Turbină eoliană cu ax vertical cu protecție aerodinamică împotriva suprasarcinilor

Abstract

Invenția se referă la sisteme de conversie a energiei eoliene, și anume la turbine eoliene cu ax vertical. Turbina eoliană cu ax vertical include turnul 1, pe care este instalat un arbore rotitor 2 cu pale cu profil aerodinamic 3 executate înclinat și montate flexibil cu posibilitatea auto schimbării unghiului de atac α prin pivotare, palele 3 sunt unite cu arborele rotitor 2 prin intermediul unor bare radiale 4 la extremitățile periferice ale cărora sunt montate articulațiile mecanice 5 și 6 axial distanțate una față de alta, care au o axă comună de articulare O1O1 concurentă cu axa OO a arborelui rotitor 2 și care în secțiunea amplasării barelor radiale 4 trece printr-un punct cu proiecția pe coarda profilului palei 3 în punctul N1 amplasat între bordul de atac B și punctul O1 de aplicare a forțelor aerodinamice de portanță FL și de rezistență FD cu respectarea condiției BN1<BOʹ, astfel încât la viteza limită maximal a curenților de aer pala 3 sub acțiunea forțelor aerodinamice și centrifugală definită de masa m a corpului inerțial 9 și de viteza lui unghiulară ω să poziționeze pala 3 sub un unghi de atac αm diferit decât cel optimal αopt, majorarea forțată a căruia αm≠αopt, provoacă majorarea forței de rezistență aerodinamică FD, ceea ce în consecință prin frânare aerodinamică duce la micșorarea vitezei unghiulare ω a arborelui rotitor 2 și implicit a forței centrifugale FCF ale masei m a corpului inerțial 9, iar sub acțiunea forței de elasticitate a arcului 8 pala aerodinamică 3 prin pivotare în jurul axei O1O1 a articulațiilor mecanice 5 și 6 revine în poziția cu unghiul de atac optim αopt, astfel viteza unghiulară a arborelui rotitor 2 și rotorului 7 al generatorului electric 10 cuplat coaxial cu acesta revine la valoarea regimului staționar de funcționare. Soluțiile tehnice propuse asigură procesul de frânare mecanică și aerodinamică a rotorului prin soluții constructive relativ simple și totodată asigură securizarea turnului de suprasarcini generate la vitezele mari ale vântului.