Design og optimering af vingetipper for vindmøller

Strømningen omkring vingetipperne er afgørende for en vindmølles effektivitet. Forskning inden for flyvinger har vist, at det er muligt at modificere vingetipperne, og hermed opnå en forbedret virkning, samt en støjreduktion.

Dette projekt har, ved hjælp af computersimuleringer, belyst de præcise strømningsforhold ved vingetip-perne for en række vingedesigns for vindmøller. Det viser sig, at de vigtigste designvariable er højden af wingletten og dens vinkel med vingen. Winglets er navnet på de opadgående, aerodynamiske finner på en flyvinge. En winglet med en højde på 10 % af vingens radius kan forbedre effekten med ca. 13 %. Dette skal dog sammenlignes med, at der opnås en forbedring på ca. 20 % ved at øge længden af selve vingen med 10 %. Konventionelle winglets vil således ikke i sig selv øge den aerodynamiske ydeevne, undtagen når der er begrænsninger på møllehøjden. Ved en snoet vingetip kan der opnås en øget ydeevne på lidt over 20 %, men dette vil gøre vingetippen skrøbelig. Risikoen for fiasko opvejer ikke den mulige gevinst ved store winglets og derfor mener projektlederen ikke, at man i fremtiden vil se store møller med winglets.

De nyudviklede numeriske værktøjer vil fremover kunne benyttes ved design af nye vinger til at optimere den aerodynamiske ydeevne. Det forventes at teknikken fremover kobles til en bredere optimering af energiomkostninger, således at de økonomiske aspekter i forbindelse med et ændret design også inklu-deres i analysen. Projektlederen gør opmærksom på, at det kunne være interessant at fortsætte et projekt med ikke-konventionelle vingetyper, herunder f.eks. snoede vingetipper, som i første omgang kunne afprø-ves på mindre vindmøller. Dog er der ikke planer om dette i nærmeste fremtid. I stedet satses der mere på forbedring af den inderste del af vindmøllevingen, hvor der for de nye 'kæmpemøller' er en del at hente mht. aerodynamisk/strukturel optimering.

Projektet har dannet baggrund for ni videnskabelige artikler, som blandt andet dækker over en PhD-afhandling og et internationalt tidsskrift.