更高效的风力涡轮机叶片设计

这款刀片是SweepTwist自适应转子的名称“STAR”，是同类产品中首款生产的刀片。其最显着的特点是一个轻微弯曲的尖端，称为“扫掠”，与目前使用的绝大多数叶片不同，它是专为中西部等低风速区域设计的。这项工作所针对的地点的年平均风速为每秒5.8米，在10米高度测量。这样的地点在美国很丰富，并且可以为风能经济开发的可用土地面积增加20倍。

尺寸为27.1米-比它将要更换的基线长约3米-叶片可在较低的风速下提高能量捕获。代替传统的线性形状，叶片具有朝向后缘的曲率，这允许叶片以降低叶片上的疲劳载荷的方式响应湍流阵风。它由玻璃纤维和环氧树脂制成。

“这种设计使得叶片比传统设计更加扭曲，从而减轻了强烈湍流风对叶片寿命的影响，”负责桑迪亚叶片研究工作的TomAshwill说。“这使我们能够增加同一转子的叶片长度，提供5-10%的能量捕获，同时保持相同的预期疲劳寿命。”

桑迪亚是国家核安全局(NNSA)的实验室。

K&C合同是低风速技术(LWST)项目的一部分，该项目针对的风力发电站不是最强大但充足的。2005年底，能源部(DOE)和桑迪亚授予Knight&Carver200万美元的合同，其中包括80,000美元的K&C成本份额。由于预算重新分配，该项目是获得2007年资助的几个LWST项目中唯一的项目。

桑迪亚在该项目中的角色一直是指导设计和测试计划。K&C团队提供了详细的设计和刀片制作。

第一台STAR刀片于1月份在位于圣地亚哥的Knight&Carver制造厂进行了测试，以确定其静态载荷引起的弯曲和扭曲行为。还测量了固有频率。这些数据将与设计模拟进行比较，以确定设计概念的执行情况。2007年第一季度将制造另外四个叶片-其中三个将在爱荷华州的一台涡轮机上进行飞行测试。

“美国能源部的兴趣和资金对我们来说是一大步，”阿什威尔说。“我们一直在努力将创新概念纳入公用事业规模的刀片一段时间，以此作为实现降低能源成本的计划目标的一种方式。”

他补充说，除非可以控制叶片重量增长(非线性)，否则公用事业级风力发电机组平均尺寸的持续增长可能会在所有效率降低之前结束。挑战在于开发新概念以减少重量增长率，如扫过的STAR刀片。

其他减轻重量的概念，例如碳晶石帽，促进弯曲-扭转耦合的轴外碳纤维，以及新的“结构”翼型，已经在较小规模的9米长原型叶片中进行了在桑迪亚的飞行测试测试地点位于德克萨斯州布什兰，美国农业部ARS(农业研究站)设施。

设计团队的其他成员是加利福尼亚州戴维斯的动态设计;德克萨斯州ClearLakeShores的MDZ咨询公司;加州大学戴维斯分校;和华盛顿州西雅图的NSE复合材料公司。

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