Aerodynamiczna konstrukcja lemiesza to głównie projekt optymalizacji kształtu, który jest kluczowym krokiem w projektowaniu lemiesza. Zalety i wady konstrukcji płata łopaty w projekcie optymalizacji kształtu bezpośrednio określają sprawność wytwarzania energii przez turbinę wiatrową. W warunkach pracy turbiny wiatrowej liczba płynących Reynoldsa jest stosunkowo niska. Łopatki zwykle pracują z niską prędkością i wysokim współczynnikiem podnoszenia. Zakłócenia przepływu między łopatkami powodują przepływ. bardzo skomplikowane. Ze względu na złożony stan przepływu kształtu ostrza i rozkład profilu ostrza w różnych kierunkach, konstrukcja profilu ostrza staje się bardzo ważna.
Obecnie technologia projektowania profilu łopat zwykle przyjmuje zaawansowaną metodę projektowania płata skrzydła samolotu w lotnictwie w celu zaprojektowania kształtu profilu łopaty. Zaawansowana technologia CFD jest szeroko stosowana w projektowaniu różnych typów kształtów aerodynamicznych. W warunkach pracy wentylatora przy niskiej liczbie Reynoldsa i wysokim współczynniku podnoszenia konieczne jest przeanalizowanie pola przepływu profilu łopatki za pomocą równania sterowania N-S z uwzględnieniem lepkości.
W ciągu ostatnich 10 lat płat łopaty turbiny wiatrowej o osi poziomej zwykle wybierał płaty lotnicze serii NACA, takie jak NACA44XX, NA-CA23XX, NACA63XX i NASALS(1). Te płaty są bardzo wrażliwe na chropowatość krawędzi natarcia. Gdy krawędź natarcia stanie się szorstka z powodu zanieczyszczenia, wydajność płata zostanie znacznie zmniejszona, a roczna utrata mocy wyjściowej może osiągnąć nawet 30%. Po uznaniu, że płaty lotnicze nie nadają się do łopat elektrowni wiatrowych, po połowie 1980 roku, kraje rozwinięte w energetyce wiatrowej zaczęły badać specjalne płaty dla łopat i z powodzeniem opracowały specjalne serie płatów dla łopat wiatrowych, takie jak amerykańskie serie Seri i NREL oraz Dania. Seria RISO-A, szwedzka seria FFA-W i holenderska seria DU.
Te płaty mają swoje zalety. Serie mają niską wrażliwość na chropowatość powierzchni płata; Seria RISO-A ma dobrą wydajność przeciągnięcia podczas zbliżania się do straganu i ma niską wrażliwość na chropowatość krawędzi natarcia; Seria FFA-W ma dobrą chropowatość tylnej powierzchni. Wydajność stoiska. Duńska firma LM przyjęła szwedzki płat FFA-W do dużych łopat turbin wiatrowych, a specjalny płat do turbin wiatrowych będzie szeroko stosowany w projektowaniu łopat energii wiatrowej.
Obecnie istnieje kilka teorii projektowania kształtu ostrza, z których wszystkie są opracowywane na podstawie teorii aerodynamiki skrzydeł. Pierwsza teoria projektowania kształtów jest uproszczoną metodą projektowania opartą na teorii Batesa. Metoda ta zakłada, że turbina wiatrowa pracuje w najlepszych warunkach formuły Batesa, bez uwzględnienia strat prądu obrotowego itp., A projektowana sprawność turbiny wiatrowej nie przekracza 40%.
Później niektórzy znani aerodynamicy ustanowili własną teorię aerodynamiki łopatek. Teoria Schmitza uwzględnia utratę wiru w kierunku obwodowym ostrza, a wynik projektu jest stosunkowo dokładny. Teoria Glauerta uwzględnia przepływ wiru za kołem wiatrowym, ale ignoruje wpływ oporu płata łopaty i utraty łopaty, co ma niewielki wpływ na kształt łopaty, ale ma większy wpływ na wydajność turbiny wiatrowej. Wilson dokonał ulepszeń na podstawie teorii Glauerta, zbadał wpływ utraty łopaty i stosunku siły nośnej do oporu na najlepszą wydajność łopaty oraz zbadał wydajność koła wiatrowego w warunkach nieprojektowych, co jest obecnie najczęściej stosowaną teorią projektowania.