaprezanje, a samim tim i elemenata za povezivanje lopatice, može se izvršiti jednom kao deo instalacije ili puštanja vetroturbine u rad. Međutim, poželjno je da se prednaprezanje prilagođava više puta, na primer redovno, nakon merenja prednaprezanja u najmanje jednom od elemenata za povezivanje lopatice ili u najmanje jednom od elemenata za prednaprezanje. Merenje može biti deo redovnog praćenog programa putem najmanje jednog senzora koji je raspoređen u lopatice, elementima za povezivanje lopatice, elementima za prednaprezanje i/ili mehanizmu za podešavanje. U jednom slučaju, prednaprezanje se podešava sa orijentacijom lopatice tokom rotacije rotora. U drugom slučaju, prednaprezanje se podešava kao deo procesa zakretanja, tj. pre, tokom i/ili posle zakretanja.

[0057] [0047] Lopatice vetroturbine mogu definisati konusni ugao u intervalu od 2° do 20°, na primer u intervalu od 5° do 10°. U ovom kontekstu, termin „konusni ugao” treba tumačiti kao ugao između ravni koja je približno normalna na pravac definisan rotacionom osom glavčine i pravca duž kojeg se proteže jedna od lopatica vetroturbine. Shodno tome, povećanje konusnog ugla izaziva da vrhovi krajeva lopatica vetroturbine budu raspoređeni dalje od ravni normalne na rotacionu osu glavčine koja prolazi kroz centar korenskih krajeva lopatica.

[0058] Uvođenje konusnog ugla povećava razmak od tornja i smanjuje opterećenja u ravni zamaha na korenskim krajevima lopatica vetroturbine.

[0059] Tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine mogu biti raspoređene na ili u blizini ose zakretanja lopatice. U ovom kontekstu, termin „osa zakretanja” treba tumačiti kao osu oko koje se lopatica vetroturbine okreće prilikom izvođenja pokreta zakretanja. Tačke povezivanja koje su raspoređene „na ili u blizini” ose zakretanja u ovom kontekstu znače da je rastojanje od tačaka povezivanja do ose zakretanja unutar najveće vrednosti od: a) 2% prečnika rotora, i b) dve dužine tetive lopatice na tačkama povezivanja, od ose zakretanja kada lopatica nije opterećena vetrom.

[0060] Shodno tome, prema ovom tehničkom rešenju, kada se lopatice vetroturbine okreću prilikom zakretanja, tačke povezivanja se ne pomeraju ili se pomeraju samo u veoma ograničenoj meri. Shodno tome, elementi za povezivanje lopatice takođe se ne pomeraju ili se pomeraju samo u veoma ograničenoj meri. Ovo minimizira promene u zatezanju elemenata za povezivanje lopatice i minimizira sile primenjene na tačke povezivanja. Dalje, ovo omogućava potpunu slobodu pri zakretanju lopatica.

[0061] Kao alternativa, tačke povezivanja na lopaticama vetroturbine mogu biti raspoređene u pomerenom položaju u odnosu na osu zakretanja. U tom slučaju, elementi za povezivanje lopatice će se kretati prilikom zakretanja. Lopatice vetroturbine mogu, u tom slučaju, biti međusobno povezane na način koji omogućava kolektivno zakretanje lopatica, ali dozvoljava individualno zakretanje samo u ograničenoj meri.

[0062] Relativni položaj ose zakretanja i tačaka povezivanja može biti povoljno izabran na način koji minimizira opterećenja pri zakretanju, tj. sile potrebne za zakretanje lopatice vetroturbine, pri različitim brzinama vetra. Posebno je utvrđeno da je veoma povoljno rasporediti tačke povezivanja elemenata za povezivanje lopatice na ili u blizini ose zakretanja lopatice, kako je gore definisano.

[0063] Svaka lopatica vetroturbine može biti opremljena sa najmanje jednim žlebom koji je formiran u spoljašnjem omotaču lopatice, pri čemu je najmanje jedan žleb raspoređen tako da primi deo elementa za povezivanje lopatice. Žleb može biti povoljno formiran na strani pritiska lopatice vetroturbine.

[0064] Prema ovom tehničkom rešenju, elementi za povezivanje lopatice mogu biti smešteni u odgovarajuće žlebove pri određenim uglovima zakretanja lopatice, a pri drugim uglovima zakretanja mogu biti raspoređeni izvan odgovarajućih žlebova. Ovo omogućava da tačke povezivanja budu raspoređene na ili u blizini ose zakretanja, iako element ulazi unutar lopatice vetroturbine, a lopatica vetroturbine i dalje može izvoditi pokrete zakretanja bez sudara sa elementima za povezivanje lopatice.

[0065] Svaka lopatica vetroturbine može biti zakrivljena u najmanje jednom pravcu između korenskog kraja i vrha, čime se osa zakretanja lopatica vetroturbine nalazi spolja u odnosu na lopatice, bar na tačkama povezivanja. Lopatice vetroturbine mogu biti zakrivljene u ravni zamaha i/ili u ravni ivice. Na primer, zakrivljenost lopatica vetroturbine može biti u obliku pomaka lopatica. Zakrivljenje može obuhvatiti celu dužinu lopatice vetroturbine ili samo deo dužine lopatice. Na primer, u slučaju da je lopatica vetroturbine podeljena na unutrašnji deo i spoljašnji deo, samo jedan od delova lopatice, npr. spoljašnji deo, može biti zakrivljen. Alternativno ili dodatno, zakrivljenje se može uvoditi u obliku ugla između unutrašnjeg i spoljašnjeg dela lopatice.

[0066] Prema ovom tehničkom rešenju, tačke povezivanja mogu biti raspoređene na ili u blizini ose zakretanja, pri čemu su i dalje raspoređene izvan lopatice vetroturbine. Ovo omogućava da lopatica vetroturbine može izvoditi pokrete zakretanja bez sudara sa elementima za povezivanje lopatice.

[0067] Svaka lopatica vetroturbine može da se pruža u uzdužnom smeru, pri čemu uzdužni smer može da formira ne-nulti ugao u odnosu na osu zakretanja mehanizma zakretanja lopatice vetroturbine. Ne-nulti ugao može, npr., da bude u intervalu od 0,1° do 10,0°, kao što može da bude u intervalu od 0,5° do 3,0°. Pošto se svaka lopatica vetroturbine pruža u pravcu koji formira nenulti ugao u odnosu na osu zakretanja, osa zakretanja i smer lopatice vetroturbine se ne poklapaju. Shodno tome, lopatice vetroturbine rotiraju oko ose koja se ne poklapa sa njihovom uzdužnom osom tokom zakretanja.

[0068] Prema ovom tehničkom rešenju, osa zakretanja može takođe da bude raspoređena izvan lopatice vetroturbine na pozicijama priključnih tačaka, usled nepoklapanja osa, slično situaciji koja je gore opisana.

[0069] [0059] Ne-nulti ugao između ose zakretanja i uzdužnog smera lopatice vetroturbine može, npr., da se dobije uvođenjem jednog ili više klinova na korenskom kraju lopatice vetroturbine, npr. u vidu jednog ili više podložaka. U tom slučaju jedan ili više podložaka može biti povezan sa glavčinom i lopaticom vetroturbine, i eventualno sa susednim podlošcima, preko posebnih ležajeva. Time se podložak/podlošci mogu nezavisno rotirati, čime se menja ugao između ose zakretanja i uzdužnog smera lopatice vetroturbine. Pored toga, ležajevi mogu da se koriste odvojeno, npr. da izvršavaju kolektivno zakretanje preko jednog ležaja i individualno zakretanje preko drugog ležaja. Ovo može smanjiti opterećenja na mehanizmu zakretanja, posebno na ležajevima.

[0070] Elementi za prednaprezanje i/ili elementi za povezivanje lopatice mogu da sadrže mehanizam za prigušivanje vibracija.

[0071] Prema ovom tehničkom rešenju, vibracije u elementima za prednaprezanje i/ili u elementima za povezivanje lopatice mogu biti prigušene tokom rada vetroturbine, čime se smanjuju opterećenja na elemente, kao i na lopatice vetroturbine. Pored toga, žičana užad mogu pasivno da obezbede dodatno strukturno prigušivanje kretanja lopatice, budući da će pojedinačna vlakna u žičanim užadima međusobno delovati prilikom zatezanja.

[0072] Mehanizam za prigušivanje vibracija može biti pasivni mehanizam za prigušivanje vibracija, kao što je uljni prigušivač, fleksibilni elementi itd. U tom slučaju prigušivanje vibracija se obezbeđuje automatski kada vetroturbina radi. Alternativno, mehanizam za prigušivanje vibracija može biti aktivni mehanizam za prigušivanje vibracija, kao što su hidraulični cilindri ili slično. U tom slučaju prigušivanje vibracija može da se aktivno kontroliše.

[0073] Elementi za prednaprezanje i/ili elementi za povezivanje lopatice mogu biti opremljeni aerodinamičkim uređajima. Prema ovom tehničkom rešenju, nepovoljni aerodinamički efekti koji nastaju montiranjem elemenata između lopatica vetroturbine, smanjuju se time što se elementi obezbeđuju aerodinamičkim uređajima, čime se poboljšavaju aerodinamička svojstva elemenata. Aerodinamički uređaji mogu, npr. da budu takvi da povećavaju uzgon i/ili smanjuju otpor elemenata. Na primer, aerodinamički uređaji mogu biti u obliku aeroprofila ili kapljica vode.

[0074] Vetroturbina može biti vetroturbina usmerena uz vetar. U tom slučaju, rotor vetroturbine je okrenut ka dolazećem vetru, i tako opterećenja lopatica vetroturbine u ravni zamaha, koja potiču od vetra, potiskuju lopatice vetroturbine ka glavčini. Elementi za povezivanje lopatice su veoma pogodni za ublažavanje takvih opterećenja u ravni zamaha.

[0075] Alternativno, vetroturbina može biti vetroturbina usmerena niz vetar. U tom slučaju, rotor vetroturbine je usmeren suprotno od dolazećeg vetra, i stoga opterećenja lopatica vetroturbine u ravni zamaha, koja potiču od vetra, potiskuju lopatice vetroturbine dalje od glavčine.

[0076] KRATAK OPIS CRTEŽA

[0078] Predmetni pronalazak će sada biti detaljnije opisan uz pozivanje na prateće crteže, na kojima:

[0080] Slike 1 i 2 ilustruju vetroturbinu prema prvom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, Slika 3 predstavlja bočni pogled na vetroturbinu prema drugom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska,

[0081] Slike 4-6 ilustruju lopaticu vetroturbine za vetroturbinu prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska,

[0082] Slike 7-10 ilustruju lopaticu vetroturbine za vetroturbinu prema alternativnom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska,

[0083] Slike 11 i 12 ilustruju zakrivljenu lopaticu vetroturbine za vetroturbinu prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska,

[0084] Slika 13 ilustruje zakretanje lopatice vetroturbine sa osom zakretanja koja nje raspoređena spolja u odnosu na lopaticu vetroturbine,

[0085] Slike 14 i 15 ilustruju pričvršćivanje elementa za povezivanje lopatice na lopaticu vetroturbine u skladu sa dva tehnička rešenja predmetnog pronalaska,

[0086] Slike 16 i 17 ilustruju pričvršćivanje elemenata za prednaprezanje na glavčinu u skladu sa dva tehnička rešenja predmetnog pronalaska, i

[0087] Slika 18 ilustruje element glavčine sa mehanizmima za pojedinačno podešavanje zatezanja.

[0089] DETALJAN OPIS CRTEŽA

[0091] Slike 1 i 2 prikazuju vetroturbinu 1 sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema prvom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Slika 1 predstavlja prednji pogled na vetroturbinu 1, a slika 2 predstavlja bočni pogled na vetroturbinu 1.

[0092] Vetroturbina 1 sadrži toranj 2 i gondolu 3 raspoređenu na tornju 2. Glavčina 4, koja nosi tri lopatice vetroturbine 4 je rotaciono raspoređena na gondoli 3.

[0093] [0069] Tri elementa 6 za povezivanje lopatice međusobno povezuju susedne lopatice 5 vetroturbine između priključnih tačaka 7 na lopaticama 5 vetroturbine. Pored toga, vetroturbina 1 sadrži tri elementa 8 za prednaprezanje, pri čemu svaki element 8 za prednaprezanje se pruža između jednog od elemenata 6 za povezivanje lopatice i glavčine 4. Time elementi 8 za prednaprezanje obezbeđuju prednaprezanje u elementima 6 za povezivanje lopatice.

[0094] Prednapregnuti elementi 6 za povezivanje lopatice uzrokuju da lopatice 5 vetroturbine međusobno pružaju podršku, u smislu da se opterećenja na lopaticama 5 vetroturbine, posebno opterećenja u ravni ivice i opterećenja u ravni zamaha, „dele” među lopaticama 5 vetroturbine.

[0095] Slika 3 predstavlja bočni pogled na vetroturbinu 1 sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema drugom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Vetroturbina 1 sa slike 3 je veoma slična vetroturbini 1 sa slika 1 i 2, i stoga ovde neće biti detaljno opisana. Na slici 3 elementi za povezivanje lopatice nisu vidljivi.

[0096] U tehničkom rešenju sa slike 3, elementi 8 za prednaprezanje nisu direktno povezani sa glavčinom 4. Umesto toga, elementi 8 za prednaprezanje su povezani sa delom glavčine u obliku elementa 9 glavčine, koji se pruža od glavčine 4 uglavnom duž pravca definisanog rotacionom osom glavčine 4. Time je priključna tačka elemenata 8 za prednaprezanje dalje od glavčine 4 nego što je to slučaj u tehničkom rešenju sa slika 1 i 2, a samim tim dalje od polozicija na kojima su lopatice 5 vetroturbine povezane sa glavčinom 4. Kao posledica, elementi 8 za prednaprezanje takođe povlače elemente za povezivanje lopatice (nije prikazano) dalje od glavčine 4 i dalje od tornja 2. Ovo takođe izaziva da lopatice 5 vetroturbine budu povučene u ovom pravcu, čime se dodatno smanjuju opterećenja u ravni ivice i opterećenja u ravni zamaha pri korenu lopatica 5 vetroturbine i obezbeđuje razmak od tornja, slično kao što se postiže uvođenjem konusnog ugla. Zbog upotrebe elemenata za povezivanje, utvrđeno je da ovo ima tendenciju da poveća krutost u unutrašnjem delu lopatice.

[0097] Slike 4–6 ilustruju lopaticu 5 vetroturbine za vetroturbinu prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Slika 4 predstavlja perspektivni prikaz lopatice 5 vetroturbine, a slika 5 predstavlja poprečni presek duž uzdužnog smera lopatice 5 vetroturbine. Slika 6 predstavlja poprečni presek duž pravca tetive lopatice 5 vetroturbine.

[0098] Lopatica 5 vetroturbine sadrži korenski kraj 10 prilagođen za povezivanje sa glavčinom putem mehanizma zakretanja, i vrh (nije prikazan), raspoređen suprotno od korenskog kraja 10. Lopatica 5 vetroturbine je formirana od unutrašnjeg dela 5a lopatice, koji sadrži korenski kraj 10, i spoljašnji deo 5b lopatice, koji sadrži kraj vrha. Unutrašnji deo 5a lopatice i spoljašnji deo 5b lopatice su povezani jedan sa drugim kako bi formirali lopaticu 5 vetroturbine.

[0099] Struktura 11 ležaja je raspoređena na mestu gde su unutrašnji deo 5a lopatice i spoljašnji deo 5b lopatice povezani jedan sa drugim. Dva elementa 6 za povezivanje lopatice su povezana sa lopaticom 5 vetroturbine preko priključnih tačaka 7 na strukturi 11 ležaja. Time, kada lopatica 5 vetroturbine izvršava pokrete zakretanja, elementi 6 za povezivanje lopatice se ne rotiraju zajedno sa lopaticom 5 vetroturbine. Na taj način se izbegava neželjeno uvijanje ili zatezanje koje bi se primenilo na elemente 6 za povezivanje lopatice tokom zakretanja lopatice 5 vetroturbine.

[0100] Na slici 5 se može videti da struktura 11 ležaja sadrži deo 11a koji je pričvršćen vijcima za delove lopatice 5a, 5b, i deo 11b na koji su povezani elementi 6 za povezivanje lopatice. Dva dela 11a, 11b strukture 11 ležaja mogu da se rotiraju jedan u odnosu na drugi.

[0101] Slika 6 predstavlja poprečni presek lopatice 5 vetroturbine sa slike 4, duž pravca tetive, i na mestu strukture 11 ležaja. Shodno tome, slika 6 je u suštini bočni pogled na strukturu 11 ležaja i jasno prikazuje dva dela 11a, 11b strukture 11 ležaja.

[0102] Slike 7–10 ilustruju lopaticu 5 vetroturbine za vetroturbinu prema alternativnom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Slika 7 predstavlja perspektivni prikaz lopatice 5 vetroturbine, a slike 8–10 predstavljaju poprečne preseke lopatice 5 vetroturbine duž pravca tetive.

[0103] Lopatica 5 vetroturbine sa slika 7–10 je veoma slična lopatici 5 vetroturbine sa slika 4–6, i stoga ovde neće biti detaljno opisana.

[0104] U lopatici 5 vetroturbine sa slika 7–10, struktura 11 ležaja je raspoređena unutar spoljašnjeg omotača lopatice 5 vetroturbine. Ovo se može videti na slici 7. Time su priključne tačke 7 između strukture 11 ležaja i elemenata 6 za povezivanje lopatice takođe raspoređene unutar spoljašnjeg omotača lopatice 5 vetroturbine, i bliže osi 12 zakretanja lopatice 5 vetroturbine nego što je to slučaj u tehničkom rešenju prikazanom na slikama 4–6. Ovo minimizuje opterećenja na elemente 6 za povezivanje lopatice i minimizuje sile koje deluju na priključne tačke 7.

[0105] Da bi se izbeglo da lopatica 5 vetroturbine udari u elemente 6 za povezivanje lopatice tokom zakretanja, lopatica 5 vetroturbine je opremljena žlebom 13 formiranim na strani pod pritiskom lopatice 5 vetroturbine. Žleb 13 je raspoređen tako da primi deo elementa 6 za povezivanje lopatice. Na slici 7, jedan od elemenata 6 za povezivanje lopatice je smešten u žlebu 13.

[0106] Slika 8 predstavlja poprečni presek lopatice 5 vetroturbine sa slike 7 duž pravca tetive. Lopatica 5 vetroturbine je u položaju zakretanja pri kojem je jedan od elemenata 6 za povezivanje lopatice smešten u žlebu 13. Pokreti zakretanja su označeni strelicom 14.

[0107] Na slici 9, lopatica 5 vetroturbine je pomerena u položaj zakretanja pri kojem element 6 za povezivanje lopatice više nije smešten u žlebu 13.

[0108] Slika 10 ilustruje slično tehničko rešenje u obliku poprečnog preseka lopatice 5 vetroturbine duž pravca tetive. Lopatica 5 vetroturbine je u položaju zakretanja pri kojem je jedan od elemenata 6 za povezivanje lopatice smešten u žlebu 13. U tehničkom rešenju sa slike 10, dva elementa 6 za povezivanje lopatice su opremljena aerodinamičkim uređajima u obliku aerodinamičkih profila 15. Ovo poboljšava aerodinamička svojstva elemenata 6 za povezivanje lopatice, čime se minimizuju nepovoljni efekti na efikasnost vetroturbine koji nastaju raspoređivanjem elemenata 6 za povezivanje lopatice.

[0109] Slike 11 i 12 ilustruju zakrivljenu lopaticu 5 vetroturbine za vetroturbinu prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Slika 11 prikazuje lopaticu 5 vetroturbine duž pravca tetive, a slika 12 prikazuje lopaticu 5 vetroturbine duž pravca normalnog na nju.

[0110] Tačkasta linija na slikama 11 i 12 predstavlja primer lopatice vetroturbine iz stanja tehnike, dok puna linija predstavlja lopaticu 5 vetroturbine za primenu u vetroturbini prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Precrtana linija 16 označava poziciju gde je lopatica 5 vetroturbine podeljena na unutrašnji deo i spoljašnji deo.

[0111] Slika 11 prikazuje prednju 17 ivicu i zadnju 18 ivicu za svaku od prikazanih lopatica 5 vetroturbine. Može se uočiti da je lopatica 5 vetroturbine prema predmetnom pronalasku zakrivljena u odnosu na lopaticu 5 vetroturbine iz stanja tehnike, na takav način da je osa 12 zakretanja lopatice 5 vetroturbine prema predmetnom pronalasku raspoređena izvan lopatice 5 vetroturbine, na strani prednje 17 ivice i u položaju 16 razdvajanja.

[0112] Fig. 12 prikazuje stranu (19) pritiska i usisnu stranu (20) za svaku od prikazanih lopatica (5) vetroturbine. Takođe, duž ovog pravca, lopatica (5) vetroturbine prema predmetnom pronalasku je zakrivljena u odnosu na lopaticu (5) vetroturbine iz poznate tehnike, na takav način da je osa (12) zakretanja lopatice (5) vetroturbine prema predmetnom pronalasku raspoređena izvan lopatice (5) vetroturbine, na strani (19) pritiska i na položaju (16) razdvajanja.

[0113] [0089] Dakle, lopatica (5) vetroturbine za primenu u vetroturbini prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska je zakrivljena u dva pravca, i ima oblik koji izaziva da osa (12) zakretanja lopatice (5) vetroturbine bude raspoređena izvan prednje (17) ivice i izvan strane (19) pritiska lopatice (5) vetroturbine, na položaju (16) razdvajanja. Shodno tome, ako su elementi za povezivanje lopatice povezani sa lopaticom (5) vetroturbine na položaju (16) razdvajanja, tačke povezivanja mogu biti raspoređene na ili u blizini ose (12) zakretanja, ali izvan lopatice (5) vetroturbine. Na taj način elementi za povezivanje lopatice mogu biti povezani sa lopaticom (5) vetroturbine na jednostavan način, dok se smanjuju opterećenja na elementu za povezivanje lopatice i tačkama povezivanja tokom zakretanja lopatice (5) vetroturbine.

[0114] Treba napomenuti da se lopatice 5 vetroturbine sa slika 11 i 12 nisu nacrtane u razmeri, kako bi se istakao izmenjeni oblik lopatice 5 vetroturbine u skladu sa predmetnim pronalaskom.

[0115] Slika 13 prikazuje zakretanje lopatice 5 vetroturbine sa osom 12 zakretanja koja je raspoređena spolja u odnosu na lopaticu 5 vetroturbine. Isprekidana linija predstavlja poznatu lopaticu 5 vetroturbine, dok puna linija predstavlja lopaticu 5 vetroturbine namenjenu primeni u vetroturbini prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska, pri dva ekstremna ugla zakretanja.

[0116] Elementi za povezivanje lopatice povezani su sa lopaticom 5 vetroturbine prema tehničkom rešenju predmetnog pronalaska u tački povezivanja 7, koja je raspoređena izvan lopatice 5 vetroturbine i na ili u blizini ose 12 zakretanja. Iz slike 13 se može videti da ovo omogućava da lopatica 5 vetroturbine izvodi pokrete zakretanja bez uticaja na elemente za povezivanje lopatice.

[0117] Slika 14 prikazuje lopaticu 5 vetroturbine namenjenu primeni u vetroturbini prema jednom tehničkom rešenju pronalaska. Lopatice 5 vetroturbine sadrže unutrašnji deo 5a lopatice i spoljašnji deo 5b lopatice koji su međusobno povezani preko livenog elementa 21. Elementi 6 za povezivanje lopatice povezani su sa livenim elementom 21 preko zgloba 22, pri čemu zglob 22 formira tačku povezivanja 7 između elemenata 6 za povezivanje lopatice i lopatice 5 vetroturbine. Pravac vetra označen je strelicom 27.

[0118] Pošto su elementi 6 za povezivanje lopatice povezani sa lopaticom 5 vetroturbine preko zgloba 22, omogućeno je da se elementi 6 za povezivanje lopatice pomeraju u odnosu na lopaticu 5 vetroturbine. Ovo može, na primer, biti relevantno tokom zakretanja lopatice 5 vetroturbine.

[0119] [0095] Slika 15 prikazuje lopaticu 5 vetroturbine namenjenu za primenu u vetroturbini prema alternativnom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Slično izvedenju sa slike 14, lopatica 5 vetroturbine sadrži unutrašnji deo 5a lopatice i spoljašnji deo 5b lopatice koji su međusobno povezani preko livenog elementa 21. Prema tehničkom rešenju sa slike 15 elementi 6 za povezivanje lopatice povezani su sa livenim elementom 21 preko sfernog ležaja 23 i fleksibilnog kabla 24. Sferni ležaj 23 omogućava da se elementi 6 za povezivanje lopatice slobodno pomeraju u odnosu na lopaticu 5 vetroturbine. Fleksibilni kabl 24 obezbeđuje prigušenje kretanja elemenata 6 za povezivanje lopatice. Pravac vetra označen je strelicom 27.

[0120] Slika 16 prikazuje poprečni presek glavčine 4 za vetroturbinu prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Tri elementa 8 za prednaprezanje povezana su sa glavčinom 4. Prednaprezanje koje obezbeđuju elementi 8 za prednaprezanje može se pojedinačno podešavati pomoću mehanizama 25 za podešavanje smeštenih unutar glavčine 4. Na taj način, prednaprezanje sva tri elementa 8 za prednaprezanje može se podešavati iz unutrašnjosti glavčine 4. Time se omogućava da se pojedinačno podešavanje elemenata 8 za prednaprezanje lako uskladi i obavi praktično istovremeno, kako bi se izbegle neravnomerne sile na lopatice vetroturbine usled velikih razlika u prednaprezanju među elementima 8 za prednaprezanje.

[0121] Slika 17 prikazuje poprečni presek glavčine 4 za vetroturbinu prema alternativnom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska. Glavčina 4 sa slike 17 takođe ima tri elementa 8 za prednaprezanje povezana sa njom, a prednaprezanje koje obezbeđuju elementi 8 može se pojedinačno podešavati pomoću mehanizama 25 za podešavanje. Međutim, u glavčini 4 sa slike 17, elementi 8 za prednaprezanje povezani su sa zajedničkim anker elementom 26 smeštenim unutar glavčine 4. Anker element 26 je plutajući u smislu da mu je dozvoljeno određeno pomeranje unutar glavčine 4. Time se obezbeđuje raspodela opterećenja i balansiranje između elemenata 8 za prednaprezanje tokom rada vetroturbine.

[0122] Slika 18 prikazuje deo 9 glavčine sa pojedinačnim mehanizmima 25 za podešavanje zatezanja koji deluju na svaki element 8 za prednaprezanje. Mehanizmi 25 za podešavanje čine deo dela 9 glavčine i raspoređeni su u pravcu između ose (28) rotacije glavčine i tačke povezivanja između elementa (6) za povezivanje lopatice i elementa (7) za prednaprezanje. Tipično, mehanizmi za podešavanje su raspoređeni na elementu koji se proteže duž ose rotacije rotora, kao što je tronožac ili greda, kako bi se obezbedila stabilna tačka oslanjanja za mehanizme za podešavanje. Poželjno je da mehanizmi za podešavanje sadrže linearne aktuatorske elemente, kao što su hidraulični, električni, pneumatski, mehanički ili njihove kombinacije. Deo 9 glavčine može se pružati izvan nosnog konusa. Poželjno je da se deo 9 glavčine pruža dovoljno izvan nosnog konusa tako da se pravac elemenata za prednaprezanje preseca sa osom 28 rotacije uz vetar od ravni definisane tačkama 7 povezivanja lopatica, jer se time povećava krutost rotora.

Claims (20)

1. Patentni zahtevi

1. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica koja sadrži toranj (2), gondolu (3) montiranu na toranj (2), glavčinu (4) koja je rotaciono montirana na gondoli (3), i najmanje tri lopatice (5) vetroturbine, pri čemu se svaka lopatica (5) vetroturbine proteže između korenskog kraja (10) povezanog sa glavčinom (4) preko mehanizma zakretanja i vrha, pri čemu vetroturbina (1) dalje sadrži najmanje tri elementa (6) za povezivanje lopatice, gde se svaki element (6) za povezivanje lopatice proteže između tačke (7) povezivanja na jednoj lopatici (5) vetroturbine i tačke (7) povezivanja na susednoj lopatici (5) vetroturbine, pri čemu je tačka (7) povezivanja na datoj lopatici (5) vetroturbine raspoređena na rastojanju od korenskog kraja (10) i na rastojanju od vrha lopatice (5) vetroturbine,

pri čemu vetroturbina (1) dalje sadrži najmanje tri elementa (8) za prednaprezanje, pri čemu je svaki element (8) za prednaprezanje povezan sa jednim od elemenata (6) za povezivanje lopatice i sa delom glavčine rotora (4, 9, 26), naznačena time što svaki element (8) za prednaprezanje time obezbeđuje prednaprezanje u elementu (6) za povezivanje lopatice sa kojom je povezan, i elementi (8) za prednaprezanje su raspoređeni tako da obezbeđuju podesivo prednaprezanje u elementima (6) za povezivanje lopatice.

2. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema patentnom zahtevu 1, pri čemu su tačke (7) povezivanja raspoređene izvan spoljašnje površine lopatica (5) vetroturbine.

3. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su elementi (6) za povezivanje lopatice povezani sa odgovarajućim lopaticama (5) vetroturbine preko ležajnih struktura (11) montiranih na ili koje čine deo lopatica (5) vetroturbine.

4. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su tačke (7) povezivanja na lopaticama (5) vetroturbine raspoređene na rastojanju od korenskog kraja (10) koje je između 10% i 60% dužine lopatica (5) vetroturbine od korenskog kraja (10) do vrha.

5. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su tačke (7) povezivanja na lopaticama (5) vetroturbine raspoređene na položaju gde je odnos debljine i tetive lopatice (5) vetroturbine između 20% i 50%.

6. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu svaka lopatica (5) vetroturbine sadrži unutrašnji deo (5a) lopatice koji sadrži korenski kraj (10) i spoljašnji deo (5b) lopatice koji sadrži vrh, pri čemu su unutrašnji deo (5a) lopatice i spoljašnji deo (5b) lopatice međusobno povezani u položaju (16) razdvajanja, i pri čemu su tačke (7) povezivanja na lopaticama (5) vetroturbine raspoređene u položaju (16) razdvajanja.

7. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu glavčina (4) sadrži deo (9) glavčine koji se proteže od glavčine (4) uglavnom duž pravca definisanog rotacionom osom glavčine (4), i pri čemu su elementi (8) za prednaprezanje povezani sa delom (9) glavčine.

8. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema patentnom zahtevu 7, pri čemu je deo (9) glavčine raspoređen da obezbedi podesivo prednaprezanje i/ili podesivu krutost u elementima (6) za prednaprezanje i/ili elementima (6) za povezivanje lopatice preko elemenata (8) za prednaprezanje.

9. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od patentnih zahteva 1-6, pri čemu su elementi (8) za prednaprezanje povezani sa zajedničkom tačkom (26) koja je raspoređena unutar glavčine (4).

10. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu lopatice (5) vetroturbine definišu konusni ugao u intervalu od 2° do 20°.

11. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su tačke (7) povezivanja sa lopaticama (5) vetroturbine raspoređene na ili blizu ose (12) zakretanja lopatica (5) vetroturbine.

12. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je svaka (5) lopatica vetroturbine opremljena sa najmanje jednim žlebom (13) formiranim u spoljašnjem omotaču lopatice (5) vetroturbine, pri čemu je najmanje jedan žleb (13) raspoređen tako da primi deo elementa (6) za povezivanje lopatice.

13. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je svaka od lopatica (5) vetroturbine zakrivljena u najmanje jednom pravcu između korenskog kraja (10) i vrha, čime se osa (12) zakretanja lopatica vetroturbine (5) nalazi spolja u odnosu na lopatice (5) vetroturbine, barem na tačkama (7) povezivanja.

14. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu se svaka od lopatica (5) vetroturbine proteže duž uzdužnog smera, i pri čemu uzdužni smer formira ne-nulti ugao u odnosu na osu (12) zakretanja mehanizma zakretanja lopatice (5) vetroturbine.

15. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu elementi (8) za prednaprezanje i/ili elementi (6) za povezivanje lopatice sadrže mehanizam za prigušivanje vibracija.

16. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su elementi (8) za prednaprezanje i/ili elementi (6) za povezivanje lopatice opremljeni aerodinamičkim uređajima (15).

17. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je vetroturbina (1) vetroturbina koja se pokreće uz vetar.

18. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su tačke (7) povezivanja jedne lopatice vetroturbine raspoređene

jedna pored druge i/ili su dva elementa (6) za povezivanje lopatice povezana sa istom tačkom (7) povezivanja.

19. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je zategnutost u elementima (6) za prednaprezanje pojedinačno podesiva.

20. Vetroturbina (1) sa kontrolisanim zakretanjem lopatica prema bilo kom od patentnih zahteva 9 do 19, pri čemu deo (9) glavčine sadrži mehanizam (25) za podešavanje koji ima linearni aktuator raspoređen u pravcu između ose (28) rotacije glavčine i tačke povezivanja između elementa (6) za povezivanje lopatice i elementa (7) za prednaprezanje.