[发明专利]能够延伸的风力涡轮机叶片

说明书

一种能够延伸的风力涡轮机叶片，其用于在其操作期间在长度上延伸，风力涡轮机叶片具有带有根部区域和翼型区域的外表面，并且包括：第一叶片节段，其包括外表面的第一部分；第二叶片节段，其包括外表面的第二部分；以及连接机构，其将叶片节段连接，并且配置成当风力涡轮机叶片在阈值旋转速度之上操作时，将风力涡轮机叶片带动到缩回状态，在缩回状态中，外表面的部分齐平并且邻接，并且配置成当风力涡轮机叶片在阈值旋转速度之下操作时，将风力涡轮机叶片带动到延伸状态，在延伸状态中，外表面的部分断开，并且，叶片长度是在缩回状态中的叶片长度的至少101%。

技术领域

本公开涉及一种能够延伸的风力涡轮机叶片。

背景技术

现代的变速风力涡轮机一般使用围绕毂旋转的固定长度叶片，并且一般在四种不同风况下操作：风力涡轮机的切入速度之下的第一状况；切入速度与额定速度之间的第二状况；额定速度与切出速度之间的第三状况；以及切出速度之上的第四状况。典型地，在其中对于能量产生而言风速分别过低和过高的第一状况和第四状况中没有能量产生。在第三状况中，典型地，通过对叶片进行失速或俯仰（pitch）调节，即，通过选择性地使叶片围绕它们的纵向轴线旋转以便改变相对于相对风速的叶片角度，在风力涡轮机上减小负载。

风力涡轮机的能量产生由风力涡轮机叶片的扫掠面积决定。因此，风力涡轮机的转子以及因此风力涡轮机叶片长度多年来已在尺寸上增大，因为，用于转换的可用风能与转子的扫掠面积成比例并且因此与叶片长度的平方成比例。

为了在低风速下增加产量，已提出伸缩风力涡轮机叶片。然而，这样的伸缩叶片设计经受许多缺点。这样的叶片的制造是复杂的，因为，叶片的伸缩部分必须容纳于叶片的基部部分中。此外，这样的伸缩叶片复制壳表面，这增加叶片的尖端区域中的重量。

发明内容

在此背景下，可以将提供具有用于在风力涡轮机的切入速度与额定速度之间捕获能量的提高的能力的用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片视为本公开的目的。本公开的另一个目的是提供这样的风力涡轮机叶片的低成本和/或简单构造。

这些目的中的一个或多个可以通过如下文中所描述的本公开的方面来满足。

本公开的第一方面涉及一种能够延伸的风力涡轮机叶片，其用于在操作期间，例如在其切入速度与额定速度之间，在长度上延伸，风力涡轮机叶片沿着纵向轴线从根部端部延伸到尖端端部，风力涡轮机叶片具有带有根部区域和翼型区域的外表面，外表面例如与风力涡轮机叶片之上的空气流接触，风力涡轮机叶片具有在前缘与后缘之间延伸的弦线，风力涡轮机叶片包括第一叶片节段、第二叶片节段以及连接机构。第一叶片节段包括外表面的第一部分、第一端部以及优选地根部端部。第二叶片节段包括外表面的第二部分、面向第一端部的第二端部、以及尖端端部，第二叶片节段从第一叶片节段分离。连接机构在缩回状态中和在延伸状态中将第一叶片节段与第二叶片节段连接，并且配置成在风力涡轮机叶片在阈值之上操作时，将风力涡轮机叶片带动到缩回状态，并且配置成在风力涡轮机叶片在阈值之下操作时，将风力涡轮机叶片带动到延伸状态。在缩回状态中，风力涡轮机叶片具有从根部端部到尖端端部的第一长度，并且，外表面的第一部分布置成与外表面的第二部分基本上齐平并且邻接。在延伸状态中，风力涡轮机叶片具有从根部端部到尖端端部的第二长度，并且，第二叶片节段布置成与第一叶片节段具有间隙，使得外表面的第一部分和外表面的第二部分基本上断开。第二长度是第一长度的至少101%。优选地，第二长度是第一长度的至少102%、103%、104%或105%。

这样的能够延伸的叶片可以在制造方面具有优点，因为能够制造整个风力涡轮机叶片，然后例如通过切割来划分成第一叶片节段和第二叶片节段，并且随后使得连接机构被装配。与要求复杂成形来允许伸缩伸长的现有技术的伸缩叶片相比，这可以是制造能够延伸的叶片的更容易的方式。