[发明专利]用于风能设备的转子叶片和方法

说明书

本发明涉及一种用于风能设备的转子叶片、一种风能设备、一种风电场以及一种用于铺设两段式的转子叶片的方法。本发明尤其涉及一种用于风能设备的转子叶片，所述转子叶片沿纵向方向以可变的型材深度从叶片接口延伸至叶片尖部，其中转子叶片在分离部位处分开并且在分离部位处具有分离部位型材深度，转子叶片的从叶片接口起始的相对叶片长度限定在0％至100％之间的叶片长度数值范围内，分离部位设置在25％和50％之间的叶片长度数值范围内，朝向叶片接口的转子叶片部段和背离叶片接口的转子叶片部段针对转子叶片的常规运行能够在分离部位处连接，深度比例由可变的型材深度和分离部位型材深度定义，发展度量值定义为深度比例沿相对叶片长度方向的梯度，且发展度量值在分离部位的区域中小于‑1。

技术领域

本发明涉及用于风能设备的转子叶片、风能设备、风电场以及用于铺设两段式的转子叶片的方法。

背景技术

开头提到类型的风能设备是已知的。目前最常见的类型的风能设备是所谓的水平轴风能设备，其通常配设有三个转子叶片，其中具有一个、两个、四个或更多个转子叶片的风能设备也是可能的。这种风能设备越来越多地具有更大的构造方式，以便一方面可以实现更高的额定功率并且另一方面能实现更好的风能利用，其中最终风能设备的经济性的升高是目标。

风能设备的更大的构造方式例如可以具有更大的毂高度或更大的转子直径或转子叶片长度。因此，这种风能设备可以具有更大的发电机和/或更大的馈入功率。尤其，更大的转子直径然而一般来说也引起风能设备处的更大的力和力矩。更大的力例如通过更长的转子叶片的更大的离心力和/或弯曲力矩引起。

因为转子叶片通常从风能设备的生产地点运输至安装地点并且在那安装在毂上，所以通常使用分段式转子叶片，尤其在转子叶片具有大的纵向伸展的情况下，是必要的或有利的。分段式转子叶片能比不分段的转子叶片更简单地运输。分段式转子叶片沿纵向方向具有两个或更多个相邻的部段，例如从DE 10 2014 206 670 A1中已知。尤其在森林地区或山区中的安装地点可能需要分段式转子叶片，由此至安装地点的运输才可实现。

传统的、两段式的转子叶片的缺点是，这些转子叶片由于分离部位而不具有空气动力学优化的型材或仅具有限制的空气动力学优化的型材。因此，风能设备的效率或产率降低，并且还不利地影响力曲线和/或力矩曲线。

德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术：DE10 2012 206109 B3；DE 10 2015 116 634 A1和DE 10 2016 201 114 A1。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供用于风能设备的转子叶片、风能设备、风电场以及用于铺设两段式的转子叶片的方法，其减少或消除一个或多个提到的缺点。此外，本发明的目的是，提供一种解决方案，其减少风能设备处的设备负荷和/或提高风能设备的产率。

根据本发明的第一方面，开头提到的目的通过用于风能设备的转子叶片实现，所述转子叶片沿纵向方向以可变的型材深度从叶片接口延伸至叶片尖部，其中转子叶片在分离部位处分开并且在分离部位处具有分离部位型材深度，转子叶片的从叶片接口起始的相对叶片长度限定在0％至100％之间的叶片长度数值范围内，分离部位设置在25％和50％之间的叶片长度数值范围内，朝向叶片接口的转子叶片部段和背离叶片接口的转子叶片部段针对转子叶片的常规运行能够在分离部位处连接，深度比例由可变的型材深度和分离部位型材深度定义，发展度量值定义为深度比例沿相对叶片长度方向的梯度，并且发展度量值在分离部位的区域中小于-1。

转子叶片优选具有理想化地平面的延伸，所述延伸由沿纵向方向的纵向延伸以及由基本上相对于其垂直伸展的型材深度形成。型材深度尤其描述转子叶片的从转子叶片的前棱边至后棱边的延伸。型材深度因此可变地构成，因为转子叶片沿型材深度方向的延伸基本上是不恒定的。虽然如此，转子叶片也可以具有部段，在所述部段中型材深度基本上是恒定的。垂直于纵向延伸和垂直于型材深度，转子叶片具有转子叶片厚度。