BRPI0709855A2 - turbina eàlica, e, mÉtodo pelo qual uma primeira lÂmina de uma turbina existente É removida e substituÍda por uma outra lÂmina - Google Patents
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Abstract
<B>TURBINA EàLICA, E, MÉTODO PELO QUAL UMA PRIMEIRA LÂMINA DE UMA TURBINA EXISTENTE É REMOVIDA ESUBSTITUIDA POR UMA OUTRA LAMINA<D>Turbina eólica com uma lâmina de rotor, em que dita lâmina é relativamente insensível à turbulência porque é mais delgada que de acordo com a arte anterior e não obstante é capaz de gerar elevação suficiente em virtude do fato que meio intensificador de fluxo tais como geradores de vórtice combatem separação de fluxo. O perfil delgado é definido pelos números de corda C e D, dos quais C é definido como C Nc~ r~cc~ 1~r<syn>^ 2^/R^ 2^, em que N é o número de lâminas, c~ r~ é a corda local, c~ 1~ o coeficiente de elevação, r a posição radial, <syn> a relação de velocidade de ponta e R o raio de rotor. Subseqiientemente, a corda deveria ser menos que o que segue da equação C = M, em que M -1,19 + 9,74C~ p~-21,O1C~ p~ ^ 2^ +17,5 OC~ p~ ^ 3^ e C~ p~ é o coeficiente de potência. Uma turbina eólica de acordo com a invenção está sujeita a cerca de 2-12% menos cargas operacionais e a cerca de 5-40% de cargas de velocidade de vento de sobrevivência reduzidas comparadas a projetos clássicos.
Description
"TURBINA EÓLICA, Ε, MÉTODO PELO QUAL UMA PRIMEIRALÂMINA DE UMA TURBINA EXISTENTE É REMOVIDA ESUBSTITUÍDA POR UMA OUTRA LÂMINA"
Turbina eólica incluindo um rotor com aerofólios com umarelação reduzida entre a variação da força de elevação e a força de elevaçãomédia
Introdução e Definições
A turbina eólica pode ser uma turbina eólica de eixo horizontalou uma turbina eólica de eixo vertical incluindo um rotor com lâminas derotor, com N o número de lâminas de rotor e R o raio de lâmina. Devido àrotação, a ponta de lâmina a raio R obtém uma velocidade de ponta vtip igualao produto da velocidade de rotor ω e o raio de rotor R: vtip = ωR. Avelocidade de vento não perturbada V é a velocidade de vento no lugar doeixo do rotor quando a turbina eólica não perturba o fluxo. A relação entre Vtipe V a relação de velocidade de ponta λ = ωR/V. Um aerofólio é um para operfil otimizado aerodinâmico que é ao redor da borda dianteira e afiado oucortado na borda traseira. Um lado do aerofólio é o lado superior ou lado desucção, o outro lado é o lado inferior ou o lado de pressão.
A curva pelos centros de círculos dentro do aerofólio tocandoo lado inferior e o lado superior é chamada a linha de câmber. Na bordadianteira, esta linha continua ao contorno de aerofólio. A parte de linha queconecta a parte mais dianteira e mais traseira da linha de câmber é a corda cou a corda local cr à posição radial r. Uma lâmina de rotor pode existir devários aerofólios na mesma posição radial. Em tal caso, a soma das cordas dosaerofólios deveria ser levada como a corda local cr.
A borda dianteira do aerofólio está localizada a 0% da corda(0%c) e a borda traseira a 100%c. A distância maior entre a linha de câmber ea corda é o câmber. A relação entre o diâmetro do círculo maior no aerofólio ea corda é a espessura t do aerofólio. Partes controláveis flexíveis ou em
PI0709855-3posição da parte à popa do aerofólio, que pode se mover mais que 2,5%c comrespeito à borda dianteira não fazem parte da corda. A elevação L = l/2pU C]Ce arrasto D = l/2pU qc de um aerofólio são ambos proporcionais à corda c erespectivamente ao coeficiente de elevação Ci e o coeficiente de arrasto cd.
A corda segue da equação C = M. Aqui, M é uma perda dememento adimensional. C o número de corda que é ^^ para umaturbina de eixo horizontal e NrcrCiX /R para uma turbina de eixo vertical. Estenúmero prescreve como os parâmetros ^^ deveriam serescolhidos a fim de realizar uma certa perda de momento adimensional nofluxo. Perto do eixo de rotação, o número de corda não provê valores bons eportanto este número é primário útil na faixa começando a 0,3R-0,6R eterminando a 0,9R-1,0R. Exemplo para uma turbina eólica de eixo horizontalcom M = 3/4. Quando o projetista escolhe R = 50 m, λ = 8, N = 3 e Ci = 0,9,então segue que crr = 68,2 m2, assim na posição radial de 25 m, a cordadeveria ser cerca de 2,73 m. O número de corda médio por exemplo na faixade 0,5R a 0,9R é:
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A corda de uma lâmina de turbina eólica também pode sercalculada com a equação ^^, em que a é a indução axialde acordo com a teoria de Lanchester-Betz. O termo no lado esquerdo daequação é o número de corda D, de qual a média na faixa de 0,4R a 0,95R é:
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O coeficiente de potência ^^em que r e apotência extraída do fluxo de acordo com a teoria de Lanchester-Betz, ρ é adensidade de ar e A é a área varrida πR2. A potência extraída P será mais altado que a potência elétrica Pe devido a perdas de transferência. Para valores dePe entre 0,5PnOm e Pnom5 em que Pnom é a potência nominal ou avaliada, éassumido que P=I ,2Pe. O ângulo de passo é 0o quando a corda local a 0,99Restá localizada no plano no qual a lâmina está girando. O ângulo se torna maispositivo quando os passos da lâmina avançam para posição de pá. O ângulode ataque é o ângulo entre a corda e o influxo não perturbado em umasituação 2D. O ângulo de ataque ao qual a lâmina desenvolve elevação zero éo ângulo de elevação 0. A elevação (coeficiente) aumenta aproximadamentelinear com o ângulo de ataque para ângulos pequenos de ataque (por exemploentre -8o e +8°). A maioria das turbinas de velocidade variável regulada porpasso opera essencialmente na ou próxima a relação de velocidade de pontaconstante λ abaixo de velocidade de vento nominal. A turbina pode divergirdesta operação de λ constante por exemplo para evitar certas freqüênciaspróprias ou diminuir emissão de som. Ainda é otimizada para um certo λ(ιε5ί8ηe os aerofólios operam em média no ângulo de ataque oídesign que dádesempenho ótimo. A adesign, o aerofólio desenvolve um coeficiente deelevação c^esign e tem uma relação de elevação para arrasto LZDdesign.. Quandoturbinas atuais produzem potência sob condições não extremas e abaixo develocidade de vento nominal, o valor médio do ângulo de ataque e também ocoeficiente de elevação da se aproximam do valor de projeto. As realizaçõesmomentâneas desses parâmetros se comportam como estocásticas devido àturbulência, guinada, cisalhamento, etc. Um método comum para caracterizaruma turbina eólica é guardar parâmetros como a potência média de 10minutos ou ângulo de ataque ou coeficiente de elevação como uma função davelocidade de vento média de 10 minutos. Quando muitos pontos de dadossão coletados em cada caixa e calculados em média, uma estimativa mais oumenos precisa das médias desses parâmetros é obtida. O valor assim obtido depor exemplo um coeficiente de elevação a uma certa velocidade de vento é ocoeficiente de elevação médio ou o coeficiente de elevação médio de 10minutos. Se a turbina for produzida conforme o projeto, esses valores médiosou médios de 10 minutos correspondem aos valores de projeto. Assimessencialmente o valor de projeto, o valor médio de 10 minutos e o valormédio de um parâmetro tal como o coeficiente de elevação ou ângulo deataque são equivalentes. O ângulo ao qual o aerofólio estola ou o fluxo separada superfície é dependente de aerofólio. Um ângulo de estol típico é +10°, aoqual o coeficiente de elevação é cerca de 1,0 a 1,6. A ângulos maiores, Ciaumenta ligeiramente ou até mesmo diminui e simultaneamente cd aumenta,de forma que a eficiência da lâminas de rotor cai.
Separação de fluxo pode ser evitada com meio intensificadorde elevação, como conhecido na literatura. Exemplos de tal meiointensificador de elevação são geradores de vórtice (VGs), flapes de gurney,alongamento da corda, aumento de câmber, sucção da camada de limite,flapes perto da borda dianteira ou perto da borda traseira, deformação de umaparte flexível na borda traseira do aerofólio, aplicação do efeito Magnus, FCStal como descrito em Sinha, S. K., W003067169, jatos sintéticos quealimentam energia na camada de limite tal como é conhecido por exemplo porGerhard, L., US4674717 e abas de translação de MEM. A maioria dessasopções pode ser aplicada em um senso passivo e ativo, em dito caso ativo, ocontrole pode ser por pneumática, hidráulica, eletromagnética, piezelétrica,por abas de translação de MEM ou qualquer outro método de controleconhecidos da literatura. Todos esses meios de intensificação de elevaçãopodem ser fixados principalmente como elementos separados à lâmina oupodem ser integrados com a lâmina.
VGs são elementos que geram vórtices que energia alimentadana camada de limite. VGs podem ser elementos que são mais ou menossubmersos na superfície e são conhecido em muitas formas diferentes.Exemplos são uma câmber especial da própria superfície de aerofólio (porexemplo cavidades) ou superfícies que se estendem da superfície de aerofóliono fluxo. Partes de conexão possíveis como uma base que está conectada aoVG, não é contada como parte do VG. A posição de corda do VG estárelacionada à parte do VG na menor posição de corda. A base pode seressencialmente plana ou seguindo a forma de aerofólio local. Formasconhecidas de VGs podem ser achadas em Waring, J., US5734990; Kuethe,A. M., US3578264; Kabushiki, Κ. T., EP0845580; Grabau, P., WOOO/15961;Corten, G. P., NL1012949, Gyatt, G. W., DOE/NAS A/0367-1, etc. VGspodem ter um comprimento de cerca de 3% da corda, uma altura de cerca de1% da corda e uma distância mútua de cerca de 5% da corda. VGs adiam estola ângulos maiores de ataque. Aerofólios com VGs alcançam coeficientes deelevação típicos de 1,5-2,5 a ângulos de ataque de por exemplo +12° a +25°.Três ou mais VGs a espaçamento regular fixados essencialmente em umalinha inclinada menos que 30° da linha perpendicular à direção de fluxo sãodefinidos como uma linha de base de VGs. Tangenciais são círculos ao redordo centro de rotação no plano de rotação dos aerofólios aplicáveis.
Desvantagens
Custos de turbina eólica são altos por causa das cargas querequerem muito material. Portanto, projetistas de turbina visam a altaprodução de eletricidade a baixas cargas. Uma desvantagem das turbinaseólicas presentes é que as cargas pelo vento variam e que esta variaçãoconduz a custos adicionais. Um caso extremo de uma variação de cargadesvantajosa é aquela em que uma lâmina dobra tanto que bate na torre. Avelocidades de vento acima de Vcut-0ut> a turbina tem que ser parada para evitarsobrecarga, que reduz produção e adiciona incerteza à produção predita. Outradesvantagem é pertinente a altas velocidades de vento quando turbinasnormalmente são paradas. A pressão de vento nas lâminas causa altas cargasporque a corda requerida das lâminas de turbina é grande. Uma desvantagemadicional é que as cargas aumentam quando turbinas são operadas no curso deoutras turbinas e precisam ser colocadas muito longe que custa espaçocomprimento de cabo adicional.
Outra desvantagem das turbinas presentes é que ascaracterísticas aerodinâmicas das lâminas de rotor são difíceis de predizer eportanto novos protótipos sofrem freqüentemente uma fase longa e cara deteste e adaptação antes que eles satisfaçam.
Além disso, quando uma turbina é operada a uma relação develocidade de ponta reduzida para satisfazer um certo nível de emissão desom, a eficiência cai bastante, desde que na realidade as lâminas precisam deadaptação para tais situações.
Uma desvantagem adicional é que os altos momentosrequerem muito e material forte no caso de lâminas delgadas. Superar estadesvantagem pela aplicação de aerofólios grossos pode conduzir à separaçãode fluxo assim mais arrasto e menos elevação. Outra desvantagem de turbinaseólicas atuais é que a indução perto do centro de um rotor de turbina eólica émenos do que ademais fora. Este 'vazamento' no centro de rotor reduz adiferença de pressão sobre o rotor e portanto reduz a potência.
Uma desvantagem adicional de rotores presentes é que odesempenho de lâmina degrada substancialmente por contaminação.
Objetivo da Invenção
O objetivo da invenção é reduzir a relação entre a variação daforça de elevação e a força de elevação média de lâminas de turbina eólica emais em geral superar as desvantagens mencionadas. Este objetivo éalcançado substituindo os aerofólios do estado da arte por aerofólios com umcoeficiente de elevação médio de 10 minutos mais que 1,1, particularmentemais que 1,2, e mais particularmente mais que 1,4, e preferivelmente cerca de1,6 na faixa entre 0,5R e 0,95R. Benefício especial é obtido usando aerofóliosentre 0,4R e 0,95R com um coeficiente de elevação médio que é mais alto que1,5, e em particular mais alto que 1,75, e mais particularmente, mais alto que2,0 em uma parte da faixa operacional excluindo condições extremas.
Desde que a elevação de um aerofólio é essencialmenteproporcional a ambos C| e c, o produto cci deveria ter um valor mínimo paraalcançar a elevação requerida. O projetista pode escolher livremente c e q,contanto que o produto ccj seja maior que este mínimo. Sem notificação oprojetista aplica o mesmo argumento para variações de elevação, que não écorreto. Surpreendentemente, as variações de elevação são diferente daelevação, essencialmente independentes do coeficiente de elevação Ci. Quandoo projetista usa esta novo vislumbre, ele reduziria c e aumentaria q, de formaque as variações de elevação se tornem menos. Isto é especialmente pertinentena parte exterior (r > 0,5R) do rotor.
Deste modo, a variação da força de elevação devido àturbulência, cisalhamento de vento, desalinhamento de turbina, movimentosde lâmina, erros de controle, etc., pode reduzir por mais que 30%. Istodiminui ambas a fadiga e cargas extremas, que é benéfico para a estrutura deturbina eólica inteira incluindo a fundação. Isso habilita aceitação de turbinasem locais de alta turbulência. Em fazenda de vento, alguém pode escolher umespaçamento menor entre as turbinas.
O texto abaixo descreve o fundamento de muitasconcretizações preferidas da invenção para quais referência também é feita àssub-reivindicações.
Benefício adicional é obtido quando aerofólios são aplicadosque operam em ângulos de ataque médios de 10 minutos, que divergem doângulo de elevação 0 por mais que 10°, e particularmente mais que 12°, emais particularmente mais que 14°, e preferivelmente cerca de 16°.
Para turbinas eólicas com um coeficiente de potência Cp entre1/3 e 16/27, a perda de momento adimensional M pode ser determinada emmuitas formas. Um método de benefício especial é M = -1,19 + 9,74CP -21,01 Cp + 17,50 Cp . Fixando o M assim obtido igual ao número de corda Ce por substituição de N, r, cj, λ, R, a corda local cr pode ser determinada.Vantagem adicional é obtida quando cr é escolhido menor do que o valor quesegue assumindo ci = 1,1 e particularmente 1,3, e mais particularmente, 1,5 eaté mesmo mais particularmente, preferivelmente 1,7.Exemplo: Uma turbina de eixo horizontal clássica tem umaerofólio perto da ponta com um ângulo de elevação 0 de -3°, um coeficientede elevação máximo de 1,3 a ângulo de ataque de 10° e um coeficiente deelevação que é linear por 0,1 por grau entre esses ângulos. Acima de ângulode ataque de 10°, o aerofólio estola e a eficiência cai muito. Assuma que oângulo médio de ataque é 7o e devido à turbulência varia por ±3°, então ocoeficiente de elevação varia de 0,7 a 1,3 e sua média é 1,0. A variação deelevação é 0,6/1,0 = 60% da média. Esta é uma medida para a variação decarga nas lâminas, na transmissão, nos mancais, na torre, na fundação etc., eem todos os lugares aumenta custos. De acordo com um exemplo dainvenção, nós escolhemos aerofólios com VGs de forma que estol seja adiadoa um ângulo maior de ataque. O coeficiente de elevação máximo é agora porexemplo 1,8 a um ângulo de ataque de 15°. O rotor é projetado de forma queo ângulo de ataque médio seja 12° e o coeficiente de elevação médio seja 1,5.Desde que a elevação é proporcional ao produto de corda e coeficiente deelevação para α pequeno, nós escolhemos a corda menor por um fator de 1,5,de forma que a elevação e assim o rendimento sejam iguais. Devido àturbulência, o ângulo de ataque varia neste caso entre 9° e 15° sem estolar.Além disso com as mesmas suposições, segue que o coeficiente de elevaçãovaria entre 1,2 e 1,8. Surpreendentemente, a variação é só 0,6/1,5 = 40% damédia, ou 2/3 da variação de carga sem a invenção. Também variações decarga devido a influxo guinado ou cisalhamento de vento são menos.Estacionando as lâminas acima de Vcut-out de forma que a elevação positivamáxima não seja alcançada e a elevação preferivelmente seja negativa, ascargas nas lâminas serão menos por cerca do mesmo fator como a redução decorda. Uma posição de estacionamento de benefício particular é quando oângulo de passo é fixado fora da faixa de 30° - 100°.
Vantagem adicional da diminuição de carga de acordo com ainvenção é que menos opções de controle de turbina (caras) são requeridas.As opções controladas ativas comuns são controle de passo (para pá ou paraestolar) e velocidade de rotação variável. Uma concretização preferida dainvenção considera uma turbina eólica com duas e particularmente uma oumais, particularmente 0 opções de controle ativas selecionadas das ditasopções de controle ativas.
Vantagem adicional é obtida quando meio de intensificação deelevação tais como VGs são aplicados em uma lâmina de rotor na qual estesmeios são fixados como membros separados ou quando estes meios estãointegrados com a lâmina de rotor. É o estado da arte corrigir rotores com maudesempenho pela aplicação de VGs. Tal caso é descrito em Corten, G. P.,"Flow Separation on Wind Turbine Blades", ISBN 90-393-2582-0. No casode rotores recentemente projetados, o perito aconselha contra a aplicação deVGs, desde que o prejuízo é que eles adicionam ruído e arrasto, semvantagem adicional. E comumente conhecido de experiências de túnel devento que, para pequenos ângulos de ataque, o arrasto de um aerofólio semVGs é menos do que o arrasto do mesmo aerofólio com VGs.Surpreendentemente, este conselho não é correto e está baseado em umaexperiência incorreta. Um aerofólio sem VGs deveria ser comparado a umaerofólio com VGs com uma corda reduzida que alcança a mesma elevação.
Exemplo: Assuma que o aerofólio sem VGs tem Ci = 1,0, cd =0,01 e c = 1 m e o aerofólio com VGs têm C1 = 1,5, cd = 0,012 e c = 2/3 m.Ambos os aerofólios desenvolvem a mesma elevação desde que o produto ccié constante. O arrasto do aerofólio sem VGs é proporcional a CCd = 0,01 χ 1 =0,01 e aquele do aerofólio com VGs é CCd = 0,012 χ 2/3 = 0,008. Assim, comVGs o arrasto é menos, até mesmo enquanto o coeficiente de arrasto é maisalto. A parte disso, o coeficiente de arrasto também pode diminuir fixandoVGs. Vantagem adicional é obtida porque os VGs condicionam a camada delimite muito e portanto os efeitos de contaminação são relativamente menosimportantes. Isto conduz a menos perdas de produção no caso decontaminação.
Vantagem adicional é obtida porque a aplicação de meio deintensificação de elevação essencialmente no lado de sucção aumenta aelevação máxima para os ângulos positivos enquanto a elevação máxima paraângulos de ataque negativos essencialmente é inalterada. Concretizaçõespreferidas da invenção têm uma relação ci>max/ci)min menos que -1,2 -0,2%came em particular menos que -1,4 -0,2%cam, em que Cijinax é a elevação máximaa ângulo de ataque positivo, Ci min é a elevação máxima a ângulos de ataquenegativos e% cam é o câmber em por cento da corda, assim quando o câmberé 6%, dita relação é preferivelmente maior que 2,2 e em particular 2,4.Portanto, menos medidas (adição de espuma ou aplicação de uma fibra desegundo tipo de porcentagem mais alta) são requeridas no lado de sucçãoaerodinâmica para evitar curvatura.
Vantagem adicional é obtida pela aplicação de fibras decarbono, que são adequadas para adicionar rigidez e levantar cargas elásticasno lado de sucção aerodinâmica. Isto conduz a uma redução de massa emenos deflexão de ponta, que reduzirá custos na turbina inteira. Para adefinição de fibras de primeiro tipo e segundo tipo, referência é feita a Bech,A., e.a., WO 2004/078465. Nesta patente, uma parte laminada assimétrica jáestá notada. Porém, não foi explicado o que especificamente é assimétrico etambém o que os argumentos são para uma estrutura assimétrica enquantoesses argumentos (comportamento aerodinâmico assimétrico) não mudam atéque lâminas de acordo com a presente invenção sejam usadas.
Vantagem adicional é obtida pela aplicação de entradas de artais como fendas no aerofólio no lado de sucção entre 5%c e 60%c. Essasentradas estão localizadas preferivelmente na faixa radial de 0,05R a 0,5REstas entradas estão conectadas a canais na lâmina que correm a posiçõesradiais maiores e que têm uma abertura na borda traseira da lâmina. A forçacentrífuga no ar no canal provê uma sucção natural. Vantagem adicional éobtida conectando entradas de mais de 10% de diferença em posição radial acanais diferentes. Vantagem adicional é obtida quando as entradas podem serabertas ou fechadas ativamente usando abas de MEM ou piezelétrica.
Vantagem adicional é obtida por aplicação das lâminas decabeça para baixo: o lado de sucção como lado de pressão e o lado de pressãocomo lado de sucção, em particular a velocidades de vento acima de 12 m/s emais particularmente acima de 14 m/s. Em termos operacionais, isto significaque a turbina avança as lâminas por cerca de 150° e que a turbina pára e inicianovamente na outra direção rotacional. Alternativamente, a nacela é guinadamais de 180° de forma que o rotor mude de operação de vento para cima avento para baixo. Neste caso, a direção de rotação do rotor permanece amesma. Com as lâminas de cabeça para baixo, a variação da força de elevaçãodesenvolvida pela lâmina inteira é menos, a força de elevação extrema émenos e a força de elevação atua em uma posição radial menor, de forma quemomentos de guinada e raiz de lâmina sejam menos. Essas são as razões paraaumentar o Vcut-out do valor clássico de 25 m/s para 30 m/s ou para 35 m/s oupara valores mais altos.
Com tamanho de turbina crescente, o uso de material aumentamais rapidamente do que o rendimento, Portanto economizar material é demais importância para turbinas maiores. Portanto, a invenção éparticularmente pertinente para turbinas com um diâmetro de rotor maior que60 m, particularmente maior que 80 m e mais particularmente maior que 100m.
A espessura relativa constante, a corda reduzida de acordocom a invenção pode requerer mais material para levar as cargas. Para levaras cargas com pouco material e adicionar rigidez, as lâminas podem serdivididas em uma lâmina superior e uma lâmina inferior a por exemplo 0,2R-0,7R. Vantagem adicional é obtida quando as fibras de primeiro tipo no ladode pressão continuam da parte exterior não dividida da lâmina na lâminasuperior. Opcionalmente, as fibras de primeiro tipo no lado de sucção da parteexterior não dividida da lâmina continuam na lâmina inferior. Vantagemadicional é obtida quando a lâmina superior e a inferior alcançam umadistância mútua de pelo menos 5%R e particularmente pelo menos 10%R. Ocomportamento aerodinâmico assimétrico das lâminas conduz à situação queas lâminas superiores levam principalmente cargas de pressão e as lâminasinferiores levam principalmente cargas elásticas. De acordo com um exemploda invenção, a lâmina inferior preferivelmente tem uma corda mais curta 20%e particularmente 40% e mais particularmente 60% que a lâmina superior aposições radiais iguais. Uma vantagem adicional é que a adição das cordasdas lâminas inferior e superior aumenta o rendimento porque 'vazamento' delado de pressão para o lado de sucção é evitado. Vantagem adicional é obtidapela aplicação de aerofólios relativamente grossos para levar as cargas compouco material e adicionar rigidez. A razão é que com VGs, possivelmentefixados em ambos os lados, separação de fluxo pode ser evitada, de forma queaerofólio grosso possa ter alta eficiência em uma grande faixa de ângulo deataque. Aerofólios de pelo menos t = 25%c são aplicáveis a posições radiais >0,55R e particularmente a posições radiais > 0,65R, e mais particularmente àposição radial > 0,75R.
Vantagem adicional é obtida por aplicação de VGs no lado depressão para evitar separação de fluxo. Fazendo isto, a elevação negativamáxima não aumenta ou aumenta ligeiramente porque os VGs estãocolocados preferivelmente perto da borda traseira a posições de corda maioresque 30%c, particularmente maiores que 50%c e mais particularmente maioresque 70%c.
Vantagem adicional pode ser obtida usando aerofólio com umcâmber de mais de 6%c e particularmente de mais de 8%c e maisparticularmente de mais de 10%c. O câmber adicional evita um pico desucção profundo a grandes ângulos de ataque, que reduz sensibilidade àcontaminação. Além disso, aerofólios com câmber alta têm freqüentementeuma alta relação L/D a grandes ângulos de ataque.
Quando múltiplos VGs ou linha de base de VGs estãolocalizados atrás um do outro, em direção de fluxo, alguém pode falar sobreVGs de frente, meio e traseira. Os VGs dianteiros correspondem aos VGs naposição de corda menor, os VGs traseiros àqueles na posição de corda maior eaqueles entre eles são os VGs intermediários. Vantagem adicional é obtidaquando os VGs no meio são maiores do que os dianteiros e particularmentequando eles também são maiores do que os traseiros.
Vantagem adicional é obtida por colocação de alguns VGsadicionais a montante com respeito à linha de base de VGs. Os VGsadicionais mantêm o fluxo mais tempo ligado à linha de base a jusante. EssesVGs adicionais reduzem a histerese da relação cra quando α passa o ângulode estol. Esses VGs podem estar localizados entre 3%c no lado de pressão e10%c no lado de sucção e mais particularmente entre 0%c e 5%c no lado desucção. E benéfico quando VGs que estão localizados atrás um do outro emdireção de fluxo geram vórtices da mesma direção rotacional.
Vantagem adicional é obtida por fixação de VGs no aerofólioentre a posição do ponto de estagnação e aquela do pico de sucção a umângulo de ataque de 5o. Nesta faixa, a vantagem é que os VGs estãolocalizados em uma área de baixa velocidade a ângulos de ataque pequenos.Quando o ângulo de ataque aumenta, então o pico de sucção (o lugar develocidade de fluxo máxima) se desloca para os VGs que portanto se tornammais efetivos. Assim, os VGs têm baixa atividade a ângulos pequenos (assim,pouco aumento de arrasto) e alta atividade quando é necessário a ângulosgrandes.
Para reduzir dita histerese de croc, alguém também pode aplicarVGs longos que se estendem por exemplo mais que 10%c ou até mesmo maisque 30%c em direção de corda. Neste projeto, a superfície de lâmina éprovida com nervuras debaixo de um ângulo com o fluxo, de qual a parte defluxo para cima está localizada preferivelmente a uma posição radial menordo que a parte de fluxo para baixo.
No caso de uma turbina de eixo vertical, os ângulos de ataquetambém variam sem turbulência. A variação de ângulo de ataque éinversamente proporcional à relação de velocidade de ponta λ. Para manter avariação de ângulo de ataque na faixa de -10° a +10°, λ não deveria se tornarmenos que cerca de 4,5. Para valores de λ mais baixos, os aerofólios estolam.Aplicação de aerofólios com VGs em ambos os lados atrasa estol a ângulos deataque maiores de forma que um λ de 4, 3,5, 3 ou até mesmo 2,5 pode serusado sem estolar. Uma vantagem adicional para a turbina de VAT (quandousada em ar ou em água) é que se torna alto-iniciante por fixação de VGs amenos que 20%c, particularmente menos que 15%c e mais em particular amenos que 10%c ambos no lado de sucção e pressão de um aerofólio ouhidrofólio.
Vantagem adicional é obtida usando os coeficientes deelevação altos desde que habilita operações a relações de velocidade de pontamais baixas, que reduz ruído.
Preferivelmente, vários VGs (1, 2, 4 ou outro número) e aplaca de terra são fabricados como uma peça ou até mesmo como uma fita deum material flexível tal como borracha, poliuretano ou um elastômeropossivelmente com aditivos para bloquear radiação de UV. Isto é chamadoum elemento de VG e é fabricado favoravelmente de plásticos das famíliasPVDF, FEP, PEEK, PI, PEI, PES e PFTE.
O elemento de VG pode ser fixado à lâmina de rotor comqualquer técnica conhecida. E de vantagem particular prover a placa de terraparcialmente de adesivo de lado duplo e parcialmente com um adesivo fluidotal como um cianoacrilato. O adesivo de lado duplo provê fixação diretadepois da qual a cola fluida tem tempo para endurecer. Os VGs podem serfixados com uma dobradiça e só dobrar para fora depois que as lâminas sãoinstaladas à turbina. O lado da placa de terra que será fixado à lâmina pode serligeiramente côncavo com um raio de câmber que é menor do que o raio decâmber da lâmina na posição de fixação.
Vantagem adicional é realizada quando os VGs têm câmberem direção de fluxo de forma que o ângulo entre o fluxo sem perturbação deVG e o VG aumente preferivelmente por 5° a 15° em direção de fluxo eparticularmente aumente nafaixa de 2° a 30°, são efetivos. Esta câmber evitainstabilidade de Kelvin-Helmholtz dos VGs e assim aumenta durabilidade.
Vantagem adicional é obtida pela aplicação de aerofólios dosquais a elevação é menos dependente do ângulo de ataque, em outras palavrasque têm um dc/da menor do que 1,1, e particularmente menor do que 1,05 emais particularmente menor do que 1,0 na faixa de ângulo de ataque de 4o a7°.
Vantagem adicional é obtida substituindo o rotor antigo deuma turbina eólica existente por um rotor novo de acordo com a invenção.Este rotor novo pode ser maior ao mesmo nível de carga e portanto podeaumentar produção. O rotor antigo é preferi velmente substituído por um rotornovo que tem na faixa de 0,6R a 0,95R uma corda que é pelo menos 10%menos e preferivelmente pelo menos 20% a posições radiais iguais, e maisparticularmente é provido com VGs nessa faixa.
Vantagem adicional da invenção é que as propriedades daslâminas produzidas de acordo com a invenção podem ser mudadas poradaptação do meio de intensificação de elevação e em particular o padrão deVG relativo a posição, tipo, espaçamento mútuo, tamanho, etc. Quando umatraso adicional de estol é preferido, possíveis adaptações de padrão de VGsão: aumentar o tamanho de VGs (por exemplo 25%), reduzir o espaçamentoentre VGs (por exemplo 25%), colocar mais VGs (por exemplo uma linha debase adicional), aumentar o ângulo entre o fluxo e VGs (por exemplo por 5°),mudar a posição dos VGs (por exemplo 5%c), etc. Em particular, quando aemissão de som de uma turbina é alta demais, a relação de velocidade deponta pode ser reduzida. Então, adaptação das lâminas para operação maisótima a ângulos de ataque mais altos é preferida. Outros casos em que aadaptabilidade também é pertinente é quando lâminas do mesmo projeto sãousadas para climas de vento diferentes ou em turbinas diferentes.
Vantagem adicional é obtida pela aplicação de VGscontroláveis. Isto pode ser usado para diminuir a elevação máxima acima develocidade de vento nominal, que pode ser a razão para aumentar avelocidade de vento de corte. Também pode ser usado como um método paradiminuir o torque do rotor no caso de uma falha, parada de emergência ouparada manual, que abaixa o custo de outros sistemas de freio. Os VGs podemser trocados para um estado efetivo quando um atraso de separação baixa épreferido e para estados ineficazes quando não. De acordo com umaconcretização preferida da invenção, os VGs são controladas por piezelétricaou por abas de MEM, e em particular por dispositivos de MEM cilíndricos oupiezelétrica que habilitam uma rotação direta do gerador de vórtice através depor exemplo 15°. O VG pode ser fixado a este dispositivo piezelétrico ou deMEM de forma que sua orientação ao fluxo possa mudar de não efetiva paraefetiva. A efetividade pode ser controlada mudando o ângulo entre o VG e ofluxo, dobrando-o ou retraindo-o mais ou menos na superfície de aerofólio.VGs controláveis têm a vantagem de uma resposta mais rápida comparada acontrolar passo de uma lâmina. Uma concretização preferida da invençãorelaciona-se a uma turbina eólica com lâminas de rotor fixas e geradores devórtice controláveis.
Vantagem adicional é obtida provendo uma lâmina de rotor deacordo com a invenção de pelo menos um ponto reforçado tal como um pontode içamento que é adequado para erguer a lâmina onde por este pontopreferivelmente está localizado a menos de 1 comprimento de corda do centrode massa da lâmina. Isto evita dano aos VGs desde que uma cinta de içamentoao redor da lâmina não é precisada durante a instalação da lâmina.
Vantagem adicional é obtida por alinhamento dos VGsparalelos ao fluxo não perturbado local (pelos VGs) a cerca do ângulo deelevação 0 ±3° ou paralelo às tangentes. Com ângulo de ataque crescente, ofluxo no lado de sucção dobrará radialmente para fora, de forma que o ânguloentre o VG e o fluxo aumente e um vórtice mais forte seja gerado. Destemodo, os VGs se tornam ativos a altos ângulos de ataque quando eles sãoprecisados e dificilmente adicionam arrasto a pequenos ângulos de ataquequando eles não são precisados.
Vantagem adicional é obtida quando o lado a montante dosVGs está localizado a uma posição radial menor do que o lado a jusante deforma que os VGs forcem o fluxo para posição radial maior, de forma que ocomponente de fluxo radial natural na camada de limite seja aumentado.
Figuras
As figuras abaixo mostram concretizações preferidas deacordo com as invenções.
Figura 1 - elevação contra ângulo de ataque;
Figura 2 - turbina de eixo horizontal com rotor de vento paracima;
Figura 3 - seção transversal de aerofólio;
Figura 4 - seção transversal de aerofólio;
Figura 5 - seção transversal de aerofólio;
Figura 6 - seção transversal de aerofólio;
Figura 7 - seção transversal de aerofólio;
Figura 8 - turbina de eixo horizontal da Figura 3 com lâminasde cabeça para baixo;
Figura 9 - turbina eólica com um rotor de 2 lâminas;
Figura 10 - lâmina de uma turbina eólica;Figura 11 - lâmina de uma turbina eólica.
Figura 1 mostra um gráfico da elevação L contra o ângulo deataque a. Curva 3 mostra a relação para um aerofólio clássico sem meio deintensificação de elevação. Para alcançar uma dada elevação 4, o fluxodeveria entrar no aerofólio sob um ângulo de ataque 5. Devido a por exemploturbulência no vento, o ângulo de ataque varia na faixa 6 e portanto aelevação variará na faixa 7. Um aerofólio de acordo com a invenção com umcoeficiente de elevação mais alto e uma corda mais curta se comportandocomo a curva 8 deveria alcançar a mesma elevação 4. Isto é realizado a umângulo de ataque maior 9. Assumindo a mesma turbulência no vento, o ângulode ataque varia na faixa 10 que é tão larga quanto a faixa 6. Agora, oelemento surpreendente: A variação de elevação 11 do aerofólio com ocoeficiente de elevação mais alto é menos que a variação de elevação 7 doaerofólio clássico.
Figura 2 mostra como exemplo da invenção uma turbina eólicapara cima 13 com torre 14 e nacela 15. O rotor de turbina de raio R inclui umcubo 16 e lâminas 18 com ponta 19 e raiz 17. No lado traseiro da lâmina, VGsestão instalados que não são visíveis na figura. As lâminas estão girando nadireção de tangente 20 e incluem um borda dianteira 21 e um borda traseira22. Figuras 3 a 7 mostram as seções transversais de aerofólio indicadas naFigura 2. As seções transversais mostram os lados de sucção 34 e os lados depressão 35. Figura 3 mostra o ângulo de ataque α 27, a corda estendida 25 e ofluxo não perturbado 26. A linha pelos centros dos círculos 36 é a linha decâmber 37. Esta linha cruza com a corda 38 de comprimento 39. A bordadianteira do aerofólio é mostrado por 21 e a borda traseira por 22. No lado desucção, VGs dianteiro 42, mediano 43 e traseiro 44 são aplicados, e no ladode pressão também VGs 41 são aplicados. Figura 4 mostra outra realização deVGs 45 em posição de corda pequena e VGs 44 em uma posição de cordamaior. A borda traseira flexível 49 mostrado em duas posições na faixa 50não é contado como parte da corda 29 se a faixa 50 for mais que 2,5%c comrespeito à borda dianteira. A lâmina inclui fibras de primeiro tipo no lado desucção 46 e no lado de pressão 47 que se estendem perpendiculares às seçõestransversais. A alma de cisalhamento 48 está localizada entre o lado de sucçãoe lado de pressão. Figura 5 mostra duas filas oblíquas de VGs de quais o VGdianteiro 61 da linha superior na figura está localizado a montante relativo aoVG mais traseiro 62 da linha inferior. Preferivelmente, os VGs 61 e 62 geramvórtices da mesma direção de rotação. Figura 6 mostra a linha de basedianteira com VGs 63 e a linha de base traseira com VGs 64. Figura 7 mostraVGs 65 que se estendem através de uma parte relativamente grande da corda.Figura 8 mostra a turbina 15 da Figura 2 diretamente depois que as lâminas 18com VGs 68 foram viradas ao redor para a posição de cabeça para baixo que éilustrada por setas 68. Nesta aplicação de cabeça para baixo das lâminas, afunção da pressão aerodinâmica e lados de sucção são trocados e o rotor girana direção oposta. Os VGs atuais são menores e são aplicados em númerosmaiores então mostrados na figura. Figura 9 mostra a turbina 15 com um rotorde 2 lâminas de quais as lâminas 18 se dividem em divisão 75 em uma lâminasuperior 77 e uma lâmina inferior 76, que estão conectadas na extensão doeixo principal 78. Em ambas as Figuras 9 e 10, ar pode fluir pelos espaçoslivres 79 entre a lâmina superior e a lâmina inferior, qual lâmina superior elâmina inferior alcançam uma distância 74 na mesma posição radial. A cordalocal é a soma da corda da lâmina superior e a corda da lâmina inferior àposição radial igual. Figura 10 mostra uma lâmina 18 com ponta 19 e raiz 17.As fibras substancialmente do primeiro tipo 81 no lado de pressão estruturalcorrem da raiz de lâmina pela lâmina superior 76 e pela divisão 75 para aponta 19. As fibras de primeiro tipo 80 no lado de tração estrutural correm daraiz 17 pela lâmina inferior 77 e pela divisão 75 para a ponta de lâmina 19.Espaçador 82 está localizado entre a lâmina superior e inferior. Figura 11mostra uma lâmina 18 de uma turbina eólica com uma entrada 85 à posiçãoradial η que suga ar de camada de limite, qual sucção é acionada pela forçacentrífuga no ar em canal 87 que corre à saída 86 à posição radial r11. Entrada88 está localizada relativa à entrada 85 na posição radial maior r2 epreferivelmente tem uma sucção mais forte do que a entrada 85 e portantoesta entrada tem um canal separado 90 que preferivelmente se estendeademais na direção radial do que canal 87. Canal 90 canaliza o ar sugado parasaída 89 à posição radial r22.
Valores numéricos são dados para parâmetros comovelocidade de vento (variação), coeficiente de arrasto e elevação, velocidadede vento nominal, variação de ângulo de ataque, etc. O perito entende queesses valores só são indicativos e realmente são dependentes de aerofólio,projeto do rotor e turbina eólica e das condições operacionais. O peritotambém entenderá que uma turbina neste texto se refere ambas a turbinas deeixo vertical e eixo horizontal, que só são denotações de tipo que nãoprescrevem a orientação do eixo. Ele também entenderá imediatamente que ainvenção é benéfica para todos os tipos conhecidos de turbinas eólicas, qualoperação está baseada em forças de elevação: turbinas de velocidadeconstante e variável, turbinas controladas de passo para pá e passo para estol,turbinas controladas em estol, e todos os tipos conhecidos de turbinas volantestais como turbinas do tipo de auto-giro e turbinas progressivas, ditas turbinasprogressivas sendo um tipo especial de turbina de eixo vertical (US6072245)de qual as lâminas inteiras deveriam ser consideradas operar à posição radialR. O texto anterior inclui explicações físicas para os fenômenos de fluxo.Deveria ser entendido que a validade dessas explicações não está relacionadaà validade das reivindicações inclusas. Será óbvio para o perito que vantagemtambém é obtida quando a invenção é combinada com outros conceitos deturbina eólica tais como por exemplo variação de passo cíclico, controle devento (US2006131889) e calor e fluxo (US2006232073).
Claims (34)
1. Turbina eólica compreendendo uma lâmina com um perfilaerodinâmico, caracterizada pelo fato de que dito perfil tem na faixa de 0,2R a0,95R e em particular de 0,5R a 0,95R, um coeficiente de elevação médio de10 minutos Ci maior que 1,1, particularmente maior que 1,2 e maisparticularmente maior que 1,4 e mais particularmente, preferivelmente cercade 1,6.
2. Turbina eólica, caracterizada pelo fato de que a faixaoperacional, excluindo situações extremas tais como, por exemplo, nainiciação, cobre uma parte na qual o coeficiente de elevação médio dos perfisde dita lâmina dentro da faixa de 0,4R a 0,95R é mais alto que 1,5, eparticularmente mais alto que 1,75, e mais particularmente mais alto que 2,0.
3. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dito perfil dentro da faixa de 0,5Ra 0,95R é operado a um ângulo de ataque médio de 10 minutos que difere doângulo de elevação 0 de dito perfil por mais que 10°, particularmente maisque 12° e mais particularmente mais que 14° e mais particularmente,preferivelmente por cerca de 16°.
4. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que para relações de velocidade deponta λ pertencendo às velocidades de vento não perturbadas entre 8 e 10 m/s,o numero de corda D (= Ncr^2/R2) para dita lâmina entre 0,5R e 0,8R e/ou onúmero de corda D calculado em média através da faixa entre 0,5R e 0,8R émenos que 3,00, e particularmente menos que 2,75, e mais particularmentemenos que 2,50.
5. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de compreender menos de 5 m dediâmetro, em que para relações de velocidade de ponta λ pertencendo àsvelocidades de vento não perturbadas entre 8 e 10 m/s, o número de corda D(= NcrrÀ2/R2) de dita lâmina entre 0,5R e 0,8R é menos que 4,50, eparticularmente menos que 4,00, e mais particularmente menos que 3,50.
6. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que no caso que o coeficiente depotência 1/3 < Cp < 16/27, que M = -1,19 + 9,74CP - 21,01 Cp2 + 17,50CP3 eque em dito caso na faixa radial entre 0,5R e 0,9R para uma turbina de eixohorizontal e entre 0,8R e R para uma turbina de eixo vertical, a corda local émenor do que segue da equação C = M e/ou a corda média em ditas faixas émenor do que segue da equação c = M assumindo que Ci = 1,1 eparticularmente que Cj= 1,3 e mais particularmente que Ci= 1,5 e maisparticularmente que é preferivelmente cerca de 1,7.
7. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dentro da faixa de 0,4R a 0,95R, eparticularmente de 0,5R a 0,8R, um meio de aumento de elevação é integradocom dita lâmina ou é fixado a ele como um elemento separado e em particularque dito meio de aumento de elevação considera geradores de vórtice.
8. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que compreender fibras de primeirotipo que estão localizadas entre 5%c e 70%c em ambos o lado de pressãoaerodinâmica e a sucção aerodinâmica, em que a seção transversal de ditasfibras no lado de sucção (46) comparada à seção transversal de ditas fibras nolado de pressão (48) na faixa radial entre 0,3R e 0,7R é pelo menos 20%maior e particularmente 30% maior e mais particularmente 40% maior.
9. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que compreende fibras de primeirotipo que estão localizadas entre 5%c e 70%c, em que dentro de uma seçãotransversal na faixa radial entre 0,3R e 0,7R ditas fibras unidirecionais no ladode pressão aerodinâmica consistem em pelo menos 25% de fibras de carbonoe particularmente que ditas fibras unidirecionais no lado de sucçãoaerodinâmica incluem pelo menos 25% de fibras de vidro.
10. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que no lado de sucção uma entrada(85) localizada a uma posição radial entre 5%R e 70%R, em que dita entrada(85) está por um canal (87) conectada a uma saída (86) localizada a umaposição radial que é relativa à entrada maior por pelo menos um fator 0,9^2,particularmente um fator ^ e mais particularmente um fator ^.
11. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que com no lado de sucção umaentrada (85) à posição radial ri e uma entrada (88) à posição radial r2 que épelo menos 10%R maior que ri, em que dita entrada (85) a r, está conectada àdita saída (86) arn e dita entrada (88) a r2 está conectada à dita saída (89) àposição radial r22 que é pelo menos 10%R maior que rn.
12. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de compreender um lado de sucção e umlado de pressão, que no caso de aplicação do lado de sucção como lado desucção e o lado de pressão como lado de pressão alcança Cp > 0,40 e emparticular Cp > 0,50, em que dita lâmina durante a geração de energia de ventopor dita turbina também é aplicada de cabeça para baixo: o lado de sucçãoserve como lado de pressão e o lado de pressão serve como lado de sucção.
13. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que o diâmetro do rotor é maior que 60m, particularmente maior que 80 m e mais particularmente maior que 100 m.
14. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de ser do tipo de eixo horizontal, em quedita lâmina na direção da ponta (19) para a raiz (17) a uma posição radialentre 0,7R e 0,2R se divide em divisão (75) em uma lâmina superior (76) euma lâmina inferior (77) com entre elas um espaço livre (79) e que ambas alâmina superior e a lâmina inferior contribuem para a elevação aerodinâmicae em particular que a uma certa posição radial, a distância (74) entre a lâminainferior e superior é maior que 5%R e mais em particular é maior que 10%R.
15. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina compreende perfis depelo menos 25% de espessura que são usados a posições radiais maiores que-0,55R, e particularmente maiores que 0,65R e mais particularmente maioresque 0,75R.
16. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina inclui geradores devórtice (41) localizados no lado de pressão de um perfil que preferivelmente émais grosso que 25%c e particularmente mais grosso que 30%c e maisparticularmente mais grosso que 35%c.
17. Turbina eólica de acordo com reivindicação 16,caracterizada pelo fato de que ditos geradores de vórtice (41) estãolocalizados a uma posição de corda maior que 30%c, particularmente maiorque 50%c e mais particularmente maior que 70%c.
18. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina inclui um aerofóliocom câmber de mais que 6%c, particularmente mais que 8%c e maisparticularmente mais que 10%c.
19. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, em que dita lâmina inclui um aerofólio incluindo pelo menos umgerador de vórtice dianteiro de direção de influxo (42) e um gerador devórtice traseiro (44) e um ou mais geradores de vórtice intermediários (43),caracterizada pelo fato de que ditos geradores de vórtice dianteiros têm menosaltura que a altura média dos geradores de vórtice intermediários e maisparticularmente que ditos geradores de vórtice traseiros também têm menosaltura que a altura média de ditos geradores de vórtice intermediários.
20. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina compreende umaerofólio com geradores de vórtice (42, 45) que estão localizados entre 3%cno lado de pressão e 10%c no lado de sucção e mais particularmente entre0%c e 5%c no lado de sucção.
21. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina compreende umaerofólio com geradores de vórtice (65) que têm um comprimento de maisque 10%c e mais particularmente mais que 20%c e até mesmo maisparticularmente mais que 30% c.
22. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de ser do tipo de eixo vertical, em que arelação de velocidade de ponta λ é menor que 3,5 e particularmente menorque 3 e mais particularmente menor que 2,5.
23. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que ditos geradores de vórtice incluemuma superfície de um dos plásticos PVDF, FEP, PEEK, PI, PEI, PES e PFTEe particularmente que ditos geradores de vórtice consistem completamente emditos plásticos.
24. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que ditos geradores de vórtice sãoarranjados a um ângulo de menos que 10°, e particularmente menos que 5o,para as tangentes relacionadas ao centro de rotação.
25. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que o lado a montante de mais que70% de ditos geradores de vórtice tem uma distância mais curta ao centro derotação do que o lado a jusante.
26. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que a montante de uma linha de basecom geradores de vórtice, geradores de vórtice extras são instalados a umadistância maior à parte.
27. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que geradores de vórtice são instaladosem um padrão que aumenta em posição de corda pelo menos uma vez, eparticularmente pelo menos duas vezes, na direção longitudinal da lâmina.
28. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que geradores de vórtice arranjadosum atrás do outro na direção de fluxo geram vórtices da mesma direçãorotacional.
29. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que a efetividade dos geradores devórtice pode ser regulada mudando a posição, ou abrindo-os fora a um graumaior ou menor, ou submergindo-os parcialmente na superfície de lâmina eem particular ativando os geradores de vórtice por abas de MEM oupiezelétrica.
30. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de compreender seções de aerofólio emque a relação Ci max/ci min é menos que -1,2 -0,2%cam e em particular menosque -1,4 -0,2%cam.
31. Turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizada pelo fato de que dita turbina tem duas opções decontrole ativas e em particular tem uma opção de controle ativa e mais emparticular não tem nenhuma opção de controle ativa, ditas opções de controleestão no controle de passo de grupo e controle de velocidade de rotaçãovariável.
32. Método pelo qual uma primeira lâmina de uma turbinaexistente é removida e substituída por uma outra lâmina, caracterizado pelofato de que dita turbina existente com dita outra lâmina é como definida emqualquer das reivindicações precedentes e particularmente que dita outralâmina na faixa de 0,7R a 0,95R compreende uma corda local cr que é pelomenos 10% e mais particularmente pelo menos 20% menor do que a cordalocal cr de dita primeira lâmina.
33. Método para fabricar uma turbina eólica compreendendouma lâmina, caracterizado pelo fato de que dita lâmina para relações develocidade de ponta λ correspondendo a velocidades de vento não perturbadasentre 8 e 10 m/s tem um número de corda D (= NcrrX2/R2) entre r = 0,5R e r= 0,8R, que é menos que 3,00, e particularmente menos que 2,75, e maisparticularmente menos que 2,50.
34. Método para fabricar uma lâmina de turbina eólicacompreendendo uma lâmina, caracterizado pelo fato de que dita lâmina pararelações de velocidade de ponta λ correspondendo a velocidades de vento nãoperturbadas entre 8 e 10 m/s tem um número de corda D (= NcrrX2/R2) entre r= 0,5R e r = 0,8R, que é menos que 3,00, e particularmente menos que 2,75, emais particularmente menos que 2,50.
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