PALA DE AEROGENERADOR CON ELEMENTOS HIPERSUSTENTADORES.
Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores en el borde de ataque y/o borde salida (siendo este último con alto espesor relativo) situados en la zona de la raíz,
de forma que se mejora el comportamiento aerodinámico y por tanto la cantidad de energía extraída del viento respecto de palas tradicionales con raíz cilíndrica u ovalada
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200801632.
Solicitante: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. UNIPERSONAL.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: NAVARRA.
Inventor/es: ROMERO-SANZ,IGNACIO, JIMENEZ DE LAGO,MARIO.
Fecha de Solicitud: 30 de Mayo de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 31 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D1/06B
- F03D1/06C
Clasificación PCT:
- F03D1/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › F03D 1/00 Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/02). › Rotores.
Fragmento de la descripción:
Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores.
Objeto de la invención
El objeto de la presente patente de invención es una pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores en la zona de raíz de la pala, donde dichos elementos son de dos tipos: elementos hipersustentadores en la zona de borde de ataque y en la zona de borde de salida, de tal forma que dicha pala sea optimizada aerodinámicamente en toda su geometría para aumentar la producción energética del aerogenerador.
Antecedentes de la invención
Las palas tradicionales de los aerogeneradores se unen al buje a través de una zona cilíndrica conocida como raíz, cuya longitud característica suele ser de varios metros. Para la mayoría de los aerogeneradores, la función de dicha zona es típicamente estructural y no contribuye significativamente a la producción del aerogenerador, ya que no está optimizada aerodinámicamente.
En el actual estado de la técnica se describen elementos postizos en la zona de raíz para mejorar las prestaciones de la pala, sin embargo, se caracterizan por tener un borde de salida afilado y una longitud de cuerda en la unión con la raíz muy grande.
Así, por ejemplo, tenemos el documento WO 2007/131937 que describe una pala para un generador eólico con un elemento postizo del borde de salida postizo a la estructura de la propia pala.
Descripción de la invención
Para paliar el problema comentado, se presenta la pala de aerogenerador con elemento hipersustentador, objeto de la presente patente de invención. Dichos elementos hipersustentadores son de dos tipos diferenciados en función de su posición y uso en la pala:
El elemento hipersustentador de borde de salida es una pieza fija, y no móvil como en otros elementos aerodinámicos de borde de salida relatados en el estado de la técnica. El borde de salida de este élemento es de un espesor mayor que los bordes de salida conocidos, obteniéndose un mayor coeficiente de sustentación, lo que a su vez permite construir el postizo con una menor longitud total (menor cuerda). Es decir, que para una misma sustentación, con un mayor espesor relativo de borde de salida se obtiene un elemento con una menor longitud o cuerda. El dispositivo permite además una construcción de la pala con una menor torsión, debido a que dispone de un mayor ángulo de entrada en pérdidas a altos ángulos de ataque. Este elemento hipersustentador puede formar parte de una pala enteriza y no sólo coma elemento adicional o postizo.
El elemento hipersustentador de borde de ataque es uno seleccionado entre:
El uso combinado de ambas configuraciones (borde de salida y borde de ataque) se obtienen las siguientes ventajas técnicas:
Se obtiene una mayor energía producida por el aerogenerador, al mejorar el coeficiente aerodinámico de las palas.
Se obtiene una mejora en el rendimiento a velocidades de viento incidentes más bajas, dado que el ángulo de incidencia del viento se ha mejorado.
Se puede utilizar en palas ya instaladas, también se mejora y facilita su producción y transporte.
Breve descripción de las figuras
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La figura 1 es una vista en planta de una pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores incorporados, tal y como se describe en la presente invención.
La figura 2 es una sección transversal de la pala de aerogenerador con el primer elemento hipersustentador de borde de ataque incorporado.
La figura 3 es una sección transversal de la pala de aerogenerador con el segundo elemento hipersustentador de borde de ataque incorporado.
La figura 4 es una sección transversal de la pala de aerogenerador con el tercer elemento hipersustentador de borde de ataque incorporado.
La figura 5 es una sección transversal de la pala de aerogenerador con el cuarto elemento hipersustentador de borde de ataque incorporado.
La figura 6 es una vista en perfil de un aerogenerador con elementos hipersustentadores incorporados, según la presente invención.
Realización preferente de la invención
Tal y como puede observarse en las figuras adjuntas, la pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores comprende, al menos, un elemento hipersustentador de borde de salida (1) con un final romo y una longitud de cuerda (C) entre un 5% y un 30% inferior a un perfil convencional para el mismo coeficiente de sustentación; y porque el radio de la zona de unión está relacionado con el radio de la raíz (4) de la pala (3), así como con el espesor de dicho elemento hipersustentador de borde de salida (1).
El primer elemento hipersustentador de borde de salida (1) puede ser postizo o integrado en una pala enteriza.
El elemento hipersustentador de borde de ataque (2) es uno seleccionado entre:
En el diseño dedos elementos hipersustentadores que se acoplaran a la pala del aerogenerador, tanto en el borde de ataque como en el borde de salida, además de tener en cuenta una optimización de la relación entre el coeficiente de sustentación CL y el ángulo de ataque aSTALL, debe tener en cuenta una distancia de seguridad entre los límites geométricos de los postizos y la propia máquina.
Reivindicaciones:
1. Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores caracterizada porque comprende al menos
2. Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores de la reivindicación 1 caracterizada porque el elemento hipersustentador de borde de ataque (2) es uno seleccionado entre:
3. Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende, al menos, un elemento hipersustentador de borde de salida (1) con un final romo y una longitud de cuerda (C) entre un 5% y un 30% inferior a un perfil convencional con un mismo coeficiente de sustentación.
4. Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores de la reivindicación 1 caracterizada porque el radio de la zona de unión está relacionado con el radio de la raíz (4) de la pala (3), así como con el espesor de dicho elemento hipersustentador de borde de salida (1).
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