DE102011050901B4

DE102011050901B4 - Windturbine und Windturbinenrotorblattanschluss

Info

Publication number: DE102011050901B4
Application number: DE102011050901.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Jan Kootstra
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL Es
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: US20110299995A1; DE102011050901A1; DK178744B1; CN102287321B; CN102287321A; US8172539B2; DK201170298A

Abstract

Eine Blattverbindung (125) zum Verbinden eines ersten Blattsegments (100) eines Rotorblatts (22) und eines zweiten Blattsegments (100) eines Rotorblatts (22), wobei jedes Blattsegment (100) ein aerodynamisches Profil aufweist, wobei die Blattverbindung (125) aufweist:- ein erstes Verbindungssegment (130) und ein zweites Verbindungssegment (130), wobei jedes Verbindungssegment (130) eine äußere Oberfläche (132), eine innere Oberfläche (134) und eine dazwischen liegende Dicke (136) aufweist,- wobei die äußere Oberfläche (132) eines jeden Verbindungssegments (130) ein aerodynamisches Profil aufweist, und- wobei das erste Verbindungssegment (130) und das zweite Verbindungssegment (130) jeweils des Weiteren eine Verbindungsendschnittstelle (142), eine Blattendschnittstelle (144) zum Verbinden mit einem jeweiligen Schalensegment (110), und eine dazwischen liegende Länge (146) aufweist,- wobei die Verbindungsendschnittstelle (142) des ersten Verbindungssegments (130) und die Verbindungsendschnittstelle (142) des zweiten Verbindungssegments (130) konfiguriert sind, um das erste Verbindungssegment (130) und das zweite Verbindungssegment (130) zusammen zu verbinden,- wobei das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments (130) einem aerodynamischen Profil eines ersten Schalensegments (110) des ersten Blattsegments (100) entspricht, und wobei das aerodynamische Profil des zweiten Verbindungssegments (130) einem aerodynamischen Profil eines zweiten Schalensegments (110) des zweiten Blattsegments (100) entspricht.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Windturbinen, Windturbinenrotorblätter, und insbesondere Blattanschlüsse zum Verbinden von Blattsegmenten in Windturbinenrotorblättern.
Windenergie wird als eine der saubersten und umweltfreundlichsten der derzeit verfügbaren Energiequellen angesehen, und Windturbinen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit erfahren. Eine moderne Windturbine umfasst typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel, und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter entnehmen dem Wind kinetische Energie basierend auf bekannten Profil prinzipien. Die Rotorblätter übertragen die kinetische Energie in der Form von Rotationsenergie, indem sie eine Welle drehen, die die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe genutzt wird, direkt mit dem Generator verbinden. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die in ein Energieversorgungsnetz eingespeist werden kann.
Der Aufbau eines modernen Rotorblattes umfasst im Allgemeinen Außenhaut- oder Schalenkomponenten, Holmgurte und eine mehrere Holmstege. Die Außenhaut, die typischerweise aus Schichten von Faserverbundwerkstoffen und leichtgewichtigen Kernmaterialien hergestellt ist, bildet die äußere aerodynamische Profilform des Rotorblattes. Die Holmgurte bieten eine erhöhte Rotorblattstärke, indem ein oder mehrere strukturelle Elemente, die entlang der Länge des Rotorblattes verlaufen, auf beiden inneren Seiten des Rotorblattes eingefasst werden. Holmstege sind strukturelle auslegerähnliche Komponenten, die im Wesentlichen senkrecht zwischen den oberen Holmgurten und Bodenholmgurten verlaufen und sich quer durch den inneren Teil des Rotorblattes zwischen den äußeren Außenhäuten erstrecken. Holmgurte sind typischerweise aus faserverstärkten Verbundstoffen gebildet, wie zum Beispiel glasfaserverstärkte Verbundstoffe oder kohlefaserverstärkte Verbundstoffe.
Die Größe, Form und das Gewicht von Rotorblättern sind Faktoren, die zu der Energieeffizienz von Windturbinen beitragen. Eine Vergrößerung der Rotorblattgröße vergrößert die Energieproduktion einer Windturbine, während eine Gewichtsverringerung ebenfalls die Effizienz einer Windturbine fördert. Des Weiteren muss der strukturellen Integrität der Rotorblätter eine besondere Beachtung geschenkt werden, wenn die Rotorblattgrößen wachsen. Im Moment sind bestehende oder sich in der Entwicklung befindliche große kommerzielle Windturbinen in der Lage zwischen ungefähr 1,5 bis ungefähr 12,5 Megawatt Leistung herzustellen. Diese größeren Windturbinen können Rotorblattanordnungen aufweisen, die größer als 90 m im Durchmesser sind. Zusätzlich regen Fortschritte in der Rotorblattform die Herstellung einer vorwärts gerichteten Rotorblattform an, die eine im Allgemeinen von der Basis bis zur Spitze des Blattes gebogene Kontur aufweist und eine verbesserte Aerodynamik zur Verfügung stellt. Dementsprechend unterstützen Bemühungen zur Vergrößerung der Rotorblattgröße, Verringerung des Rotorblattgewichtes und Vergrößerung der Rotorblattstärke, wobei auch die Rotorblattaerodynamik verbessert wird, das anhaltende Wachsen der Windturbinentechnologie und den Einsatz der Windenergie als alternative Energiequelle.
Da die Größe von Windturbinen wächst, insbesondere die Größe der Rotorblätter, wachsen auch die entsprechenden Kosten zur Herstellung, zum Transport und dem Zusammenbau der Windturbinen. Die ökonomischen Vorteile der vergrößerten Windturbinengrößen müssen gegen diese Faktoren abgewogen werden. Zum Beispiel können die Kosten zum Vor-Formen, Transportieren und Aufstellen einer Windturbine mit Rotorblättern in der Größenordnung von 90 m den wirtschaftlichen Vorteil einer größeren Windturbine maßgeblich beeinflussen.
Eine bekannte Strategie zum Reduzieren der Kosten zum Vor-Formen, Transportieren, und Aufstellen von Windturbinen mit Rotorblättern von zunehmender Größe ist die Herstellung der Rotorblätter in Blattsegmenten. Nachdem die einzelnen Blattsegmente zu dem Aufstellort transportiert wurden, werden die Blattsegmente mit Hilfe verschiedener mechanischer Befestigungseinrichtungen wie zum Beispiel Bolzen oder Nieten zusammengebaut. Allerdings haben mechanische Befestigungseinrichtungen eine Vielzahl von Nachteilen. Zum Beispiel benötigt die Benutzung von mechanischen Befestigungseinrichtungen vergleichsweise mehr Material zum Bau der Blattsegmente, was die Größe und das Gewicht der Rotorblätter erhöht, und auch die benötigte Arbeit, die Windturbine zusammenzubauen, erhöht. Des Weiteren führen Vergrößerungen in der Größe und im Gewicht durch die Benutzung von mechanischen Befestigungseinrichtungen zu zusätzlichen Belastungen auf den Rotorblättern zwischen den verschiedenen Blattsegmenten sowie einer zusätzlichen Belastung und Beanspruchung des Materials in den Blattsegmentverbindungsbereichen.
Aus der US 2010 / 0 122 442 A1 ist ein Verfahren bekannt, umfassend das Verbinden eines integralen Schotts und einer Schaufelschale, um eine Schaufel zu bilden, und das Trennen der Schaufel in zwei Schaufelsegmente an einer Stelle, die das integrale Schott enthält.
Aus der DE 102 35 496 A1 ist ein Rotorblatt für den Rotor einer Windenergieanlage mit mindestens zwei in Längsrichtung des Rotorblattes hintereinander angeordneten und miteinander verklebten Rotorblattelementen.
Aus der DE 10 2008 045 601 A1 ist ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage bekannt, das sich in betriebsbereitem Zustand von einem Blattwurzelbereich zum Anschluss an eine Rotornabe der Windenergieanlage bis zu einer Blattspitze längserstreckt.
Aus der DE 10 2008 055 513 A1 ist ein zum Zusammenbau großer Rotorflügel von Windkraftanlagen dienendes Verfahren bekannt, welches das Bereitstellens mehrerer Windkraftanlagenrotorflügelsegmente beinhaltet.
Aus der DE 10 2008 055 537 A1 ist ein mehrere Segmente aufweisender Flügel für eine Windkraftanlage mit wenigstens zwei Flügelsegmenten bekannt.
Aus der US 2010 / 0 132 884 A1 ist Bausatz für den Zusammenbau eines Windturbinenblattes bekannt, umfassend ein erstes und ein zweites Blattsegment.
Aus der US 2010 / 0 143 148 A1 ist eine Turbinenschaufel mit mindestens zwei Schaufelsegmenten bekannt. Jedes Schaufelsegment umfasst eine erste und eine zweite Schale, einen Basisbereich und mindestens einen Verbindungsbereich mit einer Gegenfläche.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Windturbinenrotorblattaufbau, das insbesondere verwendbar in größeren Windturbinen ist, und das die zugehörigen Transport- sowie Aufbaukosten der Windturbine reduziert, ohne dabei die strukturelle Steifigkeit und die Energieeffizienzen der Windturbine zu verlieren. Insbesondere gibt es einen Bedarf für ein Befestigungssystem für Windturbinenrotorblattsegmente, das den Zusammenbau von Blattsegmenten zu einem Rotorblatt vereinfacht, und das das Gewicht und die zu dem zusammengebauten Rotorblatt zugehörigen Belastungen vermindert.
Die erwähnten Probleme werden gelöst durch die Blattverbindung, das Blattsegment, , das Rotorblatt, und die Windturbine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen, weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung, den abhängigen Ansprüchen und den Figuren dargestellt, oder sind daraus naheliegend.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Blattverbindung zum Verbinden eines ersten Blattsegments eines Rotorblatts und eines zweiten Blattsegment eines Rotorblatts offenbart, wobei jedes Blattsegment ein aerodynamisches Profil aufweist. Die Blattverbindung umfasst ein erstes Verbindungssegment und ein zweites Verbindungssegment, wobei jedes Verbindungssegment eine äußere Oberfläche, eine innere Oberfläche und eine dazwischen liegende Dicke aufweist. Die äußere Oberfläche jedes Verbindungssegments hat ein aerodynamisches Profil. Das erste Verbindungssegment und das zweite Verbindungssegment haben jeweils eine Verbindungsendschnittstelle, eine Blattendschnittstelle zum Verbinden mit einem jeweiligen Schalensegment, und eine dazwischen liegende Länge. Die Verbindungsendschnittstelle des ersten Verbindungssegments und die Verbindungsendschnittstelle des zweiten Schnittstellensegments sind konfiguriert, um das erste Schnittstellensegment und das zweite Schnittstellensegment zusammen zu verbinden. Das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments entspricht dem aerodynamischen Profil des ersten Blattsegments und das aerodynamische Profil des zweiten Verbindungssegments entspricht dem aerodynamischen Profil des zweiten Blattsegments.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein erstes Blattsegment für ein Rotorblatt offenbart, wobei das Rotorblatt ein aerodynamisches Profil aufweist und aus einer Vielzahl von Blattsegmenten gebildet ist. Das erste Blattsegment umfasst ein erstes Schalensegment mit einem allgemeinen aerodynamischen Profil und einer Länge. Das erste Schalensegment begrenzt des Weiteren einen Ausschnittsteil. Das erste Blattsegment umfasst des Weiteren eine Vielzahl von Holmgurten, die sich wenigstens teilweise über die Länge des ersten Schalensegments erstrecken, wobei jedes der Holmgurte eine Weite und Dicke aufweist. Das erste Blattsegment umfasst des Weiteren ein erstes Verbindungssegment, das sich in dem Ausschnittsteil des ersten Schalensegments befindet und verklebt mit dem ersten Schalensegment und der Vielzahl der Holmgurte des ersten Schalensegments ist. Das erste Verbindungssegment weist eine äußere Oberfläche, eine innere Oberfläche, und eine dazwischen liegende Dicke auf. Die äußere Oberfläche des ersten Verbindungssegments weist ein aerodynamisches Profil auf, das dem aerodynamischen Profil des Schalensegments entspricht. Das erste Verbindungssegment weist des Weiteren eine Verbindungsendschnittstelle eines zweiten Verbindungssegments eines zweiten Blattsegments, eine Blattendschnittstelle, und eine dazwischen liegende Länge auf. Das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments entspricht einem aerodynamischen Profil eines ersten Schalensegments des ersten Blattsegments.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zum Ausführen der offenbarten Verfahren und umfasst Vorrichtungsteile zum Ausführen jeder der beschriebenen Verfahrensschritte. Die Verfahrensschritte können mittels Hardwarekomponenten, einen durch entsprechende Software programmierten Computer, durch eine Kombination der beiden oder in jeglicher anderen Weise ausgeführt werden. Des Weiteren ist die Erfindung auch gerichtet auf Verfahren, nach denen die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten, und/oder gemäß denen die beschriebenen Elemente zusammengebaut werden. Es umfasst Verfahrensschritte zum Ausführen von jeder Funktion der Vorrichtung.
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können umfassender verstanden werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die angehängten Ansprüche. Die begleitenden Zeichnungen, die Teil dieser Beschreibung darstellen, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung und sollen, zusammen mit der Beschreibung, die Prinzipien der Erfindung erklären.
Eine vollständige und für einen Fachmann ausführbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, inklusive der besten Ausführungsart davon, wird in der Beschreibung dargestellt, die Bezug nimmt auf die angehängten Figuren, wobei:

1 ist eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Windturbine;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines segmentierten Windturbinenrotorblattes gemäß Aspekten der Offenbarung;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Blattsegmentes und Verbindungssegmentes der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform von zwei benachbarten Blattsegmenten und einer Blattverbindung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform von zwei benachbarten Blattsegmenten und einer Blattverbindung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform von zwei benachbarten Blattsegmenten und einer Blattverbindung gemäß der vorliegenden Offenbarung,
7 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform von zwei benachbarten Blattsegmenten und einer Blattverbindung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
8 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform von zwei benachbarten Blattsegmenten und einer Blattverbindung gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Es wird im Detail Bezug genommen auf Ausführungsformen der Erfindung, zu denen ein oder mehrere Beispiele in den Figuren illustriert sind. Jedes Beispiel dient der Erklärung der Erfindung, nicht der Begrenzung der Erfindung. Es ist für den Fachmann in der Tat offenkundig, dass verschiedene Modifikationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne dabei vom Umfang oder dem Sinn der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform illustriert oder beschrieben werden, in anderen Ausführungsformen benutzt werden, um zu einer weiteren Ausführungsform zu gelangen. Die vorliegende Erfindung soll derartige Modifikationen und Variationen, wie sie innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen, umfassen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Windturbine 10. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Windturbine 10 eine Windturbine mit Horizontalachse. Die Windturbine 10 kann alternativ eine Windturbine mit vertikaler Achse sein. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst die Windturbine 10 einen Turm 12, der von einer Auflagefläche 14 ragt, eine Gondel 16, die auf dem Turm 12 befestigt ist, und einen Rotor 18, der an die Gondel 16 angeschlossen ist. Der Rotor 18 umfasst eine drehbare Nabe 20 und mindestens ein Rotorblatt 22, das mit der Nabe 20 verbunden ist und davon ausgehend nach außen ragt. In der beispielhaften Ausführungsform hat der Rotor 18 drei Rotorblätter 22. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Rotor 18 mehr oder weniger als drei Rotorblätter 22. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Turm 12 aus röhrenförmigen Stahl hergestellt, um einen Hohlraum (nicht gezeigt in 1) zwischen der Auflagefläche 14 und der Gondel 16 zu bilden. In einer alternativen Ausführungsform ist der Turm irgendeine geeignete Art eines Turms mit irgendeiner geeigneten Höhe.
Die Rotorblätter 22 sind um die Nabe 20 herum verteilt, um es den drehenden Rotor 18 zu ermöglichen, dass dieser kinetische Energie in nutzbare mechanische Energie aus dem Wind überführt, und daraufhin in elektrische Energie. Die Rotorblätter 22 werden mit der Nabe 20 verbunden, indem ein Blattwurzelteil 24 mit der Nabe 20 an einer Vielzahl von Lastenübertragungsregionen 26 befestigt wird. Die Lastenübertragungsregionen 26 weisen eine Nabenlastenübertragungsregion und eine Blattlastenübertragungsregion auf (beide nicht in 1 gezeigt). Die auf die Rotorblätter 22 wirkenden Lasten werden auf die Nabe 20 über die Lastenübertragungsregionen 26 übertragen. In einer Ausführungsform haben die Rotorblätter 22 eine Länge, die zwischen 15 Metern (m) bis ungefähr 91 m liegt. Die Rotorblätter 22 können alternativ jede geeignete Länge aufweisen, die es ermöglicht, dass die Windturbine 10 wie hierin beschrieben arbeitet. Zum Beispiel, andere nichtbeschränkende Beispiele von Blattlängen umfassen 10 m oder weniger, 20m, 37m oder eine Länge, die größer als 91 m ist. Wenn Wind aus einer Richtung 28 auf die Rotorblätter 22 fällt, wird der Rotor 18 um eine Drehachse 30 gedreht. Wenn die Rotorblätter 22 gedreht werden und Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, sind die Rotorblätter 22 auch verschiedensten Kräften und Momenten ausgesetzt. Daher können sich die Rotorblätter 22 abbiegen und/oder von einer neutralen, oder nicht-abgebogenen Position, zu einer abgebogenen Position drehen. Darüber hinaus kann ein Anstellwinkel oder Blattwinkel der Rotorblätter 22, das heißt ein Winkel, der eine Stellung der Rotorblätter 22 in Bezug auf die Windrichtung 28 bestimmt, durch ein Anstellwinkelverstellsystem 32 verändert werden, um die Last und die von der Windturbine 10 erzeugte Energie zu steuern, indem die Winkelposition des mindestens einen Rotorblattes 22 relativ zum Windvektor verstellt wird. Die Blattwinkelachsen 34 für Rotorblätter 22 sind gezeigt. Während des Betriebs der Windturbine 10 kann das Anstellwinkelverstellsystem 32 einen Blattwinkel der Rotorblätter 22 derart verändern, dass die Rotorblätter 22 in eine Segelstellung bewegt werden, sodass die Stellung des mindestens einen Rotorblattes 22 relativ zum Windvektor eine minimale Oberfläche des Blattes 22, die in Richtung des Windvektors ausgerichtet ist, zur Verfügung stellt, was das Reduzieren einer Drehgeschwindigkeit des Rotors 18 und/oder einen Abriss der Strömung von Rotor 18 erleichtert.
In der beispielhaften Ausführungsform wird der Blattwinkel von jedem Rotorblatt 22 individuell von einem Steuersystem 36 gesteuert. Der Blattwinkel kann alternativ auch für alle Rotorblätter 22 von einem Steuersystem 36 simultan gesteuert werden. In der beispielhaften Ausführungsform kann des Weiteren die Azimutrichtung der Gondel 16 um eine Azimutachse 38 gesteuert werden, um die Rotorblätter 22 bezüglich der Richtung 28 zu positionieren, wenn sich die Richtung 28 ändert.
In der beispielhaften Ausführungsform wird das Steuersystem 36 als zentral innerhalb der Gondel 16 angeordnet gezeigt. Das Steuersystem 36 kann aber auch ein System sein, das verteilt ist über die Windturbine 10, auf der Auflagefläche 14, innerhalb einer Windfarm und/oder an einem entfernten Steuerzentrum. Das Steuersystem 36 umfasst einen Prozessor 40, der dazu konfiguriert ist, die hierin beschriebenen Verfahren und/oder Schritte durchzuführen. Des Weiteren umfassen viele der anderen hierin beschriebenen Komponenten einen Prozessor. Der Begriff „Prozessor“ wie er hierin benutzt wird ist nicht beschränkt auf integrierte Schaltungen, die in dem Gebiet als Computer bezeichnet werden, sondern bezieht sich allgemein auf eine Steuerung, eine Mikrosteuerung, einen Mikrocomputer, eine programmierbare logische Steuerung (PLC), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, und andere programmierbare Schaltungen, und diese Begriffe werden hier gegenseitig austauschbar benutzt. Es ist wichtig zu verstehen, dass ein Prozessor und/oder ein Steuersystem auch einen Speicher, Eingangskanäle und/oder Ausgangskanäle umfassen können.
Mit Bezug zu 2 wird ein segmentiertes Rotorblatt 22 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung illustriert. Das Rotorblatt 22 umfasst eine Vielzahl von individuellen Blattsegmenten 100, die von einer Blattspitze 102 bis zu einer Blattwurzel 104 mit den Enden aneinander ausgerichtet sind. Jedes der individuellen Blattsegmente 100 ist einzigartig konfiguriert, sodass die Vielzahl von Segmenten 100 ein vollständiges Rotorblatt 22 bilden, das das entworfene aerodynamische Profil, die Länge, und andere gewünschte Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel kann jedes der Rotorblattsegmente 100 ein aerodynamisches Profil aufweisen, das dem aerodynamischen Profil von benachbarten Blattsegmenten 100 entspricht. Daher bilden die aerodynamischen Profile der Blattsegmente 11 ein durchgängiges aerodynamisches Profil des Rotorblattes 22. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das vollständige segmentierte Rotorblatt 22 eine gerichtete Form aufweisen, die ihm ein aerodynamisches Profil gibt, das eine gekrümmte Kontur aufweist, und von dem äußeren Ende des Rotorblattes 22 zu dem rumpfwärts gelegenen Ende läuft. In einer alternativen Ausführungsform kann das segmentierte Rotorblatt eine nicht-gerichtete Form und ein entsprechendes aerodynamisches Profil aufweisen.
Mit Bezug auf die 3 bis 5 kann jedes der individuellen Blattsegmente 100 der vorliegenden Offenbarung ein Schalensegment 110 umfassen. Das Schalensegment 110 kann ein allgemeines aerodynamisches Profil aufweisen, wie zum Beispiel ein aerodynamisches Profil, das allgemein dem aerodynamischen Profil des Rotorblattes 22 und dem benachbarten Schalensegment 110 entspricht. Die Schalensegmente 110 können eine Länge 112 aufweisen, und können wenigstens ein Ausschnittsteil 114 festlegen.
In einigen Ausführungsformen kann das Schalensegment 110 eine einheitliche Schale sein. In alternativen Ausführungsformen kann das Schalensegment 110 aus einer Vielzahl von Schalenkomponenten gebildet sein. Diese Schalenkomponenten können individuell geformt werden und an den Anströmkanten und den hinteren Kanten des Schalensegments 110 miteinander verbunden werden. Das Schalensegment 110 kann eine innere und äußere Haut umfassen und kann zum Beispiel aus einem trockenen Fasermaterial gebildet sein. Zusätzlich kann das Schalensegment 110 ein Kernmaterial umfassen, das zwischen den inneren und äußeren Häuten sandwichartig angeordnet ist. Dieses Kernmaterial kann zum Beispiel ein Leichtmaterial sein, wie zum Beispiel Balsaholz, extrodiertes Schaumpolystyrol oder ähnliches.
Jedes individuelle Blattsegment 100 kann des Weiteren eine Mehrzahl von Holmgurten 116 umfassen. Die Holmgurte 116 können wenigstens teilweise über die Länge 112 des Schalensegments 110 reichen, und jeder Holmgurt 116 kann eine Breite 118 und eine Dicke 120 haben (siehe 5). Innere Holmstege (nicht gezeigt) können sich durch die Schalensegmente 110 zwischen den Holmgurten 116 erstrecken, so dass die Holmgurte 116 und die inneren Holmstege im Allgemeinen Strukturglieder bilden, die zum Beispiel I-geformte oder kastenförmige Strukturglieder sind. Die Holmgurte 116 und inneren Holmstege können den individuellen Rotorblattsegmenten 110 im Allgemeinen eine strukturelle Steifigkeit geben. Die Holmgurte 116 können eine Form und Biegungen aufweisen, die im Wesentlichen den Formen und Biegungen der Schalensegmente 110 entsprechen, so dass die aerodynamischen Profile der Holmgurte den aerodynamischen Profilen der Schalensegmente 110 entsprechen. Die Holmgurte 116 können im Allgemeinen aus einer kohlefaserverstärkten Matrix oder einem glasfaserverstärkten Polymer, oder aus anderen stabilen, leichtgewichtigen Materialien gebildet sein.
Jedes der Blattsegmente 100 kann ein Verbindungssegment 130 aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Verbindungssegment 130 eine vorgefertigte Kompositkomponente sein, die zum Beispiel durch Wickeln von Fasern, durch ein Legeverfahren von Gewebe, oder irgendeine andere Gewebeanordnungstechnik gebildet ist. Es ist wichtig zu verstehen, dass das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung aus irgendeinem geeigneten Material gebildet sein kann, wie zum Beispiel irgendeinem leichtgewichtigen Material, das hierin offenbart ist. Man sollte des Weiteren verstehen, dass das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung mit Hilfe irgendeiner geeigneten Herstellungstechnik gebildet sein kann.
Das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung kann geformt sein, um in dem Ausschnittsteil 114 des Schalensegments 110, wie unten beschrieben, angeordnet zu sein. Daher bilden im Allgemeinen das Verbindungssegment 130, das Schalensegment 110, und die Holmgurte 116 ein Blattsegment 100. Das Verbindungssegment 130 mag im Allgemeinen an das Schalensegment 110 und die Holmgurte 116 mit Hilfe irgendeiner geeigneten Klebetechnik geklebt sein, insbesondere irgendeiner Klebetechnik, die einen Klebstoff oder einen eingießenden Harz benutzt.
Das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung hat eine äußere Oberfläche 132, eine innere Oberfläche 134 (s. 5) und eine Dicke 136 dazwischen. Das Verbindungssegment 130 hat zusätzlich eine Verbindungsendschnittstelle 142, eine Blattendschnittstelle 144, und eine Länge 146 dazwischen. Es ist des Weiteren wichtig zu verstehen, dass die Blattendschnittstelle 144 zwei oder mehr Blattendschnittstellenteile 145 (siehe 5) haben kann, wobei jedes Teil 145 konfiguriert ist, mit einer Komponente des Blattsegments 100 verbunden zu werden, wie zum Beispiel einem Holmgurt 116, wie unten besprochen wird. Des Weiteren kann die äußere Oberfläche 132 ein aerodynamisches Profil aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das aerodynamische Profil der äußeren Oberfläche 132 dem aerodynamischen Profil des Schalensegments 110 und der Holmgurte 116 entsprechen. Daher können das Verbindungssegment 130, das Schalensegment 110, und die Holmgurte 116 zusammen ein durchgängiges aerodynamisches Profil aufweisen.
In beispielhaften Ausführungsformen kann die Dicke 136 des Verbindungssegments 130 zumindest entlang eines Teils der Länge 146 des Verbindungssegments 130 zunehmen. Zum Beispiel kann die Dicke 136 entlang zumindest eines Teils der Länge 146 von der Blattendschnittstelle 144 zu der Verbindungsendschnittstelle 142 zunehmen. Daher kann die Verbindungsendschnittstelle 142 eine Dicke 136 aufweisen, die größer als die Dicke 136 an der Blattendschnittstelle 144 ist.
Das Blattendschnittstelle 144 kann konfiguriert sein, um mit Komponenten des Blattsegmentes 100 zusammenzuwirken. Zum Beispiel können in beispielhaften Ausführungsformen die Blattendschnittstellenteile 145 mit den Holmgurten 116 verbunden werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Holmgurte 116 eine sich verjüngende Verbindungsendschnittstelle 117 umfassen, die einen Verjüngungsgrad aufweist. Die Dicke 136 des Verbindungssegments 130 kann in einem Grad zunehmen, der im Wesentlichen dem Verjüngungsgrad von jedem der Holmgurte 116 ähnlich ist. Darüber hinaus kann in beispielhaften Ausführungsformen die Dicke 136 des Verbindungssegments 130 an der Verbindungsendschnittstelle 142 ungefähr sieben Mal der Dicke 120 der Holmgurte 116 entsprechen. Die Dicke 136 des Verbindungssegments 130 kann sich daher in einem angemessenen Verjüngungsgrad von einer relativen größeren Dicke an der Verbindungsendschnittstelle 142 hin zu einer minimalen Dicke oder einer Dicke der Größe Null an der Blattendschnittstelle 144 verjüngen. Durch das zur Verfügung Stellen einer angemessenen Dicke 136 mit einem angemessenen Verjüngungsgrad relativ zur Dicke 120 und der Verjüngung der Holmgurte 116 können daher die Verbindungssegmente 130 Holmgurte 116 mit einem angemessenen Lastengrad während des Betriebs der Windturbine 10 zur Verfügung stellen, die somit sicherstellen, dass die segmentierten Rotorblätter 22 während des Betriebs nicht ausfallen. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Verjüngungsgrade und das Verhältnis die Dicke 136 des Verbindungssegments 130 an der Verbindungsendschnittstelle 142 zu der Dicke 120 der Holmgurte 116 irgendwelche geeigneten Grade und Verhältnisse sein können, um eine geeignete Belastung der Holmgurte 116 zur Verfügung zu stellen.
Das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung kann auch eine Breite 138 aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Breitte 138 entlang mindestens eines Teils der Länge 146 des Verbindungssegments 130 zunehmen, wie zum Beispiel von der Blattendschnittstelle 144 zu der Verbindungsendschnittstelle142. Die Breite 138 an der Verbindungsendschnittstelle 142 kann zum Beispiel ungefähr der Profilbreite des Blattsegments 100 entsprechen, und die Breite 138 an der Blattendschnittstelle 144 kann ungefähr der Breite 118 der einzelnen Holmgurte 116 entsprechen. Es ist des Weiteren wichtig zu verstehen, dass die Breite des Ausschnittsteils 114 ungefähr der Breite 138 des Verbindungssegmentes 130 entsprechen kann, und dass die Breite des Ausschnittsteils 114 mit der Breite 138 des Verbindungssegments 130 variieren kann.
Es sollte verstanden werden, dass das Verbindungssegment 130 der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist auf Ausführungsformen zur Benutzung mit Blattsegmenten 100, die nur zwei Holmgurte 116 haben und ein Strukturglied in dem Blattsegment 100 bilden. Zum Beispiel kann das Blattsegment 100 vier oder mehr Holmgurte 116 aufweisen, die zwei oder mehr Strukturglieder bilden. Das Verbindungssegment 130 dieser Ausführungsformen kann mehrere Verbindungsendschnittstellen 142 zur Verbindung mit den Holmgurten 116 umfassen, und die Breite 138 des Verbindungssegments 130 kann variieren und in breiten Abschnitten gemessen werden, wobei jede Verbindungsendschnittstelle 142 eine ungefähre Breite aufweist, die der Breite 118 des entsprechenden Holmgurtes 116 entspricht.
In den beispielhaften Ausführungsformen wie sie in den 6 bis 8 gezeigt sind, kann die Verbindungsendschnittstelle 142 des Verbindungssegments 130 konfiguriert sein, das Blattsegment 100 mit einem benachbarten Blattsegment 100 zu verbinden, um ein vollständiges Rotorblatt 100 oder ein Teil hiervon zu bilden. Zum Beispiel kann die Verbindungsendschnittstelle 142 des Verbindungssegments 130 konfiguriert sein, um sich mit der Verbindungsendschnittstelle 142 des benachbarten Blattsegments 100 zu verbinden. Die benachbarten Verbindungsendschnittstellen 142 können zum Beispiel überlappende Enden, steck-/buchsenartige Verriegelungsmerkmale oder andere geeignete Strukturen haben, die ein positives Eingreifen und eine Ausrichtung der Verbindungsendschnittstellen sicherstellen. Daher können in beispielhaften Ausführungsformen die Verbindungsendschnittstellen 142 der vorliegenden Offenbarung eine buchsenartige Verbindungsendschnittstelle oder eine steckerartige Verbindungsendschnittstelle sein. „Buchsenartig“ wie es hierin benutzt wird, bedeutet irgendein Verbindungsmerkmal einer Komponente, die dazu konfiguriert ist, ein Verbindungsmerkmal einer separaten Komponente aufzunehmen, wie zum Beispiel eine Ausnehmung. „Steckerartig“ wie hierin benutzt, bedeutet irgendein Verbindungsmerkmal einer Komponente, das dazu konfiguriert ist, von einem Verbindungsmerkmal einer separaten Komponente aufgenommen zu werden, wie zum Beispiel ein Vorstand. Wenn die benachbarten Verbindungsendschnittstellen 142 miteinander verbunden werden, können sie mit Hilfe irgendeiner geeigneten Klebetechnik geklebt werden, wie zum Beispiel einer Klebetechnik mit Klebstoff oder eingießendem Harz. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann das Blattsegment 100 der vorliegenden Offenbarung einen Spannmechanismus 150 umfassen. Der Spannmechanismus 150 kann konfiguriert sein, um das Blattsegment 100 an das benachbarte Blattsegment 100 in dem Rotorblatt 22 zu sichern. Zum Beispiel kann der Spannmechanismus 150 in einer Ausführungsform an das Verbindungssegment 130 eines Blattsegments 100 angebracht sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Spannmechanismus 150 an dem Verbindungssegment 130 des Blattsegments 100 nahe der Blattspitze 102 angebracht sein und eine steckerartige Verbindungsendschnittstelle 142 aufweisen. Es sollte aber verstanden werden, dass der Spannmechanismus 150 an irgendein Verbindungssegment 130 in irgendeinem Blattsegment 100 in dem Rotorblatt 22 angebracht werden kann.
Der Spannmechanismus 150 kann benachbarte Blattsegmente 100 miteinander fixieren, indem eine zusammendrückende Zugkraft auf die Blattsegmente 100 angewandt wird. In einer Ausführungsform kann der Spannmechanismus 150 zum Beispiel ein Kabel, wie zum Beispiel ein Stahlkabel, oder eine Vielzahl von Kabeln sein. Die Kabel können an einem Ende an ein Verbindungssegment 130, wie es oben besprochen wurde, angebracht werden, und an dem anderen Ende an irgendeinem Ort in einem weiteren Blattsegment 100 oder nahe der Blattwurzel 104. Wenn eine Zugkraft auf den Spannungsmechanismus 150 angewandt wird, kann der Zugmechanismus die benachbarten Blattsegmente 100 zusammenziehen und somit die Blattsegmente 100 in dem Rotorblatt 22 miteinander fixieren. In beispielhaften Ausführungsformen entsprechen die aerodynamischen Profile des Schalensegments 110, der Holmgurte 116, und des Verbindungssegments 130 dem aerodynamischen Profil des Rotorblatts 22. Daher kann das segmentierte Rotorblatt 22 eine Vielzahl von Blattsegmenten 100 mit entsprechenden aerodynamischen Profilen umfassen, so dass das Rotorblatt 22 ein durchgehendes aerodynamisches Profil aufweist. In einigen Ausführungsformen wie sie in den 6 bis 8 gezeigt sind, können die Blattsegmente 100 eine Hautschicht 160 umfassen, die das Schalensegment 110, die Holmgurte 116 und das Verbindungssegment 130 bedeckt. Die Hautschicht 160 kann des Weiteren ein kontinuierliches aerodynamisches Profil des Blattsegments 100 zur Verfügung stellen. Die Hautschicht 116 kann eine einheitliche Hautschicht sein, die das gesamte Rotorblatt 22 bedeckt, oder kann eine segmentierte Hautschicht sein, die ein Blattsegment 100, ein Teil eines Blattsegments 100, oder eine Mehrzahl von Blattsegmenten 100 bedeckt.
Die vorliegende Offenbarung umfasst auch eine Blattverbindung 125 zum Verbinden eines ersten Blattsegments 100 und eines zweites Blattsegments 100 in einem Rotorblatt 22, wobei jedes ein aerodynamisches Profil aufweist. Die Blattverbindung 125 kann ein erstes Verbindungssegment 130 und ein zweites Verbindungssegment 130, wie oben im Detail besprochen, umfassen. Die Verbindungsendschnittstelle 142 des ersten Verbindungssegments 130 und die Verbindungsendschnittstelle 142 des zweiten Verbindungssegments 130 können konfiguriert sein, um das erste Verbindungssegment 130 mit dem zweiten Verbindungssegment 130 miteinander zu verbinden. Zum Beispiel kann, wie oben besprochen und in den 6 bis 8 gezeigt, die Verbindungsendschnittstelle 142 des ersten Verbindungssegments 130 eine buchsenartige Verbindungsendschnittstelle sein und die Verbindungsendschnittstelle 142 des zweiten Verbindungssegments 130 kann eine steckerartige Verbindungsendschnittstelle sein. Des Weiteren können in beispielhaften Ausführungsformen die Verbindungsendschnittstelle 142 des ersten Verbindungssegments 130 und die Verbindungsendschnittstelle 142 des zweiten Verbindungssegments 130 konfiguriert sein, das erste Verbindungssegment 130 mit dem zweiten Verbindungssegment 130 zu verbinden ohne den Einsatz von mechanischen Befestigungsmitteln. Zum Beispiel können das erste Verbindungssegment 130 und das zweite Verbindungssegment 130 wie hierin besprochen, miteinander verbunden werden und dann mit Hilfe einer geeigneten Klebetechnik geklebt werden, wie zum Beispiel irgendeiner Klebetechnik mit Klebstoff oder einfließendem Harz.
Wie oben diskutiert wurde, entspricht das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments 130 dem aerodynamischen Profil des ersten Blattsegments 100 und das aerodynamische Profil des zweiten Verbindungssegments 130 entspricht dem aerodynamischen Profil des zweiten Blattsegments 100. Das heißt, die ersten und zweiten Blattsegmente 100 und die entsprechenden ersten und zweiten Verbindungssegmente 130 bilden jeweils durchgängige aerodynamische Profile. In beispielhaften Ausführungsformen kann zusätzlich das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments 130 dem aerodynamischen Profil des zweiten Verbindungssegments 130 entsprechen. Daher kann die Blattverbindung 125 ein durchgängiges aerodynamisches Profil bilden. Des Weiteren können die ersten und zweiten Blattsegmente 100 und die entsprechenden ersten und zweiten Verbindungssegmente 130 ein einziges durchgängiges aerodynamisches Profil bilden, das in beispielhaften Ausführungsformen dem aerodynamischen Profil des Rotorblatts 22 entspricht.
Eine oder mehrere der Verbindungssegmente 130 der Blattverbindung 125 können einen Spannmechanismus 150 umfassen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das zweite Verbindungssegment 130 den Spannmechanismus 150 wie oben beschrieben, umfassen. Der Spannmechanismus 150 kann konfiguriert sein, das erste Verbindungssegment 130 mit dem zweiten Verbindungssegment 130 miteinander zu fixieren, wie es oben besprochen wurde.
In beispielhaften Ausführungsformen kann das erste Verbindungssegment 130 mit dem ersten Schalensegment 110 des ersten Blattsegments 100 verklebt sein, und das zweite Verbindungssegment 130 kann mit dem zweiten Schalensegment 110 des zweiten Blattsegments 100 verklebt sein, wobei irgendeine geeignete Klebetechnik genutzt werden kann, wie zum Beispiel mit Hilfe eines Klebstoffs oder einfließendem Harz.
Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Benutzung von zwei Verbindungssegmenten 130 in zwei Blattsegmenten 100 zur Formung eines Rotorblattes 22 beschränkt ist. Vielmehr kann irgendeine Anzahl von Blattsegmenten 100 miteinander verbunden werden mit Hilfe der Blattverbindung 125 der vorliegenden Offenbarung, um ein Rotorblatt 22 zu formen. Zum Beispiel kann ein Blattsegment 100 der vorliegenden Offenbarung mehr als ein Ausschnittssteil 114 umfassen, wie zum Beispiel zwei gegenüberliegende Aufschnittsteile 114, so dass das Blattsegment 100 an jedem der gegenüberliegenden Enden an benachbarte Blattsegmente 100 angeschlossen werden kann. Die Verbindungssegmente 130 können in dem Ausschnittsteil 114 angeordnet sein. Ein Verbindungssegment 130 kann eine buchsenartige Verbindungsendschnittstelle 142 zur Verbindung mit einer steckerartigen Verbindungsendschnittstelle 142 eines benachbarten Verbindungssegments 130 aufweisen. Ein weiteres Verbindungssegment 130 kann eine steckerartige Verbindungsendschnittstelle 142 zum Verbinden mit einer buchsenartigen Verbindungsendschnittstelle eines benachbarten Verbindungssegments 130 aufweisen.
Die vorliegende Beschreibung nutzt Beispiele, mitunter die beste Ausführungsform, um die Erfindung zu offenbaren und auch um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, insbesondere Geräte oder Systeme herzustellen und zu benutzen sowie beinhaltete Verfahren auszuführen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele umfassen, die sich dem Fachmann ergeben. Solche andere Beispiele sollen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche sein, wenn sie Strukturelemente umfassen, die nicht von der wörtlichen Darstellung in den Ansprüchen sich unterscheiden oder wenn sie äquivalente Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden von der wörtlichen Darstellung in den Ansprüchen enthalten.

Claims

Eine Blattverbindung (125) zum Verbinden eines ersten Blattsegments (100) eines Rotorblatts (22) und eines zweiten Blattsegments (100) eines Rotorblatts (22), wobei jedes Blattsegment (100) ein aerodynamisches Profil aufweist, wobei die Blattverbindung (125) aufweist: - ein erstes Verbindungssegment (130) und ein zweites Verbindungssegment (130), wobei jedes Verbindungssegment (130) eine äußere Oberfläche (132), eine innere Oberfläche (134) und eine dazwischen liegende Dicke (136) aufweist, - wobei die äußere Oberfläche (132) eines jeden Verbindungssegments (130) ein aerodynamisches Profil aufweist, und - wobei das erste Verbindungssegment (130) und das zweite Verbindungssegment (130) jeweils des Weiteren eine Verbindungsendschnittstelle (142), eine Blattendschnittstelle (144) zum Verbinden mit einem jeweiligen Schalensegment (110), und eine dazwischen liegende Länge (146) aufweist, - wobei die Verbindungsendschnittstelle (142) des ersten Verbindungssegments (130) und die Verbindungsendschnittstelle (142) des zweiten Verbindungssegments (130) konfiguriert sind, um das erste Verbindungssegment (130) und das zweite Verbindungssegment (130) zusammen zu verbinden, - wobei das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments (130) einem aerodynamischen Profil eines ersten Schalensegments (110) des ersten Blattsegments (100) entspricht, und wobei das aerodynamische Profil des zweiten Verbindungssegments (130) einem aerodynamischen Profil eines zweiten Schalensegments (110) des zweiten Blattsegments (100) entspricht.
Die Blattverbindung (125) gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke (136) eines jeden Verbindungssegments (130) entlang wenigstens eines Teils der Länge (146) des Verbindungssegments (130) von der Blattendschnittstelle (144) zu der Verbindungsendschnittstelle (142) anwächst.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Verbindungsendschnittstelle (142) des ersten Verbindungssegments (130) eine buchsenartige Verbindungsendschnittstelle (130) ist, und die Verbindungsendschnittstelle (142) des zweiten Verbindungssegments (130) eine steckerartige Verbindungsendschnittstelle (130) ist.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Verbindungssegment (130) und das zweite Verbindungssegment (130) jeweils eine Breite (138) aufweisen, und wobei die Breite (138) jedes Verbindungssegments (130) entlang zumindest eines Teils der Länge (146) des Verbindungssegments (130) von der Blattendschnittstelle (144) zu der Verbindungsendschnittstelle (142) anwächst.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Blattverbindung (125) ein durchgängiges aerodynamisches Profil bildet.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments (130) dem aerodynamischen Profil des zweiten Verbindungssegments (130) entspricht.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Verbindungssegment (130) an das erste Schalensegment (110) des ersten Blattsegments (100) geklebt ist, und wobei das zweite Verbindungssegment (130) an das zweite Schalensegment (110) des zweiten Blattsegments (100) geklebt ist.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Verbindungssegment (130) einen Spannmechanismus (150) umfasst, der konfiguriert ist, das erste Verbindungssegment (130) mit dem zweiten Verbindungssegment (130) zusammen zu fixieren.
Die Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verbindungsendschnittstelle (142) des ersten Verbindungssegments (130) und die Verbindungsendschnittstelle (142) des zweiten Verbindungssegments (130) konfiguriert sind, das erste Verbindungssegment (130) und zweite Verbindungssegment (130) ohne die Benutzung von mechanischen Befestigungsmitteln miteinander zu verbinden.
Ein erstes Blattsegment (100) für ein Rotorblatt (22), wobei das Rotorblatt (22) ein aerodynamisches Profil aufweist und aus einer Vielzahl von Blattsegmenten (100) gebildet ist, wobei das Blattsegment (100) umfasst: - ein erstes Schalensegment (110) mit einem allgemein aerodynamischen Profil und einer Länge (112), wobei das erste Schalensegment (110) des Weiteren ein Ausschnittsteil (114) umgrenzt; - eine Vielzahl von Holmgurten (116), die sich zumindest teilweise über die Länge (112) des ersten Schalensegments (110) erstrecken, wobei jeder der Holmgurte (116) eine Breite (118) und eine Dicke (136) aufweist; und - ein erstes Verbindungssegment (130), das in dem Ausschnittsteil (114) des ersten Schalensegments (110) angeordnet ist und an das erste Schalensegment (110) sowie eine Mehrzahl von Holmgurten (116) des Schalensegments (110) geklebt ist, wobei das erste Verbindungssegment (130) eine äußere Oberfläche (132), eine innere Oberfläche (134), und eine dazwischen liegende Dicke (136) aufweist, - wobei die äußere Oberfläche (132) des ersten Verbindungssegments (130) ein aerodynamisches Profil aufweist, das dem aerodynamischen Profil des Schalensegments (110) entspricht, - wobei des Weiteren das erste Verbindungssegment (130) eine Verbindungsendschnittstelle (142) zum Verbinden mit einer Verbindungsendschnittstelle (142) eines zweiten Verbindungssegments (130) eines zweiten Blattsegments (100), eine Blattendschnittstelle (144) und eine dazwischen liegende Länge (146) aufweist, und - wobei das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments (130) einem aerodynamischen Profil eines ersten Schalensegments (110) des ersten Blattsegments (100) entspricht.
Das erste Blattsegment (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Dicke (136) des ersten Verbindungssegments (130) entlang zumindest eines Teils der Länge (146) des ersten Verbindungssegments von der Blattendschnittstelle (144) zu der Verbindungsendschnittstelle (142) anwächst.
Das erste Blattsegment (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die Breite (138) des ersten Verbindungssegments (130) an der Blattendschnittstelle (144) ungefähr gleich zu der Breite jedes der Holmgurte (116) ist.
Das erste Blattsegment (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das erste Blattsegment (100) und das zweite Blattsegment (100) ein durchgängiges aerodynamisches Profil bilden.
Das erste Blattsegment (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, des Weiteren umfassend einen Spannmechanismus (150), der konfiguriert ist, das Blattsegment (100) mit einem benachbarten Blattsegment (100) zu fixieren.
Das erste Blattsegment (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das aerodynamische Profil des ersten Schalensegments (110) und das aerodynamische Profil des ersten Verbindungssegments (130) dem aerodynamischen Profil des Rotorblattes (22) entsprechen.
Ein Rotorblatt (22) umfassend mindestens eine Blattverbindung (125) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ein erstes Schalensegment (110) und ein zweites Schalensegment (110), und/oder zumindest ein erstes Blattsegment (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15 und ein damit verbundenes zweites Blattsegment (100).
Eine Windturbine umfassend mindestens ein Rotorblatt (22) gemäß Anspruch 16.