Aerodynamický dizajn čepele je predovšetkým návrhom optimalizácie tvaru, ktorý je zásadným krokom v dizajne čepele. Výhody a nevýhody konštrukcie lopatkového profilu v dizajne optimalizácie tvaru priamo určujú účinnosť výroby energie veternej turbíny. V prevádzkových podmienkach veternej turbíny je tečúce Reynoldsovo číslo relatívne nízke. Lopatky zvyčajne pracujú pri nízkych otáčkach a vysokom súčiniteľe zdvihu. Rušenie toku medzi lopatkami spôsobuje prúdenie. veľmi komplikované. Vzhľadom na komplexný stav toku tvaru čepele a rozloženie profilu lopatky v rôznych smeroch je konštrukcia profilu lopatky veľmi dôležitá.
V súčasnej dobe dizajnová technológia profilu lopatky obvykle využíva pokročilú metódu navrhovania profilu krídla lietadla v letectve na návrh tvaru profilu listu. Pokročilá technológia CFD sa široko používa pri navrhovaní rôznych typov aerodynamických tvarov. Pre prevádzkové podmienky ventilátora za nízkeho Reynoldsovho čísla a vysokého súčiniteľa zdvihu je potrebné analyzovať prietokové pole profilu lopatky pomocou regulačnej rovnice NS vzhľadom na viskozitu.
Za posledných 10 rokov si profil lopatky veternej turbíny s horizontálnou osou zvyčajne vyberá letecké profily radu NACA, ako sú NACA44XX, NA-CA23XX, NACA63XX a NASALS (1). Tieto profily sú veľmi citlivé na drsnosť nábežnej hrany. Akonáhle bude nábežná hrana v dôsledku znečistenia drsná, výkonnosť profilu krídla sa výrazne zníži a ročná strata výstupného výkonu môže dosiahnuť až 30%. Po poznaní, že letecké profily nie sú vhodné pre lopatky veternej energie, po polovici 80. rokov 20. storočia vyspelé krajiny veternej energie začali študovať špeciálne profily krídiel pre lopatky a úspešne vyvinuli špeciálne série profilov krídiel pre lopatky veternej energie, ako sú americké série Seri a NREL. a Dánsko. Séria RISO-A, švédska séria FFA-W a holandská séria DU.
Tieto profily majú svoje vlastné výhody. Série Seri majú nízku citlivosť na drsnosť povrchu profilu krídla; Série RISO-A majú dobrý brzdný výkon pri približovaní sa k stojke a majú nízku citlivosť na drsnosť nábežnej hrany; Séria FFA-W má dobrú drsnosť zadného povrchu. Stojanový výkon. Dánska spoločnosť LM prijala švédsky profil FFA-W pre lopatky veľkých veterných turbín a špeciálny profil krídla pre veterné turbíny sa bude široko používať pri konštrukcii lopatiek veternej energie.
V súčasnosti existuje niekoľko teórií dizajnu tvaru lopatiek, ktoré sú všetky vyvinuté na základe aerodynamickej teórie krídel. Prvá teória návrhu tvaru je zjednodušená metóda návrhu založená na Batesovej teórii. Táto metóda predpokladá, že veterná turbína funguje za najlepších podmienok podľa Batesovho vzorca, bez ohľadu na stratu vírivého prúdu atď., A navrhovaná účinnosť veternej turbíny nepresahuje 40%.
Neskôr niektorí známi aerodynamici vytvorili svoju vlastnú aerodynamickú teóriu lopatiek. Schmitzova teória zvažuje stratu víru v obvodovom smere lopatky a výsledok návrhu je relatívne presný. Glauertova teória uvažuje o vírivom prúde za veterným kolesom, ale ignoruje vplyv odporu profilu lopatky a straty lopatky, čo má malý vplyv na tvar lopatky, ale má väčší vplyv na účinnosť veternej turbíny. Wilson vykonal vylepšenia na základe Glauertovej teórie, študoval vplyv straty čepele a pomeru zdvihu k ťahu na najlepší výkon listu a študoval výkon veterného kolesa za nedizajnových podmienok, čo je v súčasnosti najviac bežne používaná teória dizajnu.