Pala de turbina eólica con perfil aerodinámico variable.

Pala de turbina eólica (2) que tiene un lado de succión (4) y un lado de presión (6),

lados que están conectados en un borde de ataque (8) y un borde de salida (10), comprendiendo la pala adicionalmente un elemento elástico activo (12) dispuesto con acceso a la superficie de la pala de turbina eólica, en la que el elemento elástico activo (12) puede deformarse de una primera forma a una segunda forma, y el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 1, de un perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma es mayor que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 2, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo (12) en la segunda forma, en la que dicho elemento elástico activo (12) está dispuesto de modo que el espesor de la pala cambia con la deformación del elemento elástico activo de manera que la línea de curvatura se desplaza con respecto a la línea de cuerda, caracterizada por que dicho elemento elástico activo (12) está dispuesto en el lado de presión (6) del perfil aerodinámico de la pala (2) .

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2005/053397.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 44 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: GODSK,Kristian Balschmidt, NIELSEN,THOMAS S. BJERTRUP.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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.
  • F03D7/04 F03D […] › F03D 7/00 Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p. ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p. ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00). › Control automático; Regulación.

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Pala de turbina eólica con perfil aerodinámico variable.

Fragmento de la descripción:

Pala de turbina eólica con perfil aerodinámico variable Campo técnico de la invención La invención se refiere a una pala de turbina eólica. Particularmente, la invención se refiere a una pala de turbina eólica que tiene un perfil aerodinámico, perfil que puede ajustarse mediante deformación de un elemento elástico activo dispuesto con acceso a la superficie de la pala de turbina eólica en el perfil.

Antecedentes de la invención Se ha sugerido usar una pala de turbina eólica con una forma externa que pueda cambiarse durante el uso. Particularmente, en el documento WO 02/051730 se dio a conocer proporcionar una parte móvil o deformable de una pala de turbina eólica hacia la raíz, siendo la longitud de cuerda máxima. Por consiguiente, puede reducirse la longitud de cuerda de la parte más ancha de la pala en caso de viento intenso de modo que se reduzca la deformación.

También se ha sugerido deformar el borde de ataque y/o el borde de salida doblando el perfil hacia arriba o hacia abajo. Por ejemplo, en el documento WO 2004/088130 se sugirió doblar la zona del borde de ataque y/o un flap del borde de salida mediante un material inteligente o un conjunto de pistón hidráulico. Parte de la pared de pala está hecha de un caucho pasivo, flexible, y durante el uso del caucho pasivo, flexible se estira para ajustarse al material inteligente o el conjunto de pistón hidráulico. En una realización, el caucho comprende huecos aislados.

Objetos de la invención El objeto de la presente invención es proporcionar una pala de turbina eólica mejorada con un perfil aerodinámico ajustable.

Otro objeto de la invención es proporcionar un método mejorado para operar una turbina eólica con un perfil aerodinámico ajustable.

Descripción de la invención Uno o más de los objetos anteriores y otros se realizan mediante una pala de turbina eólica que tiene las características según la reivindicación 1.

Con elemento elástico activo se hace referencia en el presente documento a que el espesor de la pala cambia con la deformación del elemento elástico. Para realizar la variación deseada en el coeficiente de sustentación máximo, el espesor debe aumentarse normalmente en al menos el 10% para al menos una posición en el elemento elástico activo. Se prefiere que el al menos 10% sea además de un posible cambio en el espesor realizado por un doblado opcional de la región de punta y/o la región de borde de salida puesto que esto permite un ajuste muy preciso del coeficiente de sustentación máximo en el elemento elástico activo.

El elemento elástico activo puede fabricarse por ejemplo completa o parcialmente de un material a base de caucho o de otro material a base de polímero.

Con que el elemento elástico activo esté dispuesto con acceso a la superficie se hace referencia en el presente documento a que la superficie se deforma cuando se deforma el elemento elástico activo. Dicho de otro modo, la expresión dispuesto con acceso a la superficie incluye casos en los que el elemento elástico activo está parcial o completamente cubierto por una capa de superficie, tal como pintura, un recubrimiento termoplástico, unos medios de actuador, tales como un material inteligente, un colector de descargas eléctricas o un conductor de descargas eléctricas, etc.

El elemento elástico activo puede proporcionarse como lámina masiva o elemento voluminoso en una parte de pared de pala completa o sustancialmente completa rígida, por ejemplo cuando se mejora una pala tradicional disponiendo un elemento elástico activo sobre la misma. Los medios de actuador y/o un compartimento para recibir un fluido pueden disponerse en este caso entre la pared de pala original y el elemento elástico activo. El elemento elástico activo también puede proporcionarse como dos o más láminas o una lámina masiva o elementos voluminosos conectados para formar uno o más compartimentos o rebajes en su interior. Un elemento elástico activo de este tipo también puede disponerse en una parte de pared de pala completa o sustancialmente completa rígida o en una estructura más abierta, tal como uno o más nervios rígidos u otra estructura de soporte rígida.

La forma aerodinámica de una pala de turbina eólica se forma normalmente mediante la interpolación entre un número de planos aerodinámicos, es decir secciones transversales de la pala ortogonales a la longitud de la pala, donde cada perfil aerodinámico se optimiza para una razón de espesor a cuerda particular, que de nuevo viene dictada por los requisitos estructurales de la pala. La presente invención se refiere a palas de turbina eólica que comprenden al menos un perfil aerodinámico, que puede cambiar la forma y las propiedades aerodinámicas durante el uso aumentando el espesor del perfil aerodinámico.

Cuando la velocidad del viento entrante está por encima de un nivel relativamente bajo, tal como por ejemplo de 11 m/s a 13 m/s, entonces la turbina eólica alcanza el rendimiento de potencia nominal y la operación de la turbina eólica es más cuestión de evitar o limitar el daño de la turbina eólica que de optimizar el rendimiento de energía. Esto se realiza normalmente reduciendo la eficiencia inclinando la pala de modo que se disminuya el ángulo de ataque del viento entrante y disminuyendo de este modo la fuerza de sustentación sobre la pala. Cuando la velocidad del viento entrante es muy alta, tal como por encima de 22 - 25 m/s, la turbina eólica se detiene. Sin embargo, si se reduce la sustentación de la pala cuando la velocidad del viento entrante está por encima del nivel bajo, entonces puede ampliarse el margen de operación. Cuando la reducción de la sustentación se concentra en la parte de la pala alejada de la raíz de pala, entonces una reducción de la sustentación corresponde a una reducción virtual del radio del rotor, lo que es altamente ventajoso con respecto a la inclinación tradicional o la pérdida activa, puesto que la carga sobre la pala es mucho más favorable y se reduce considerablemente la deformación de la pala. Además, si la sustentación de la pala se ajusta lo suficientemente rápido, entonces las palas o incluso la pala individual puede optimizarse según el viento entrante en ese instante que experimenta la pala por ejemplo durante una ráfaga de viento o, si la velocidad del viento entrante se mide delante de la turbina eólica, las palas pueden optimizarse incluso antes de que, por ejemplo, llegue una ráfaga de viento y por consiguiente se reduce enormemente la degradación por fatiga de las palas de manera considerable.

En una realización preferida, la pala de turbina eólica según la invención comprende además unos medios de tensión de pala dispuestos en la pala para establecer la tensión de la pala. Los medios de tensión de pala pueden ser ventajosamente un medidor de deformación dispuesto en una pared de pala o un larguero de la pala puesto que esto permite una medición muy exacta y muy local de la tensión dentro de la pala. En otra realización, los medios de tensión de pala comprenden una fibra óptica o conductora. Los medios de tensión de pala están conectados funcionalmente, tal como a través de medios mecánicos, a través de una conexión eléctrica o a través de una conexión inalámbrica, a una unidad de control. La unidad de control puede controlar la forma del elemento elástico activo y por ejemplo puede ser un procesador o un ordenador. La unidad de control puede conectarse a más de una pala de turbina eólica y se integra preferiblemente con la unidad de control principal de la turbina eólica. En una realización alternativa aunque todavía preferida, la unidad de control está dispuesta en la pala de modo que la pala individual actúa de manera autónoma.

En otra realización preferida, la pala de turbina eólica comprende además un anemómetro dispuesto cerca de la punta de la pala. El anemómetro puede ser una gama de medios para medir la velocidad del viento entrante, el viento efectivo en una o más de las superficies de la pala y/o el ángulo de entrada del flujo del viento sobre la pala. Ejemplos ventajosos son un anemómetro láser para medir la velocidad del viento delante de la pala o un tubo de Pitot para medir el ángulo de entrada del flujo o la velocidad del viento en la superficie de la pala. El anemómetro está conectado funcionalmente a una unidad de control. La unidad de control y las conexiones se comentaron anteriormente.

La línea de cuerda es la línea recta entre el borde de ataque y el borde de salida. La curvatura es la curva formada por la conexión de los puntos en el centro entre la pared del lado de presión y la pared del lado de succión. Por consiguiente, para un perfil aerodinámico asimétrico la curvatura se desviará de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Pala de turbina eólica (2) que tiene un lado de succión (4) y un lado de presión (6) , lados que están conectados en un borde de ataque (8) y un borde de salida (10) , comprendiendo la pala adicionalmente un elemento elástico activo (12) dispuesto con acceso a la superficie de la pala de turbina eólica, en la que el elemento elástico activo (12) puede deformarse de una primera forma a una segunda forma, y el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 1, de un perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma es mayor que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 2, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo (12) en la segunda forma, en la que dicho elemento elástico activo (12) está dispuesto de modo que el espesor de la pala cambia con la deformación del elemento elástico activo de manera que la línea de curvatura se desplaza con respecto a la línea de cuerda, caracterizada por que dicho elemento elástico activo (12) está dispuesto en el lado de presión (6) del perfil aerodinámico de la pala (2) .

2. Pala de turbina eólica (2) según la reivindicación 1, en la que el elemento elástico activo (12) está dispuesto en un área entre el borde de salida (10) y aproximadamente el 40% de la longitud de cuerda desde el borde de ataque, preferiblemente el elemento elástico activo está dispuesto en un área entre el borde de salida y aproximadamente el 50% de la longitud de cuerda desde el borde de ataque; y/o en la que el elemento elástico activo para el perfil aerodinámico está dispuesto desde aproximadamente e.

50. 70% de la cuerda, preferiblemente desde aproximadamente e.

55. 65% de la cuerda, tal como aproximadamente el 60% de la cuerda, y hasta aproximadamente e.

80. 90% de la cuerda, preferiblemente hasta aproximadamente el 90 98% de la cuerda, tal como aproximadamente el 95% de la cuerda; y/o en la que dicho elemento elástico activo está dispuesto en el 50% más externo del radio de la pala; preferiblemente el elemento elástico activo está dispuesto en el 25% más externo del radio de la pala.

3. Pala de turbina eólica según la reivindicación 1 ó 2, en la que dicho elemento elástico activo está dispuesto en un área entre el espesor máximo del perfil aerodinámico de la pala y el borde de salida; y/o que comprende además un anemómetro dispuesto cerca de la punta de la pala, estando conectado funcionalmente dicho anemómetro a una unidad de control que puede controlar la forma del elemento elástico activo, siendo preferiblemente el anemómetro un anemómetro láser o un tubo de Pitot; y/o que comprende además unos medios de tensión de pala dispuestos en la pala para establecer la tensión de la pala, estando conectados funcionalmente dichos medios de tensión de pala a una unidad de control que puede controlar la forma del elemento elástico activo, siendo preferiblemente los medios de tensión de pala un medidor de deformación dispuesto en una pared de pala

o un larguero de la pala, o unos medios que comprenden una fibra óptica o conductora.

4. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una pluralidad de elementos elásticos activos dispuestos en el lado de presión de la pala, preferiblemente 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

o más elementos elásticos activos, más preferiblemente una mayoría de los elementos elásticos activos están dispuestos en un área entre el espesor máximo de los planos aerodinámicos de la pala y el borde de salida; y/o que comprende además un número de anemómetros distribuidos longitudinalmente a lo largo de la pala, en la que cada uno de dicho número de anemómetros está dispuesto cerca de uno diferente de dicha pluralidad de elementos elásticos activos, y estando conectado funcionalmente dicho número de anemómetros a una unidad de control que puede controlar la forma de dicha pluralidad de elementos elásticos activos individualmente, siendo preferiblemente el anemómetro un anemómetro láser o un tubo de Pitot; y/o en la que al menos uno de la pluralidad de elementos elásticos activos se extiende de 2 a 30 metros en la longitud de la pala, preferiblemente de 5 a 20 metros; más preferiblemente al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos se extienden de 8 a 15 metros en la longitud de la pala; y/o en la que al menos uno de la pluralidad de elementos elásticos activos se extiende del 3% al 50% de la longitud de la pala de turbina eólica, preferiblemente del 5% al 40% de la longitud de la pala de turbina eólica; más preferiblemente al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos se extienden del 10% al 25% de la longitud de la pala de turbina eólica; y/o en la que al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos están dispuestos sustancialmente extremo con extremo de modo que un primer elemento elástico activo se extiende desde un segundo elemento elástico activo en la longitud de la pala; y/o en la que al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos están dispuestos uno al lado del otro de modo que un primer elemento elástico activo se extiende desde el segundo elemento elástico activo sustancialmente ortogonal a la longitud de la pala; y/o en la que al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos están dispuestos solapándose al menos parcialmente en la longitud de la pala y/o sustancialmente ortogonales a la longitud de la pala; y/o que comprende además medios para controlar la forma de los elementos elásticos activos individualmente.

5. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la segunda forma del elemento elástico activo es un estado relajado del elemento elástico activo; y/o en la que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 1, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma es al menos el 10% mayor que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 2, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la segunda forma, preferiblemente el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 1, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma es al menos el 15% mayor que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 2, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la segunda forma, más preferiblemente el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 1, del perfil aerodinámico

con el elemento elástico activo en la primera forma es al menos el 20% mayor que el coeficiente de sustentación máximo, cL, máx 2, del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la segunda forma.

6. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la diferencia en el coeficiente de sustentación para el perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma y la segunda forma, LcL, debe ser mayor que el 10% del mayor de los coeficientes de sustentación a un ángulo de ataque para todos los ángulos de ataque entre a = amáx - 5º y amáx, preferiblemente, LcL > 20% del mayor de los coeficientes de sustentación al ángulo de ataque para todos los ángulos de ataque entre a = amáx - 5º y amáx, tal como LcL > 25% o incluso LcL, > 50%, más preferiblemente el intervalo de a, para el que LcL debe estar por encima del valor definido, es a = 0º a amáx +2º, e incluso más preferiblemente el intervalo de a, para el que LcL debe estar por encima del valor definido, es a = -2º a amáx +3º; en la que amáx es el ángulo de ataque correspondiente al coeficiente de sustentación máximo; y/o en la que el coeficiente de sustentación máximo del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma, cL, máx, 1, es mayor que 1, 2 y/o el coeficiente de sustentación máximo del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la segunda forma, cL, máx, 2, está por debajo de 1, 0, en la que el coeficiente de sustentación máximo corresponde a Re en el intervalo de 1 - 10 millones y un flujo bidimensional que pasa por una superficie de perfil liso; preferiblemente cL, máx, 1 es mayor que 1, 25 y/o cL, máx, 2 está por debajo de 0, 9, en la que los coeficientes de sustentación máximos corresponden a Re en el intervalo de 1 - 10 millones y un flujo bidimensional que pasa por una superficie de perfil liso; y/o en la que la curvatura del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma difiere de la curvatura del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la segunda forma, y la diferencia en la curvatura es una distancia de al menos el 0, 25% de la cuerda ortogonal a la línea de cuerda para una parte del perfil aerodinámico correspondiente a al menos el 10% de la línea de cuerda; preferiblemente la diferencia en la curvatura es una distancia de al menos el 0, 25% de la cuerda ortogonal a la línea de cuerda para una parte del perfil aerodinámico correspondiente a al menos el 15% de la línea de cuerda; más preferiblemente la diferencia en la curvatura es una distancia de al menos el 0, 30% de la cuerda ortogonal a la línea de cuerda para una parte del perfil aerodinámico correspondiente a al menos el 10% de la línea de cuerda; y lo más preferiblemente la diferencia en la curvatura es una distancia de al menos el 0, 30% de la cuerda ortogonal a la línea de cuerda para una parte del perfil aerodinámico correspondiente a al menos el 15% de la línea de cuerda; y/o en la que la línea de curvatura del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma se desvía en al menos el 1, 5% de la longitud de cuerda ortogonalmente desde la línea de cuerda del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma en al menos el 10% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida; preferiblemente en al menos el 20% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida, tal como en al menos el 30% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida; más preferiblemente la línea de curvatura del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma se desvía en al menos el 3% de la longitud de cuerda ortogonalmente desde la línea de cuerda del perfil aerodinámico con el elemento elástico activo en la primera forma en al menos el 10% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida; preferiblemente en al menos el 20% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida, tal como en al menos el 30% del intervalo entre el borde de ataque y el borde de salida.

7. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el elemento elástico activo comprende un compartimento para recibir un fluido; y/o en la que el elemento elástico activo en combinación con una parte rígida de la pala de turbina eólica forma un compartimento para recibir un fluido; y/o que comprende además una válvula de recepción para controlar el transporte de fluido a dicho compartimento, estando dispuesta dicha válvula de recepción cerca del compartimento que va a controlarse y estando conectada funcionalmente dicha válvula de recepción a dicho compartimento; y/o en la que la válvula de recepción está dispuesta cerca de un extremo del compartimento hacia la raíz de la pala; y/o que comprende una válvula de descarga para controlar el transporte de fluido desde dicho compartimento, estando dispuesta dicha válvula de descarga cerca del compartimento que va a controlarse y estando conectada funcionalmente dicha válvula de descarga a dicho compartimento; y/o en la que la válvula de descarga está dispuesta cerca de un extremo del compartimento hacia la punta de la pala; y/o en la que la válvula de descarga está dispuesta para descargar el fluido a una superficie de la pala de turbina eólica.

8. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además unos medios de detección, tales como un manómetro o un caudalímetro, estando conectados funcionalmente los medios de detección al compartimento y siendo capaces de establecer dichos medios de detección un volumen de fluido en el compartimento por ejemplo a través de la presión del fluido en el compartimento o el flujo de fluido a y/o desde el compartimento; y/o que comprende además un sistema de distribución de fluido en comunicación con el compartimento, preferiblemente a través de dicha válvula de recepción y/o dicha válvula de descarga; y/o que comprende además unos medios para transportar el fluido, estando dichos medios en comunicación con el sistema de distribución de fluido.

9. Pala de turbina eólica según la reivindicación 8, en la que el fluido es un gas.

10. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además un flap dispuesto cerca del borde de salida del perfil aerodinámico; siendo dicho flap activo en el sentido de que puede

accionarse mediante unos medios de actuador entre una primera posición y una segunda posición; el coeficiente de sustentación máximo del perfil aerodinámico con el flap en la primera posición es mayor que el coeficiente de sustentación máximo del perfil aerodinámico con el flap en la segunda posición.

11. Pala de turbina eólica según la reivindicación 10, en la que el flap se extiende desde entre el 80 y el 90% de la longitud de cuerda desde el borde de ataque hasta el borde de salida, preferiblemente el flap se extiende desde entre aproximadamente el 85% de la longitud de cuerda desde el borde de ataque hasta el borde de salida; y/o en la que la segunda posición del flap es hacia el lado de succión del perfil aerodinámico en comparación con la primera posición del flap, y la segunda posición del flap es un estado relajado del flap.

12. Pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, que comprende una pluralidad de flaps dispuestos cerca del borde de salida de la pala, preferiblemente 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 o más flaps dispuestos cerca del borde de salida; y/o en la que al menos una de la pluralidad de flaps se extiende de 2 a 20 metros en la longitud de la pala, preferiblemente de 5 a 15 metros; más preferiblemente al menos dos de la pluralidad de elementos elásticos activos se extienden de 5 a 15 metros en la longitud de la pala; y/o en la que al menos una de la pluralidad de flaps se extiende del 3% al 50% de la longitud de la pala de turbina eólica, preferiblemente del 5% al 40% de la longitud de la pala de turbina eólica; más preferiblemente al menos dos de la pluralidad de flaps se extienden del 10% al 25% de la longitud de la pala de turbina eólica; y/o en la que la pluralidad de flaps están dispuestas una extendiendo la otra en la dirección de longitud de la pala y un conector elástico está dispuesto entre flaps adyacentes de modo que los flaps formen una superficie continua libre de escalones en la dirección longitudinal de la pala; y/o en la que los medios de actuador pueden accionarse mediante un fluido, preferiblemente mediante el mismo fluido que los elementos elásticos activos; y/o en la que los medios de actuador están conectados funcionalmente al sistema de distribución de fluido, sistema de distribución de fluido que está en comunicación con el elemento elástico activo.

13. Subunidad para su instalación en una pala de turbina eólica, pala de turbina eólica que tiene un lado de succión y un lado de presión, lados que están conectados en un borde de ataque y un borde de salida para formar una superficie de pala rígida, comprendiendo dicha subunidad un elemento elástico activo adaptado con respecto a la forma y el tamaño para conectarse a una parte de superficie rígida de una pala de turbina eólica, de modo que durante la operación de una turbina eólica que comprende dicha pala de turbina eólica con dicha subunidad, dicho elemento elástico activo es deformable de una primera forma a una segunda forma, de modo que el espesor de la pala cambia con la deformación del elemento elástico activo de manera que la línea de curvatura se desplaza con respecto a la línea de cuerda de la pala; y el coeficiente de sustentación máximo de la estructura combinada de la subunidad y la pala de turbina eólica en la primera forma, cL, máx 1, es mayor que el coeficiente de sustentación máximo de la estructura combinada de la subunidad y la pala de turbina eólica con el elemento elástico activo en la segunda forma, cL, máx 2.

14. Método de operación de una turbina eólica que tiene una pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las etapas de establecer la velocidad del viento entrante, preferiblemente a través de un anemómetro dispuesto en la pala de turbina eólica, y si la velocidad del viento entrante está por debajo de un primer valor umbral, tal como 10 m/s, entonces deformar un elemento elástico activo desde la segunda forma a la primera forma de modo que se aumenta la sustentación del perfil aerodinámico en el elemento elástico activo.

15. Método según la reivindicación 14, que comprende además la etapa de, si la velocidad del viento entrante está por debajo de un segundo valor umbral, accionar el flap desde la segunda posición a la primera posición de modo que se aumenta la sustentación del perfil aerodinámico en el flap, preferiblemente el segundo valor umbral es mayor que el primer valor umbral tal como 15 m/s.

16. Método de operación de una turbina eólica que tiene una pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las etapas de establecer la tensión de la pala de turbina eólica, preferiblemente a través de unos medios de tensión de pala dispuestos en la pala de turbina eólica, y si la tensión está por debajo de un primer valor umbral, entonces deformar el elemento elástico activo desde la segunda forma a la primera forma de modo que se aumenta la sustentación del perfil aerodinámico en el elemento elástico activo.

17. Método de operación de una turbina eólica que tiene una pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las etapas de establecer la tasa de cambio de tensión de la pala de turbina eólica, preferiblemente a través de unos medios de tensión de pala dispuestos en la pala de turbina eólica, y si la tensión aumenta más rápidamente que un primer valor umbral, deformar el elemento elástico activo desde la primera forma a la segunda forma de modo que se disminuye la sustentación del perfil aerodinámico en el elemento elástico activo; y/o que comprende además la etapa de, si la velocidad del viento de tensión está por debajo de un segundo valor umbral, accionar el flap desde la segunda posición a la primera posición de modo que se aumenta la sustentación del perfil aerodinámico en el flap.

18. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en el que la turbina eólica tiene un paso regulado y que comprende además la etapa de ajustar el ángulo de paso total de las palas según la tensión y/o velocidad del viento establecida.

19. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que la pala de turbina eólica comprende al menos dos elementos elásticos activos dispuestos a distancias diferentes de la raíz de pala, y al menos dos de los elementos elásticos activos son independientemente deformables, comprendiendo dicho método las etapas de, para cada elemento elástico activo, establecer la velocidad del viento entrante en dicho elemento elástico activo, y si la velocidad del viento entrante está por debajo de un valor umbral local para ese elemento elástico activo, tal como 10 m/s, entonces deformar dicho elemento elástico activo desde la segunda forma a la primera forma de modo que se aumenta la sustentación del perfil aerodinámico en dicho elemento elástico activo.

20. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, en el que se optimizan parámetros, tales como los valores umbral, para la regulación de la operación de la turbina eólica de modo que durante la operación, la turbina eólica producirá un rendimiento de energía máximo dentro de un nivel de desgaste aceptable de la turbina eólica; y/o en el que se optimizan parámetros, tales como los valores umbral, para la regulación de la operación de la turbina eólica de modo que durante la operación la turbina eólica producirá un rendimiento de energía máximo dentro de un nivel de emisión acústica aceptable de la turbina eólica.

21. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, en el que se repite el ajuste de la forma de los elementos elásticos activos individuales con una frecuencia de menos de aproximadamente 0, 1 Hz, preferiblemente se repite el ajuste de la forma de los elementos elásticos activos individuales con una frecuencia de menos de aproximadamente 0, 01 Hz; y/o en el que se repite el ajuste de la forma de los elementos elásticos activos individuales con una frecuencia de más de 10 Hz, preferiblemente con una frecuencia de más de 20 Hz, y más preferiblemente con una frecuencia de más de 40 Hz; y/o en el que se repite el ajuste de la forma de los elementos elásticos activos individuales con una frecuencia correspondiente a menos de una 8ª parte de una rotación de la pala alrededor del eje de rotación, preferiblemente con una frecuencia correspondiente a menos de una 16ª parte de una rotación de la pala alrededor del eje de rotación, y más preferiblemente con una frecuencia correspondiente a menos de una 40ª parte de una rotación de la pala alrededor del eje de rotación.

22. Método según la reivindicación 14 ó 21, en el que la regulación es cíclica de modo que el periodo de la regulación corresponde a una rotación del rotor de turbina eólica.

23. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, que comprende además la etapa de ajustar el paso individual de la pala de manera cíclica.

24. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, en el que se ajusta la forma de al menos un elemento elástico activo o flap gradualmente de modo que el elemento elástico activo esté o bien en la primera forma o bien en la segunda forma.

25. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 24, en el que se ajusta la forma de al menos un elemento elástico activo o flap sustancialmente de manera continua de modo que el elemento elástico activo puede deformarse en varias etapas, tal como 3, 4, 5, 6, 7, 8 etapas o de manera continua sin ninguna etapa entre la forma que proporciona el menor coeficiente de sustentación máximo y la forma que proporciona el mayor coeficiente de sustentación máximo.

26. Método de operación de una turbina eólica que tiene una pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, comprendiendo dicha pala de turbina eólica una pluralidad de elementos elásticos activos y/o una pluralidad de flaps, comprendiendo el método las etapas de establecer al menos una de velocidad del viento entrante, emisión de ruido, deformación de la pala; establecer una configuración deseada de una pluralidad del/de los elemento (s) elástico (s) activo (s) y/o flap (s) de la pala basándose en inteligencia artificial; y ajustar el/los elemento (s) elástico (s) activo (s) y flap (s) de manera correspondiente, preferiblemente se repiten las etapas del método de operación a una frecuencia correspondiente a al menos 8 veces una frecuencia de rotación de la pala de turbina eólica.

27. Uso de la pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12 para una turbina eólica que puede operarse mediante variación dependiente del radio individual de la sección del perfil aerodinámico.

28. Turbina eólica que comprende al menos una pala de turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

29. Turbina eólica según la reivindicación 28, que comprende además un anemómetro dispuesto en un buje de la turbina eólica, estando conectado funcionalmente dicho anemómetro a una unidad de control capaz de controlar la forma de un elemento elástico activo de dicha al menos una pala de turbina eólica, siendo preferiblemente el anemómetro un anemómetro láser dispuesto a un ángulo no horizontal y que puede medir la velocidad del viento entrante a diversas distancias desde el anemómetro láser de modo que la velocidad del viento puede establecerse durante el uso en una pluralidad de niveles verticales delante de la (s) pala (s) de turbina eólica.


 

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