用于设计和运行风能设备的方法，风能设备以及风电场与流程

本发明涉及一种用于设计和运行用于从风中产生电功率的风能设备的方法，其中风能设备具有空气动力学的转子，所述空气动力学的转子具有叶片角度可调节的转子叶片，其中转子叶片在转子叶片根部和转子叶片尖端之间配备有多个涡流发生器。本发明还涉及一种风能设备的转子的转子叶片、一种风能设备和一种风电场。

背景技术

为了影响转子叶片的空气动力学的特性，已知在转子叶片的横截面轮廓上设置涡流发生器，所述涡流发生器包括多个垂直于表面伸展的涡流元件。例如也作为术语漩涡发生器已知的涡流发生器用于在转子叶片的表面上产生湍流的空气流的局部区域，以便提高抵抗流动分离的阻力。为此，涡流发生器使在转子叶片处靠近壁的流动产生涡流，因此靠近壁和远离壁的流动层之间的动量交换强烈提高，并且靠近壁的边界层中的流速增加。

具有涡流发生器的转子叶片的批量生产通常在成本优化的生产的背景下统一进行，也就是说，对于每个驻地都设置涡流发生器的相同配置。

根据驻地的不同，风能设备会受到各种各样的环境影响，尤其风能设备在日间和季节性变化中所经受的风场的特性可能会有很大差异。风场通过大量参数来表征。最重要的风场参数是平均风速、湍流、竖直和水平的剪切力、风向随高度的变化、倾斜流和空气密度。

空气密度的变化，尤其由空气密度降低引起的在转子叶片处的迎角的增加，通过如下方式来应对：自所限定的功率起，提高叶片安装角，所述叶片安装角通常也称为桨距角，以便避免即将发生的流动分离，尤其在转子叶片的中部区域中，否则所述流动分离会导致严重的功率损失。

德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索了以下现有技术：DE 601 10 098 T2、US 2013/0280066 A1、WO 2007/114698 A2、WO 2016/082838 A1、WO 2018/130641 A1。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的一个目的是改进用于设计和运行风能设备的方法，所述方法的特征在于更有效地运行风能设备，但是也给出一种转子叶片、一种风能设备以及一种风电场，所述转子叶片、风能设备以及风电场实现更有效的运行。

根据一个方面，本发明所基于的目的通过一种具有根据权利要求1的特征的用于设计和运行风能设备的方法来实现。根据权利要求1，提出了一种用于设计和运行用于从风中产生电功率的风能设备的方法，其中风能设备具有空气动力学的转子，所述转子具有其叶片安装角可调节的转子叶片，其中转子叶片在转子叶片根部和转子叶片尖端之间在半径位置处沿着纵向方向配备有多个涡流发生器。改进风能设备的运行效率的目的通过如下方式实现：在相应的转子叶片的纵向方向上配备涡流发生器直至如下半径位置，所述半径位置根据风能设备的驻地处的空气密度来确定。

因此，根据本发明提出，在具有较低的空气密度的驻地处进行涡流发生器在相应的转子叶片上的经调整的配备，以便防止相对于与驻地无关地批量进行用涡流发生器配备转子叶片由于较低的空气密度而出现流动分离，因为涡流发生器提高最大的迎角，在所述最大的迎角中出现失速。用涡流发生器与驻地相关地，即非统一地配备转子叶片会导致提高的收益，所述收益总计能够在生产侧可能显著地过度补偿与驻地无关的配备的节省。

因此，所述方法例如能够确定：对于特定的转子叶片直至预定的空气密度，例如称为空气密度ρA，没有涡流发生器是有利的，并且仅在空气密度下降到低于预定的空气密度ρA时才引入涡流发生器的配备。

涡流发生器的配备能够直接在转子叶片根部处或在纵向方向上与转子叶片根部间隔开的位置处开始。对于根据本发明的成果决定性的是，所述配备在根据本发明按照空气密度确定的半径位置处结束。也不必连续地或者恒定地进行涡流发生器的配备，也就是说，配备中断也是可能的。

在用于影响流动的被动元件作为涡流发生器例如所谓的漩涡发生器的情况下，尤其是将这种元件安置转子叶片处或转子叶片上理解为“配备”。在用于影响流动的主动元件的情况下，尤其能够将激活或停用这种元件以及将其安置在转子叶片处或转子叶片上理解为“配备”。用于影响流动的主动元件包括用于抽吸和/或吹出空气的狭槽或开口、可控制的襟翼等。

尤其优选地，用于影响流动的主动元件和被动元件的组合能够用作为涡流发生器。因此，在这种情况下，例如能够在转子叶片根部附近的位于内部的区域中使用被动的涡流发生器，而在较远的位于外部的区域中使用主动的涡流发生器。由此，直至转子叶片配备有涡流发生器的半径位置也能够在运行进行期间通过控制用于影响流动的主动元件来改变半径位置并且尤其使其适应于空气密度。同时，由于主动的涡流发生器的比例相对低，所以与仅主动的涡流发生器相比，结构的复杂性保持得低。

空气密度不是常数并且随时间变化。优选地，因此平均值，例如空气密度的年平均值，或者年空气密度的最小值用作为空气密度的值。替选地或附加地，能够包括驻地的地理高度，所述地理高度众所周知对空气密度具有影响。优选地，于是根据地理高度和例如驻地处的平均温度以计算方式求取空气密度。

半径位置将在转子叶片上的沿着转子叶片纵轴线的位置描述为相应的位置相对于转子的外半径或转子叶片长度的半径。这两个参考变量即外半径和转子叶片长度相差转子叶片轮毂直径的一半，该直径可能必须考虑在内。

因此，转子叶片上的所涉及的位置能够作为具有在0(零)至1(一)的范围中的值的半径位置来说明。使用半径来描述沿着转子叶片的位置的原因在于：转子叶片为了其常规的使用设置用于安装在风能设备的转子上。也就是说，转子叶片总是固定地与转子相关联，使得使用半径作为参考变量。半径位置优选在转子的中心点即在转子旋转轴线中具有值0(零)。在表征转子的最远的位于外部的点的叶片尖端处，半径位置优选具有值1(一)。

优选地，能够根据空气密度来确定半径位置，使得在空气密度降低时所引起的转子叶片处的迎角提高和由于流动分离而预期到的功率损失得到补偿。通过涡流发生器的与空气密度相关的、驻地特定的设计和设置，流动分离的出现会朝向显著提高的迎角移动。这实现：在优化的迎角范围中运行转子叶片。

在优选的改进形式中，能够根据空气密度确定涡流发生器终止的半径位置，使得补偿在空气密度较低时叶片安装角的必要的提高。因此能够降低或者甚至完全避免叶片安装角或桨距角的提高。

尤其提出，随着空气密度的降低，通过增大半径位置的值来执行涡流发生器的设置。与在空气密度较高的情况中相比，涡流发生器在转子叶片的中部区域中能够设置在的更广阔的区域上，由此在空气密度低的情况下即使在更广阔的中部区域中也防止流动分离。通过在风能设备的驻地处所确定的空气密度较低时以超越针对较高的空气密度的配备的方式给相应的转子叶片配备涡流发生器，能够提高最大所允许的迎角。

优选地，叶片安装角的设定能够根据为配备涡流发生器所确定的半径位置来执行。由此，能够保证最佳的设计方案。

优选地，在考虑具体的运行控制，尤其具体的额定功率的情况下，将涡流发生器配备给转子叶片，风能设备以所述额定功率在驻地运行。关于运行控制，可设想的是，为一种风能设备类型提供与驻地相关的额定功率。为此，能够通过提高额定转子转速来实现额定功率的提高。风能设备在相应的额定转子转速和额定功率下的运行应与驻地相关地持久地进行。更高的额定转子转速尤其根据额定转子转速和额定功率的比能够在额定功率的范围中导致更高的端速比从而引起降低的迎角，由此降低流动分离的风险。这相反导致能够在径向方向上减少涡流发生器的配备，这又能够引起更低的噪音和功率提高。也就是说，能够有利的是，以不同的额定功率运行的一种设备类型的风力设备在径向方向上不同程度地配备涡流发生器。

随着端速比的降低，执行用涡流发生器配备相应的转子叶片所直至的半径位置的值增大，所述端速比被定义为转子叶片尖端在额定转子转速中的速度与在达到额定功率时额定风速的比。

根据一个优选的改进形式，能够保存多个叶片设定特性曲线并且从所保存的叶片设定特性曲线中根据针对配备涡流发生器所确定的半径位置来选择叶片设定特性曲线并且用于设定叶片安装角。

优选地，风能设备能够与驻地相关地以额定转子转速运行，并且涡流发生器在相应的转子叶片的纵向方向上的配备进行直至如下半径位置，所述半径位置根据额定转子转速确定。

在此，随着额定转子转速的增加并且尤其同时端速比的增加，半径位置的值能够变小直至执行用涡流发生器配备相应的转子叶片的值。

在一个优选的改进形式中，对于固定但低的空气密度，能够提高额定转子转速，如果这对于特定的风能设备是可行的，并且同时随着额定转子转速的提高，如果端速比整体上提高，那么减小转子叶片配备有涡流发生器所直至的半径位置。

除了不同的驻地处的不同的环境条件外，风能设备还能够根据驻地受制于不同的框架条件。这例如能够是规范，如距环境噪声所允许的噪声级距离或不可超过的声级，所述声级在运行时由风能设备在距风能设备的特定的距离中产生。例如，在法国，在风能设备的部分负荷运行中相对于环境噪声5dB到6dB的声级要求是适用的。

为了降低声级，风能设备在通常具有降低的转子转速的降低噪音的运行模式中运行，也就是说，相对于功率优化的运行模式，不仅具有降低的部分负荷转子转速而且具有降低的额定负荷转子转速。为了避免尤其在转子叶片的中部区域中即将发生的流动分离，否则所述流动分离会导致严重的功率损失，叶片安装角自所限定的功率起增加。

优选地，在相应的转子叶片的纵向方向上执行涡流发生器的配备所直至的半径位置能够附加地根据在风能设备的驻地处待设定的声级来确定。

在这种情况下，将待设定的声级选择为，使得风能设备满足风能设备的驻地处的声级要求。对转子叶片进行配备直至在相应的转子叶片的纵向方向上较远地位于外部的半径位置实现：在风能设备的运行中，尽管转子转速较低，仍设置较小的叶片安装角，以便防止流动分离。因此，风能设备能够在具有相对于功率优化的运行模式降低的转子转速的噪音降低的运行模式中以更高的功率系数运行。这能够实现：提高风能设备的年能量收益。年能量收益的提高能够在几个百分点的范围中，例如2％到4％。

确定待设定的不允许被超过的声级的声级要求在驻地处会随着时间改变。例如，在不同的时间，例如在夜间和日间或在特定的休息时间，可能适用于不同的声级要求。这以及除了功率优化的运行模式外噪音降低的运行模式在风能设备的总运行持续时间中所占的份额在确定在相应的转子叶片的纵向方向上执行涡流发生器的配备所直至的半径位置时能够被考虑在内。

所述方法能够例如提出，参数根据转子转速、转子叶片的叶片安装角和在相应的转子叶片的纵向方向上执行涡流发生器的配备所直至的半径位置迭代地根据在风能设备的驻地处的空气密度和待设定的声级彼此优化，直到满足框架条件。所述参数例如能够是由风能设备在特定的时间段内所产生的收益，例如风能设备的年能量收益。在这种情况下，能够考虑相应的运行模式在总运行持续时间中所占的份额。框架条件例如能够是达到最大数量的迭代步骤或收敛条件。收敛条件例如能够是：在两个相继的迭代步骤中所求取的年能量收益之间的差值小于预设的极限值。这能够实现：转子转速、转子叶片的叶片安装角和在相应的转子叶片的纵向方向上执行涡流发生器的配备所直至的半径位置彼此配合，使得在考虑风能设备的驻地处的空气密度和声级要求的条件下实现最大的年能量收益。

根据第二方面，本发明还涉及一种具有吸力侧和压力侧的转子叶片，其中至少在吸力侧上，多个涡流发生器设置在转子叶片根部和转子叶片尖端之间，其中在相应的转子叶片的纵向方向上设置涡流发生器直至根据驻地特定的空气密度的半径位置。根据驻地特定的空气密度用涡流发生器配备相应的转子叶片防止流动分离从而可行的是，减少甚至能够完全停止由于变化的空气密度所需要的对桨距角的提高，这总计能够引起更高的收益。

在此，涡流发生器从转子叶片根部起朝向转子叶片尖端直到转子叶片的半径位置的设置会受到驻地特定的端速比的限制，尤其地，从较高的端速比到较低的端速比半径位置能够增加。

也就是说，能够有利的是，提出：一种设备类型的以例如由于不同的额定功率引起的不同的端速比运行的风能设备的转子叶片也在径向方向上不同程度地配备有涡流发生器，使得端速比越低，涡流发生器就越向外安置。

如上所述，将端速比定义为在额定转子转速时的转子叶片尖端的速度与在达到额定功率时的额定风速的比。据此，端速比与额定转子转速和额定功率的比相关。通过额定转子转速和/或额定功率改变，据此能够引起更高或更低的端速比。此外，本发明在第三方面中涉及一种风能设备，所述风能设备包括具有叶片安装角可调节的转子叶片的空气动力学的转子，其中转子可以可设定的额定转子转速运行，以及一种调控装置，其特征在于：所述调控装置设立用于根据第一方面的或描述为优选的设计方案的方法来运行风能设备。

优选地，转子能够具有根据第二方面的至少一个转子叶片。

此外，本发明在第四方面中还涉及一种具有多个根据第三方面的风能设备的风电场。

附图说明

下面根据一个可行的实施例参照附图详细描述本发明。在这种情况下示出：

图1示出根据本发明的风能设备；

图2是单个转子叶片的示意图；

图3示例性地示出在风能设备的特定的额定功率下对于转子叶片处的迎角而言关于针对四种不同的运行状况的标准化的转子半径的不同的变化曲线；

图4示出针对风能设备的四种不同的运行状况的升阻比的示例性的变化曲线；

图5示出针对不同的运行状况的示例性的功率曲线；并且

图6示例性地示出针对两种不同的运行状况的两个叶片安装角特性曲线。

具体实施方式

根据实例参照附图基本上示意性地阐述本发明，并且在相应的附图中阐述的元件在附图中能够被夸大地示出以更好地图解说明而其他元件能够被简化。因此，图1例如示意性地图解说明风能设备本身，使得不能清楚地看到涡流发生器的所规定的设置。

图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。具有三个转子叶片108和导流罩的转子106设置在吊舱104上。转子106在运行中通过风进入旋转运动从而驱动吊舱104中的发电机。转子叶片108的叶片角度是可设定的。转子叶片108的叶片安装角γ能够通过设置在相应的转子叶片108的转子叶片根部114(参见图2)处的变桨马达来改变。转子106以可设定的额定转子转速n运行。转子转速n能够因运行模式而异。在功率优化的运行模式中，转子106能够以尽可能高的额定转子转速运行，而转子106在部分负荷运行模式中以较低的转子转速运行。

在该实施例中，风能设备100由调控装置200调控，所述调控装置是风能设备100的全面的调控装置的一部分。调控装置200通常作为风能设备100的调控装置的一部分来实现。

风能设备100能够借助于调控装置200在功率优化的运行模式中运行并且可选地也能够在部分负荷运行模式例如降低噪音的运行模式中运行。在功率优化的运行模式中，风能设备100与声级要求无关地产生最佳地通过风能设备100根据风能设备100的驻地处的空气密度可产生的额定功率。在降低噪音的运行模式中，风能设备100以相对于功率优化的运行模式降低的转子转速运行，以便设定如下声级，所述声级小于或等于通过声级要求所预设的声级。风能设备100能够可选地基于此来设计并且借助于调控装置200运行为，使得年能量收益根据空气密度并且在遵循风能设备100的驻地处的声级要求的条件下最大化。.

这些风能设备100中的多个能够是风电场的一部分。在此，风能设备100根据驻地而受制于各种各样的环境条件。尤其地，风能设备在日间和季节性变化中所经受的风场的特性可能会有很大差异。风场通过多个参数来表征。最重要的风场参数是平均风速、湍流、竖直和水平的剪切、风向随高度的变化、倾斜流和空气密度。此外，风能设备的诸如声级要求的框架条件可能因驻地而异。这些框架条件在不同时间也可能不同，例如在日间会与在夜间或在休息时间不同。

考虑到风场参数即空气密度，用于运行风能设备的措施提出，通过如下方式来应对转子叶片处的迎角因空气密度降低而引起的提高：自一定功率起提高也称为桨距角的叶片安装角γ，以便避免在转子叶片108的中部区域中即将发生的流动分离，所述流动分离会导致严重的功率损失。叶片安装角γ的这种提高在此导致风能设备100的功率损失，然而，所述功率损失通常低于在相应的转子叶片108处出现的流动分离将带来的功率损失。此外提出，在空气密度低的驻地处提高额定转速，以便由此抵消端速比的因空气密度引起的下降。

根据本发明此时提出：考虑以适合于具有较低的空气密度ρA的驻地的方式设计的涡流发生器118的配备，如在图2中示例性地所示出的那样。根据在风能设备100的驻地处所确定的空气密度ρA安置在转子叶片108的中间部分的扩展的区域上涡流发生器118防止在中间部分中的流动分离，从而可行的是，降低或者甚至完全停止叶片安装角γ的提高，这总计能够引起风能设备100的更高的收益。

图2示出具有转子叶片前缘110以及转子叶片后缘112的单个转子叶片108的示意图。转子叶片108具有转子叶片根部114和转子叶片尖端116。转子叶片根部114和转子叶片尖端116之间的距离称为转子叶片108的外半径R。转子叶片前缘110和转子叶片后缘112之间的距离称为轮廓深度T。在转子叶片根部114处或通常在靠近转子叶片根部114的区域中，转子叶片108具有大的轮廓深度T。相反，在转子尖端116处的轮廓深度T小很多。从转子叶片根部114开始的轮廓深度T，在该实例中，在叶片内部区域增加之后，显著减小直至中部区域。在中部区域中能够设置分离部位(在此未示出)。从中部区域直至转子叶片尖端116，轮廓深度T近似恒定，或者轮廓深度T减小的程度明显降低。

在图2中的视图示出转子叶片108的吸力侧。例如能够实施为漩涡发生器的涡流发生器118设置在吸力侧。可以考虑涡流发生器118的替选的设计方案作为用于影响流动的主动或被动的元件。尽管在所示出的实例中示出涡流发生器118设置在转子叶片108的吸力侧，但是替选地或者附加地，涡流发生器118在根据本发明的配备中设置在转子叶片108的压力侧上也是可行的。涡流发生器118的配备能够在转子叶片前缘110的区域中或者在位于转子叶片前缘110和转子叶片后缘之间的另一个位置处进行。涡流发生器118的配备范围在转子叶片根部114的区域中开始并且朝向转子叶片尖端116伸展。

相对于转子106，涡流发生器118沿着径向方向延伸直至转子叶片108上的位置PA或PB。在此，转子叶片108上的相应的位置PA或PB被视为为相对于标准化半径r/R的半径位置。相对于标准化半径r/R的半径位置将转子叶片108上的沿着转子叶片纵轴线的位置描述为相应的位置PA、PB相对于转子108的外半径R或转子叶片长度的半径ra、rb。由此，转子叶片108上的相关位置PA或PB能够被视为具有在0(零)至1(一)范围中的值的半径位置。

图3示出针对在接下来的表中列举的四种示例性的不同的运行状况(情况1至情况4)在功率处于额定功率的范围中时示例性地示出对于转子叶片108处的迎角α而言关于半径位置r/R的不同的变化曲线120(情况1)、122(情况2)、124(情况3)、126(情况4)。运行状况即情况1至情况4关于转子叶片108配备涡流发生器118的空气密度ρA、ρB和位置PA、PB的值以及关于针对运行所选择的叶片安装角特性曲线PρA、PρB的值彼此不同。

运行状况表：

情况1基于空气密度ρB，例如标准空气密度ρB＝1.225kg/m³。为此，由于设置直至位置PB的涡流发生器，风能设备能够以优选的叶片安装角特性曲线PρB运行，而不会引起沿着转子叶片的失速。

情况2至4此时基于小于空气密度ρB的空气密度ρA。

在情况2中采用情况1的配置，也就是说，在其他方面相同的运行参数用于在较低的空气密度下的运行。在这种情况下引起不利的失速。

为了应对所述失速，在情况3中设置叶片安装角特性曲线PρA，其虽然确保不会出现失速，然而整体上也如在具有叶片安装角特性曲线PρB的情况2中那样引起显著的收益下降。

情况4描述了根据本发明的解决方案，据此通过将涡流发生器改变到PA，尽管空气密度ρA低但是具有优选的叶片安装角特性曲线PρB的可靠的运行是可行的，而不出现失速。替选地，能够使用位于叶片安装角特性曲线PρA和PρB之间的叶片安装角特性曲线。

图3在细节中针对四种运行状况即情况1到情况4示例性地示出在功率接近风能设备100的额定功率例如为额定功率的95％时迎角α关于半径位置r/R的不同的变化曲线120、122、124、126。变化曲线120针对情况1。变化曲线122针对情况2。变化曲线124针对情况3。变化曲线126针对情况4。

此外，用虚线表示最大允许的迎角αA、αB和α0或失速角。当在转子叶片108上未设置涡流发生器118时，出现最大允许的迎角α0。当用涡流发生器118进行配备直至转子叶片108上的位置PB时，出现最大允许的迎角αB，这在所示出的实施例中对应于大约0.55的半径位置r/R。当用涡流发生器118进行配备直至转子叶片108上的位置PA时，出现最大允许的迎角αA，这对应于大约0.71的半径位置r/R。

在半径位置r/R大约为0.71或0.55时的最大允许的迎角αA、αB的突然增加和朝向叶片根部114强烈提高的允许的迎角αA、αB因所安置的涡流发生器118引起。给转子叶片108配备涡流发生器118使流动分离朝向显著提高的迎角αA、αB移动从而允许轮廓在明显扩展的迎角范围中运行。

在不使用涡流发生器118直至0.71或0.55以下的半径位置r/R的情况下，最大允许的迎角αA、αB将显著减小至该半径范围中，这在图3中通过针对最大允许的迎角α0的线表明。可以看到，在空气密度ρB中出现的迎角α在该转子叶片区域中在省去涡流发生器118的情况下甚至在通过线120表示的情况1中就已经导致超过最大允许的迎角α0从而导致失速。

如果风能设备100和相应的转子叶片108在减小的空气密度ρA(如在情况2中所假设的那样)中在没有进一步措施的情况下运行，会出现如在图3中通过线122示例性示出的迎角变化曲线。在半径位置0.55<r/R<0.78之间，在情况2中超过了最大允许的迎角αB，并且在该处导致降低功率的流动分离。通常，在情况2中，从位置PB开始朝向叶片尖端116出现对最大允许的迎角αB的超过，因为因空气密度下降所引起的迎角提高从叶片尖端116开始朝向叶片根部114增加，也就是说，轮廓截面在径向方向上越向内地位于转子叶片108上，轮廓截面所经受的迎角提高就越大。换言之，对最大允许的迎角αB的超过朝向叶片尖端116减小，其中在位置PB处超过迎角的风险最大。

这种关系通过在图4中的示图来说明。在图4中示出针对四种不同的运行状况即情况1至情况4的升阻比的示例性的变化曲线128、130、132、134。变化曲线128针对情况1。变化曲线130针对情况2。变化曲线132针对情况3。变化曲线134针对情况4。

对于情况1，首先看出，根据变化曲线128的升阻比直至半径位置r/R<0.55是小的，并且自该半径位置r/R起突然增加并且向外朝向转子叶片尖端116向着更高的半径位置r/R>0.55增加。变化曲线128中的升阻比的低值因用涡流发生器118进行配备引起，所述低值通常导致提高的阻力系数。

情况2至4中的升阻比的变化曲线130、132、134直至大约为0.55的半径位置r/R定性地基本上类似于的变化曲线128。对于情况2根据变化曲线130看到：自配备涡流发生器118所直至的位置PB起，在情况2中提出，在r/R＝0.55的半径位置中，升阻比显著下降到低的水平，这与在该处出现的流动分离有关。在示例性地示出的情况2中，流动分离在径向方向上被限制到转子叶片108的中部区域上，使得在情况2中，外部区域r/R>0.8中的升阻比达到在该处的转子叶片区域被无分离的绕流时的水平。

为了避免在转子叶片108上的这种所不希望的流动分离现象，根据现有技术通过如下方式来应对迎角αB的超过：风能设备100自预期到迎角αB被超过的风速或功率起提高叶片安装角γ。也就是说，例如选择表征空气密度ρA的叶片安装角γ，即叶片安装角特性曲线PρA。叶片安装角提高在转子叶片108处在整个转子半径R上导致迎角α的降低，使得在之前临界的转子叶片区域中的迎角α再次处于所允许的范围中，这对于情况3在图3中通过变化曲线124示出。

然而，该方法途径具有如下缺点：通过提高转子叶片108的桨距角γ，即所谓的变桨，迎角α即使在转子叶片108的外部区域中也减小，也就是说，即使在通常没有流动分离的风险的地点也减小。由于变桨而导致的迎角减小因此会直接导致风能设备100的功率损失。

因此提出：在相应的转子叶片108的纵向方向上配备涡流发生器118直至半径位置r/R，所述半径位置根据风能设备100的在驻地处所确定的空气密度ρA或ρB来确定。由此尤其能够减少风能设备100的功率损失的所描述的缺点，所述缺点因为了补偿空气密度变化所进行的变桨而导致。

如已经在上文中所说明的那样，在风能设备100在空气密度ρA较低的情况下运行时在转子叶片108的中间部分中出现最大的迎角提高。尤其在如下半径位置处是这种情况，所述半径位置在径向方向上邻接已经安置的涡流发生器118的位置PB。为了应对于此，提出：在风能设备100在空气密度ρA较低的驻地处运行时，给转子叶片108配备涡流发生器118超过位置PB径向地延长至位置PA。由此应对在转子叶片的中间部分中，尤其在位置PB和位置PA之间的流动分离的风险。

本发明的另一方面是，在转子叶片108上延长地配备或安置涡流发生器118的过程中，调整在具有较低的空气密度ρA的驻地处对叶片安装角γ的调控，使得叶片安装角γ为具有较低的空气密度ρA的驻地处减少。根据该调控的示例性的方法途径的迎角变化曲线在图3中通过针对运行状况即情况4的线126示出。通过超出位置PB给相应的转子叶片108配备涡流发生器118，提高在半径位置0.55<r/R<0.71之间的最大允许的迎角αA。因此，在风能设备100运行时，在该转子叶片部段中，即在半径位置0.55<r/R<0.71之间出现如下迎角α，所述迎角位于所允许的范围中。此外看到，相对于情况3，整个转子叶片108处的迎角α提高(通过线124示出)，这通过风能设备100的尤其在转子叶片的外部部分中的提高的功率吸收获得收益。对变桨马达的操控通过调控装置200进行。

如上所述，给转子叶片108配备涡流发生器118伴随着升阻比的降低。考虑图4中的示图，对于情况4中的运行状况说明配备涡流发生器118所引起的升阻比降低的问题。通过将涡流发生器118的配备延长至位置PA中的半径位置r/R＝0.71，升阻比直至该位置与在运行状况即情况1和情况3中的情况相比保持在较低的水平上。然而，在适当的设计方案中，在转子叶片108的外部区域中，即具有半径位置r/R>0.71的位置，再次产生更多的功率，这于是伴随着所出现的收益提高。

由于转子叶片108的外部区域中的增加的功率产生所引起的这种收益提高示例性地图5中示出。图5示例性地示出针对运行状况即情况1、情况3和情况4的不同的功率曲线136、138、140。功率曲线136在情况1中出现，功率曲线138在情况3中出现，并且功率曲线140在情况4中出现。

如果首先比较情况1和情况3中的运行状况，所述运行状况的区别仅在于风能设备100在不同的空气密度ρA和ρB中运行，那么能够确定：功率曲线136在从较高的空气密度ρB转变为较低的空气密度ρA时下降到功率曲线138。在情况1中功率曲线136到情况3中的功率曲线138的这种急剧的下降由于密度降低并且附加地由于叶片安装角γ的与此相关的提高以确保相应的转子叶片108被无分离地绕流所引起。对于情况4，自风速v'和功率P'起，出现风能设备100的提高的功率消耗。在达到根据情况4的该功率P'时，在根据在风能设备100的驻地处所确定的空气密度ρA给相应的转子叶片108配备涡流发生器118直至位置PA时，对叶片安装角γ的调控基于与在情况3中对叶片安装角γ的调控所基于的叶片安装角值相比减小的叶片安装角值。在情况4中提高至达到额定功率PNenn的这种功率消耗获得收益，通过收益能够补偿在超出位置PB直至位置PA附加地配备涡流发生器118的区域中提高的阻力。

在图6中示例性地示出针对两种不同运行状况的两个叶片安装角特性曲线142、144。在调控叶片安装角γ的情况3中的运行状况基于叶片安装角特性曲线142。在通过调控装置200调控叶片安装角γ的情况4中的运行状况基于叶片安装角特性曲线144。如从变化曲线142、144中所看到的那样，随着达到标准化的功率P'/PNenn，风能设备100在情况4中与在情况3中所可行的相比能够在叶片安装角γ的提高程度更小的情况下运行。

在情况3中，自标准化的功率P'/PNenn起，在与驻地无关地给转子叶片108配备涡流发生器118直至位置PB时，在风能设备100的驻地处占优势的较低的空气密度ρA通过具有高的叶片安装角γ的变桨来应对。相反，在情况4中，自标准化的功率P'/PNenn起，在与驻地相关地给转子叶片108配备涡流发生器118直至位置PA时实现具有较低的叶片安装角γ的变桨，由此迎角减少的程度较小。

另一方面考虑：在针对一种风能设备类型的运行控制中提供与驻地相关的额定功率PNenn。在此，额定功率PNenn的提高能够通过提高额定转速来实现。在相同的功率中，较高的额定转速会导致在额定功率PNenn的范围中的更高的端速比从而导致减小的迎角α。因此，降低了流动分离的风险。

这反过来引起：能够减少在径向方向上安置涡流发生器，这又能够降低噪音并且提高功率。也就是说，能够有利的是，提出：以不同的额定功率PNenn运行的一种设备类型的风能设备100的转子叶片108也在径向方向上通过涡流发生器118配置直至不同位置PA、PB，使得额定功率PNenn或额定转子转速越低，就越远地向外安置涡流发生器118。

替选于或者附加于额定功率PNenn或额定转子转速，用于调整涡流发生器118的配备的另一适合的参考变量据此是风能设备100的端速比。如果转子转速是恒定的并且功率较低，那么这导致更高的端速比，其中基于该较高的端速比，减小转子叶片108配备涡流发生器118所直至的半径位置r/R，也就是说，移近转子叶片根部114。在转子转速下降而功率恒定的情况下，半径位置r/R能够相应地增加，也就是说，移近转子叶片尖端116。

如果转子转速和功率都下降，那么取决于端速比最终是下降还是提高的情况。在没有更准确的说明的情况下，不清楚端速比是提高还是下降。于是优选能够使用最终提高或下降的端速比来确定转子叶片配备涡流发生器所直至的半径位置r/R。

可选地，转子叶片108配备涡流发生器118也能够附加地根据在风能设备100的驻地处待设定的声级来执行。收益或者另一参数例如能够根据转子转速、转子叶片的叶片安装角和在相应的转子叶片的纵向方向上执行涡流发生器的配备所直至的半径位置迭代地根据风能设备的驻地处的空气密度和待设定的声级彼此优化直至满足框架条件。框架条件例如能够是：在两个相继的迭代步骤中所求取的收益的差异小于预设的极限值。这能够实现：不仅在考虑到空气密度的条件下而且附加地在考虑风能设备的驻地处的声级要求的条件下，实现最大收益。