多年来，RisøDTU的风能部门一直致力于开发一种控制大型风力涡轮机叶片负载的方法，该方法使用由弹性材料制成的柔性后缘，可通过压缩空气或液压控制。现在，已经被称为CRTEF(可控橡胶尾缘襟翼)的本发明已经在风洞中进行了测试，结果令人满意。

今天的风力涡轮机叶片长度超过60米，承受巨大的负荷，这意味着在强阵风时叶片可以弯曲4-6米。然而，叶片也很长，以至于沿着叶片的阵风的负载可能存在相当大的差异。在风电场中，周围的风力涡轮机也会产生相当大的影响并产生湍流，这种湍流具有更加局部化的效果。

“正是这些局部影响我们希望我们的设计有助于缓解。但是，除了我们的橡胶后缘，它还需要有效的传感器和控制系统，可以告诉系统根据当地的风力条件调节襟翼目前我们正在研究不同类型的传感器和由塑料而不是橡胶制成的后缘，“研究专家Helge Aagaard Madsen解释道。

(资料图片)

2009年12月，橡胶后缘在丹麦Velux公司的露天喷气风洞中进行了测试。该测试标志着2006年启动的开发过程的结束。它始于2007年至2008年的GAP资助项目，并确认了运行原则。接下来是2009年的当前项目，由西兰地区支持，其中橡胶后缘在风洞中进行了测试。在此过程中，RisøDTU材料研究部的纤维实验室开发并制造了许多不同的原型，这也是该开发过程的一部分。

“我们已经达到的操作原理非常简单和稳健，我们也相信制造过程也是如此。风洞试验表明，除了其他方面外，襟翼的外向曲线在受到影响时没有明显变化风荷载与真实涡轮叶片上的风荷载相似。此外，我们测量了襟翼的挠度与叶片截面上的升力变化之间的相关性。这产生的数据我们可以输入到我们的计算模型中然后实际模拟挡板将如何减少涡轮机的负荷，“Helge Aagaard Madsen说。

“我们设计的另一个好处是，模压橡胶后缘为我们提供了一个锋利的边缘，产生更少的噪音和更大的输出。由于今天大多数刀片制造成两半，然后连接在一起，后缘将始终具有一定的厚度然后将后缘磨平以使其更薄，但根据我们的设计，刀片自动获得完全锋利的边缘。

达到适度的大风

过去使用Velux的测试设备来测试风力涡轮机叶片轮廓，因此很明显应该在这里测试设计。在风洞中，除其他之外，可以调节风速，并且可以转动叶片轮廓以模拟相对于轮廓的风向变化。

测试装置包括一个2米长的叶片部分，总弦长1米，覆盖整个跨度的15厘米橡胶襟翼。该刀片包括一个气动系统，用于控制后缘由其制成的柔性硅树脂材料。最后，将两个传感器连接到叶片的前部，测量风向和速度。

“到目前为止，我们一直专注于演示和测试工作原理，但现在我们可以看到它是一个坚固可靠的模型，可以承受强风荷载，我们可以开始更多地关注优化设计和工作对于全尺寸版本，“Helge Aagaard Madsen说道，他们担心的一个问题是强烈的阵风是否会抵消压缩空气引起的橡胶后缘的偏转。但幸运的是情况并非如此。

叶片暴露的力基于叶片部分上的表面压力的测量值。叶片的上侧和下侧上的力的差异清楚地表明橡胶后缘的运动如何调节该力，从而补偿由于阵风而叶片另外受到的波动力。

“除此之外，我们调查了橡胶后缘可以调节的速度，我们测试了襟翼的频率超过2 Hz。今天，通过将整个叶片绕在轮毂上的轴承上来调节螺距，但这有限制叶片重量为几吨，但也因为沿着叶片的分布式可变调节是不可能的。因此，我们认为带有襟翼的控制可以很好地补充较慢的螺距调节，“PeterBjørnAndersen解释道。

迈向全面规模的一步

现在已经对操作原理进行了全面测试，该项目的下一步是将技术发展到橡胶后缘襟翼准备好在全尺寸原型模型中进行测试的阶段。研究人员将致力于优化设计，以便对于后缘内的空隙中的给定压力，偏转将尽可能大。耐用性是另一个重要问题，开发用于供应压缩空气或液压动力的系统也是如此。

“我们与一些有兴趣在这些问题上与我们合作的公司保持联系，这对于我们涉及工业的技术的进一步发展至关重要，因为这是系统将在最后制造的地方。因此，该计划将启动一个新的开发项目，其中包括风能部Risoe DTU和材料研究部门的研究小组之间的紧密合作，另一方面，这些公司为了带来橡胶后缘襟翼技术已准备好在全尺寸风力涡轮机上进行测试，“Helge Aagaard Madsen总结道。

关键词：