[发明专利]带浮动地基的局部变桨距风力涡轮机

权利要求书

1.一种风力涡轮机，包括：

‐风力涡轮机塔架（3），其具有顶部和底部；

‐机舱（4），所述机舱（4）设置在风力涡轮机塔架（3）顶部；

‐转子轮毂（5），所述转子轮毂（5）可转动地安装至机舱（4）；

‐一片或更多风力涡轮机叶片（6），所述风力涡轮机叶片（6）安装至转子轮毂（5），其中风力涡轮机叶片（6）构成旋转平面；以及

‐浮动地基（2），所述浮动地基（2）具有上部（11），所述上部（11）安装至风力涡轮机塔架（3）的底部，其中所述地基具有浮体（7），并设置为安装在具有预定水深的离岸位置，

其特征在于：

‐所述风力涡轮机叶片（6）包括至少带有第一气动外形的内叶片部分（13）和带有第二气动外形的外叶片部分（14），其中内叶片部分（13）安装至转子轮毂（5），外叶片部分（14）通过至少一个桨距连接器（15）连接至内叶片部分（13），所述桨距连接器（15）在风速超过第一风速（W₁）时相对内叶片部分（13）调整外叶片部分（14）的桨距角。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述内叶片部分（13）具有失速控制型气动外形，且所述外叶片部分（14）具有桨距控制型气动外形，其中两个叶片部分（13、14）确定了作用在转子轮毂（5）上的合推力值。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，所述内叶片部分（13）从风力涡轮机叶片（6）的根端（16）延伸至桨距连接器（15）的一个位置，并且，所述外叶片部分（14）从风力涡轮机叶片（6）的尖端（17）延伸至桨距连接器（15）的所述位置，其中桨距连接器（15）位于相对于根端（16）的相对长度0.20±10%至0.80±10%之间处，优选为0.30±10%至0.70±10%之间处。

4.根据权利要求1‐3的任一权利要求所述的风力涡轮机，其特征在于，所述内叶片部分（13）的气动外形确定第一表面面积，所述第一表面面积确定所述叶片部分的吸力侧和压力侧，且所述外叶片部分（14）的气动外形确定第二表面面积，所述第二表面面积确定所述叶片部分的吸力侧和压力侧，其中第一表面面积对第二表面面积的比率在0.5至1.5±10%之间，优选为1±10%。

5.根据权利要求1‐4的任一权利要求所述的风力涡轮机，其特征在于，桨距控制系统设置为根据预设的功率输出调节外叶片部分的桨距角。

6.根据权利要求1‐4的任一权利要求所述的风力涡轮机，其特征在于，作用在内叶片部分（13）的风速确定第一推力值，并且作用在外叶片部分（14）的风速确定第二推力值，其中桨距控制系统设置为通过调整外叶片部分（14）的桨距角，相对于第一推力值来调节第二推力值，使得合推力值保持在基本恒定值。

7.根据权利要求1‐6的任一权利要求所述的风力涡轮机，其特征在于，所述桨距控制系统电气连接至少一个测量单元，所述测量单元用于测量风力涡轮机（1）相对其垂直位置的倾斜度，其中所述桨距控制系统设置为基于所测得的倾斜度调节外叶片部分（14）的桨距角。

8.根据权利要求1‐7的任一权利要求所述的风力涡轮机，其特征在于，所述第一风速（W₁）的平均值为10至14米/秒或更高。

9.一种控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括一片或多片风力涡轮机叶片（6），所述叶片（6）安装至转子轮毂（5），所述轮毂（5）紧接着可转动地安装至机舱（4），所述机舱（4）设置在风力涡轮机塔架（3）的顶部，所述塔架（3）紧接着安装至具有浮体（7）的浮动地基（2）上，其中风力涡轮机叶片（6）在平均风速大于第一风速（W1）时调整桨距角，其特征在于，如权利要求1‐8的任一权利要求所述，相对风力涡轮机叶片（6）的内叶片部分（13）调整风力涡轮机叶片（6）的外叶片部分（14）的桨距角。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，变桨距相对预设的功率输出进行调节。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述内叶片部分（13）确定第一推力值，并且所述外叶片部分（14）确定第二推力值，其中变桨距相对第一推力值进行调节，使得合推力值保持在基本恒定值。

12.根据权利要求9‐11的任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述结构中设置至少一个测量单元测量风力涡轮机（1）的倾斜度，其中基于所测得的倾斜度对外叶片部分（14）进行变桨距调节。