BR102013000709A2 - Lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos e método para adaptar uma lâmina de rotor de turbina eólica - Google Patents
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Abstract
Lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos e método para adaptar uma lâmina de rotor de turbina eólica. Trata-se de lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas com materiais múltiplos que incluem um invólucro que tem uma borda dianteira oposta a uma borda traseira e um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre a borda dianteira e a borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor, em que o membro de apoio estrutural inclui uma parte de apoio estrutural original que inclui um primeiro material e uma parte de apoio estrutural adaptada que se estende a partir da parte de apoio estrutural original em uma junta e que inclui um segundo material.
Description
“LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS E MÉTODO PARA ADAPTAR UMA LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA” Antecedentes da invenção O assunto em questão apresentado no presente documento refere-se às lâminas de rotor de turbina eólica e, mais especificamente, às lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas para ter componentes que compreendem materiais múltiplos. A potência eólica pode ser considerada uma das fontes de energia mais limpas e mais ecológicas disponíveis atualmente e as turbinas eólicas têm ganhado atenção aumentada a esse respeito. Uma turbina eólica pode incluir uma torre, gerador, caixa de engrenagem, nacela e uma ou mais lâminas de rotor que compreendem um material compósito. As lâminas de rotor capturam energia cinética a partir do vento mediante o uso de princípios de folha bem conhecidos e transmitem a energia cinética através de energia rotacional para girar um acoplamento de haste das lâminas de rotor para uma caixa de engrenagem, ou se uma caixa de engrenagem não é usada, diretamente para o gerador. O gerador, então, converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser distribuída para uma grade de utilidade.
As lâminas de rotor das turbinas eólicas são, portanto, fabricadas para manter uma conexão segura enquanto mantém sua integridade estrutural durante a rotação. Os vários componentes podem ser selecionados a partir de uma variedade de materiais para fornecer a resistência e a rigidez exigidas além de outras características necessárias. No entanto, os materiais que são capazes de fornecer as características estruturais exigidas ao redor da base da lâmina de rotor de turbina eólica também podem sobrecarregar ou de outro modo impedir o desempenho ao redor da ponta.
Consequentemente, lâminas de rotor de turbina eólica e métodos alternativos para fabricar a mesma seriam bem-vindos na técnica.
Breve Descrição da Invenção Em uma realização, uma lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos é fornecida. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos inclui um invólucro que tem uma borda dianteira oposta a uma borda traseira e um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre uma borda dianteira e uma borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor. O membro de apoio estrutural inclui uma parte de apoio estrutural original que inclui um primeiro material e uma parte de apoio estrutural adaptada que se estende a partir da parte de apoio estrutural original em uma junta e que inclui um segundo material.
Em uma realização, uma lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos é fornecida. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos inclui um invólucro que tem uma borda dianteira oposta a uma borda traseira e que inclui uma parte de invólucro original que compreende um primeiro material e uma parte de invólucro adaptada que se estende a partir da parte de invólucro original em uma junta e que compreende um segundo material. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos inclui adicionalmente um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre uma borda dianteira e uma borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor.
Em ainda outra realização, um método para adaptar uma lâmina de rotor de turbina eólica é fornecido. O método inclui fornecer a lâmina de rotor de turbina eólica que inclui um invólucro que tem uma borda dianteira oposta a uma borda traseira e um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre a borda dianteira e a borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadurâ de lâmina de rotor. O método inclui adicionalmente remover uma seção externa original de uma parte da lâmina de rotor de turbina eólica original, sendo que a parte original inclui um primeiro material, e, fixar uma parte adaptada na parte da lâmina de rotor de turbina eólica original no lugar da seção externa original, sendo que a parte adaptada inclui um segundo material.
Esses e outros recursos adicionais fornecidos pelas realizações discutidas no presente documento serão entendidos de maneira mais completa tendo em vista a seguinte descrição detalhada, em conjunto com os desenhos.
Breve Descrição dos Desenhos As realizações estabelecidas nos desenhos são ilustrativas e exemplificadoras por natureza e não são destinadas a limitar as invenções definidas pelas reivindicações. A seguinte descrição detalhada das realizações ilustrativas pode ser entendida quando lida em conjunto com os seguintes desenhos, em que a estrutura similar é indicada com referências numéricas similares e em que: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma turbina eólica de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente documento; A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente documento; A Figura 3 é uma vista em corte transversal de uma lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente documento; A Figura 4 é uma vista em corte transversal de uma junta de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente documento; e A Figura 5 é uma vista em corte transversal de outra junta de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente documento.
Descrição Detalhada da invenção Uma ou mais realizações específicas da presente invenção serão descritas abaixo. Em um esforço para fornecer uma descrição concisa dessas realizações, todos os recursos de uma implantação real podem não ser descritos no relatório descritivo. Deveria ser apreciado que no desenvolvimento de tal implantação real, como em qualquer modelo de engenharia ou de modelo, numerosas decisões específicas de implantação precisam ser feitas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal conformidade com restrições relacionadas ao sistema ou aos negócios, que podem variar de uma implantação para outra. Ademais, deveria ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria, todavia, um empreendimento rotineiro do modelo, fabricação e produção para as pessoas com habilidade comum que tem o benefício da presente apresentação.
Quando são introduzidos elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um,” “um (1),” “o” e “dito” são destinados a significar que existem um ou mais dentre os elementos. Os termos “que compreende” “que inclui,” e “que tem” têm a intenção de serem inclusivos e significam que os mesmo podem ser elementos adicionais outros que os elementos listados.
As lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas com materiais múltiplos e os métodos para fabricar as mesmas são apresentados no presente documento. As lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas com materiais múltiplos podem compreender geralmente uma parte original e uma parte adaptada sendo que a parte adaptada substitui uma extensão externa original da parte original. A parte original e a parte adaptada compreendem dois materiais diferentes de modo que a parte original ainda pode fornecer as características de apoio estrutural necessárias exigidas para a operação enquanto a parte adaptada pode fornecer benefícios adicionais únicos e não fornecidos pelo material da parte original. Tal adaptação pode, portanto, ser usada para aprimorar lâminas de rotor de turbina eólica existentes em uma variedade de definições. Isso, por sua vez, pode levar à utilização mais eficaz e à conservação de recursos de energia tal como mediante a promoção de produção mais eficaz e aplicação de componentes chaves de turbinas eólicas para aprimorar materialmente a qualidade do meio ambiente mediante a contribuição com a restauração e/ou manutenção dos elementos naturais básicos que mantém a vida.
Referindo-se agora à Figura 1, uma vista em perspectiva de uma turbina eólica 10 é ilustrada. A turbina eólica 10 pode compreender geralmente uma nacela 14 montada em uma torre 12. Uma pluralidade de lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas com materiais múltiplos 16 pode ser montada em um cubo de rotor 18 que pode ser conectado a um flange principal que gira uma haste de rotor principal (não ilustrado). A geração de potência de turbina eólica e os componentes de controle podem ser alojados no interior da nacela 14. Deveria ser apreciado que a turbina eólica 10 ilustrada na Figura 1 é fornecida apenas para propósitos ilustrativos e não são destinadas a limitar a aplicação da presente apresentação a um tipo específico de turbina eólica ou de configuração.
Referindo-se agora à Figura 2, a vista em perspectiva de uma lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 é ilustrada. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode incluir uma base 20 para montar a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 em um flange de montagem (não ilustrado) do cubo de turbina eólica 18 (ilustrado na Figura 1) e uma ponta 22 disposta de modo oposto à base 20. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode compreender um lado de pressão 24 e um lado de sucção 26 que se estendem entre uma borda dianteira 28 e uma borda traseira 30. Adicionalmente, a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode incluir um comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 que define o comprimento total entre a base 20 e a ponta 22. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode compreender adicionalmente uma corda 34 que define o comprimento total entre a borda dianteira 28 e a borda traseira 30. Deveria ser apreciado que a corda 34 pode variar em comprimento em relação ao comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32, pois a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 se estende a partir da base 20 para a ponta 22. A lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode definir qualquer perfil aerodinâmico adequado. Assim, em algumas realizações, a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode definir uma corte transversal conformada em aerofólio. Por exemplo, a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 também pode ser personalizada aeroelasticamente. A personalização aeroelástica da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode vincular a flexão da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 geralmente em uma direção x das cordas e/ou geralmente em uma direção z da envergadura. Conforme ilustrado, a direção x das cordas geralmente corresponde a uma direção paralela à corda 34 definida entre a borda dianteira 28 e a borda traseira 30 da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16. Adicionalmente, a direção z da envergadura geralmente corresponde a uma direção paralela ao comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16. Em algumas realizações, a personalização aeroelástica da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 pode compreender de modo adicional ou alternativo torcer a lâmina de rotor 16, tal como mediante a torção da lâmina de rotor 16 ao redor de um eixo geométrico paralelo à direção de envergadura z.
Referindo-se agora à Figura 3, a corte transversal da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 é ilustrada. A estrutura da lâmina de rotor de turbina eólica 16 pode compreender geralmente um invólucro 40 e um membro de apoio estrutural 50 disposto no interior do invólucro 40. Conforme ilustrado na Figura 3, o invólucro 40 pode compreender geralmente um revestimento 41 e potencialmente um ou mais painéis externos 42 que apoiam o revestimento. O invólucro 40 pode compreender a borda dianteira 28 oposta à borda traseira 30 e pode compreender materiais que permitem a captura de vento de entrada para rotacionar a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 enquanto é capaz de ser apoiados pelo membro de apoio estrutural 50. Por exemplo, em algumas realizações o invólucro 40 pode compreender um material compósito. Em algumas realizações, o invólucro 40 pode compreender um material de fibra de vidro (por exemplo, uma fibra de vidro unidirecional) ou um material de fibra de carbono (por exemplo, fibra de carbono unidirecional).
Até mesmo em algumas realizações, o invólucro 40 pode compreender uma pluralidade de camadas (por exemplo, uma pluralidade de camadas de fibra de vidro) que são conectadas a uma outra através de adesivos (por exemplo, colas, fitas, etc.), fechos mecânicos (por exemplo, roscas, pinos, etc.) ou similares. Em algumas realizações, o invólucro 40 pode compreender uma pluralidade de camadas mantidas unidas através de um adesivo. Embora as realizações específicas das lâminas de rotor de turbina eólica adaptadas com materiais múltiplos 16 tenham sido apresentadas no presente documento, deveria ser apreciado que essas realizações não são destinadas a serem limitantes e lâminas de rotor de turbina eólica alternativas 16 (por exemplo, mediante o uso de materiais adicionais e/ou alternativos, modelos ou similares) também deveríam ser apreciadas.
Referindo-se às Figuras 2 e 3, o membro de apoio estrutural 50 pode ser disposto no interior do invólucro 40 entre a borda dianteira 28 e a borda traseira 30 e se estender por pelo menos uma parte do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32. O membro de apoio estrutural 50 pode compreender qualquer membro que propicie apoio e que seja direta ou indiretamente conectado a e que apoie o invólucro 40.
Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 3, em algumas realizações, o membro de apoio estrutural 50 pode compreender uma manta de cisalhamento 51 e um ou mais coberturas de longarina tais como coberturas de longarina superiores 52 e coberturas de longarina inferiores 53. A manta de cisalhamento 51, as coberturas de longarina superiores 52 e as coberturas de longarina inferiores 53 podem se estender através de qualquer comprimento do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 suficiente para apoiar a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos como um todo 16. Por exemplo, em algumas realizações a manta de cisalhamento 51, as coberturas de longarina superiores 52 e as coberturas de longarina inferiores 53 podem se estender substancialmente por todo o comprimento do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 a partir da base 20 para a ponta 22. Em algumas realizações, a manta de cisalhamento 51, as coberturas de longarina superiores 52 e as coberturas de longarina inferiores 53 podem se estender apenas através de uma parte do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32. Até mesmo em algumas realizações, a manta de cisalhamento 51, a cobertura de longarina superior 52 e a cobertura de longarina inferior 53 podem se estender através de comprimentos diferentes independentes entre si tal como quando a cobertura de longarina superior 52 e a cobertura de longarina inferior 53 se estendem através de um comprimento além da manta de cisalhamento 51 em direção à ponta 22. Ademais, embora as realizações que compreendem a manta de cisalhamento 51, a cobertura de longarina superior 52 e a cobertura de longarina inferior 53 tenham sido apresentadas no presente documento, deveria ser apreciado que outras realizações também podem ser fornecidas para os membros de apoio estruturais tais como as que compreendem apenas um dentre esses elementos e/ou que compreendem elementos adicionais ainda não descritos no presente documento.
Ainda referindo-se às Figuras 2 e 3, a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada 16 geralmente compreende uma parte original 65 que compreende um primeiro material e uma parte adaptada 66 que compreende um segundo material que é diferente do primeiro material. A parte original 65 pode compreender os componentes originais da lâmina de rotor de turbina eólica original e compreender a parte mais próxima à base 20. De modo similar, a parte adaptada 66 pode compreender um componente novo que substitui uma seção externa original (não mostrada) que foi removida da parte original 65 e compreende a parte mais próxima à ponta 22. A parte original 65 e a parte adaptada 66 podem, assim, se encontrar em uma junta 70; isto é, o ponto em que o primeiro material encontra o segundo material. A parte original 65 e a parte adaptada 66 podem compreender uma variedade de diferentes componentes correspondentes da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 e compreende uma variedade de combinações diferentes de material para alterar as características estruturais como um todo. Por exemplo, o segundo material (da parte adaptada 66) pode compreender um material mais adequado para proteção contra raios, erosão, proteção contra incrustações, atenuação de som, ou qualquer outra característica desejada em comparação ao primeiro material (da parte original 65). Essa combinação de materiais originais e adaptados pode, portanto, permitir que a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 possua as exigências estruturais necessárias próximas a sua base 20 enquanto incorpora outras propriedades materiais benéficas próximas a sua ponta 22.
Referindo-se à Figura 2, em algumas realizações o membro de apoio estrutural 50 pode compreender uma parte de apoio estrutural original 55 e uma parte de apoio estrutural adaptada 56. A parte de apoio estrutural adaptada 56 pode se estender a partir da parte de apoio estrutural original 55 e substituir uma seção externa de apoio estrutural original removida anteriormente (não mostrado) da parte de apoio estrutural original 55. Em tal realização, a parte de apoio estrutural original 55 (isto é, a parte mais próxima à base 20) pode compreender um primeiro material e a parte de apoio estrutural adaptada 56 (isto é, a parte mais próxima à ponta 22) pode compreender um segundo material diferente do primeiro material. Em algumas realizações, o segundo material pode ser mais leve do que o primeiro material de modo que a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 é mais leve em direção a sua extremidade de ponta 22. Em algumas realizações, o segundo material pode alternativa ou adicionalmente ser mais rígido do que o primeiro material de modo que a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 é mais rígida em direção a sua extremidade de ponta 22. Tais realizações podem, portanto, permitir potencialmente aerodinâmica melhorada (por exemplo, uma ponta mais longa) e/ou ruído reduzido da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 e também auxilia a garantir a folga da torre conforme a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada 16 rotaciona além da torre 12 (ilustrado na Figura 1).
Dependendo da construção da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16, os componentes da parte de apoio estrutural 50 que compreendem o primeiro material e o segundo material podem compreender a manta de cisalhamento 51, a cobertura de longarina superior 52, a cobertura de longarina inferior 53 ou combinações das mesmas.
Por exemplo, em uma realização exemplificadora, a parte de apoio estrutural original 55 (e a seção externa de apoio estrutural original removida) pode compreender fibra de vidro que fornece uma parte mais pesada, porém mais flexível em direção à base 20. De modo oposto, a parte de apoio estrutural adaptada 56 pode compreender fibra de carbono para fornecer uma parte mais leve, porém mais rígida em direção à ponta 22.
Referindo-se à Figura 2, em algumas realizações o invólucro 40 pode compreender uma parte de invólucro original 45 e uma parte de invólucro adaptada 46. A parte de invólucro adaptada 46 pode se estender a partir da parte de invólucro original 45 e substituir a uma seção externa de invólucro original removida anteriormente (não mostrado) da parte de invólucro original 45. Em tal realização, a parte de invólucro original 45 (isto é, a parte mais próxima à base 20) pode compreender um primeiro material e a parte de invólucro adaptada 46 (isto é, a parte mais próxima à ponta 22) pode compreender um segundo material diferente do primeiro material. Em algumas realizações, o segundo material pode ser mais leve do que o primeiro material de modo que a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 seja mais leve em direção a sua extremidade de ponta 22. Em algumas realizações, o segundo material pode alternativa ou adicionalmente ser mais rígido do que o primeiro material de modo que a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 seja mais rígida em direção a sua extremidade de ponta 22. Tais realizações podem, portanto, permitir potencialmente uma aerodinâmica melhorada e/ou ruído reduzido da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16 e também auxiliar a garantir folga da torre conforme a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada 16 rotaciona além da torre 12 (ilustrado na Figura 1). Dependendo da construção da lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos 16, os componentes da parte de invólucro 40 que compreendem o primeiro material e o segundo material podem compreender o revestimento 41, o painel externo 42 ou combinações dos mesmos (tal como ilustrado na Figura 3).
Por exemplo, em uma realização exemplificadora, a parte de invólucro original 45 (e a seção externa de invólucro original removida) pode compreender fibra de vidro que fornece uma parte mais pesada, porém mais flexível em direção à base 20. De modo oposto, a parte de invólucro adaptada 46 pode compreender fibra de carbono para fornecer uma parte mais leve, porém mais rígida em direção à ponta 22. Tais realizações podem ser realizadas quando o revestimento 41 compreende a parte de invólucro original 45 e a parte de invólucro adaptada 46. Em outra realização exemplificadora, a parte de invólucro original 45 (e a seção externa de invólucro original removida) pode compreender espuma. De modo oposto, a parte de invólucro adaptada 46 pode compreender madeira de balsa para fornecer uma parte mais leve, porém mais rígida em direção à ponta 22. Tais realizações podem ser realizadas quando o painel externo 42 (que apoia o revestimento 41) compreende a parte de invólucro original 45 e a parte de invólucro adaptada 46.
Conforme discutido acima, a parte adaptada 66 se estende a partir da parte original 65 na junta 70. A junta 70 pode ser disposta em qualquer posição ao longo do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 para fornecer quaisquer comprimentos relativos da parte original 65 e da parte adaptada 66. Por exemplo, em algumas realizações, a parte original 65 pode compreender até e incluir cerca de 98% do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 (de modo que a parte adaptada 66 compreenda os 2% finais do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32 que se aproxima da ponta 22). Em algumas realizações, a parte original 65 pode compreender até e incluir cerca de 50% do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32. Até mesmo em algumas realizações, a parte original 65 pode compreender até e incluir apenas cerca de 25% do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32. Embora posições específicas da junta 70 tenham sido apresentadas no presente documento, deveria ser apreciado que as mesmas são apenas exemplificadoras e qualquer outra posição também pode ser realizada.
Referindo-se agora às Figuras 1, 4 e 5, a junta 70 que separa a parte original 65 a partir da parte adaptada 66 pode compreender uma variedade de configurações. Por exemplo, em algumas realizações, a junta 70 pode compreender uma interface relativamente plana (conforme ilustrado na Figura 4). Em algumas realizações, tal como a que é ilustrada na Figura 5, a junta 70 pode compreender uma interface cônica 70 que realiza transição na razão do primeiro material (da parte original 65) para o segundo material (da parte adaptada 66) ao longo da direção z da envergadura (isto é, a direção do comprimento de envergadura de lâmina de rotor 32). Ademais, a parte original 65 pode ser presa à parte adaptada 66 na junta 70 por qualquer meio adequado tais como adesivos (por exemplo, colas, resinas, etc.), fechos mecânicos (por exemplo, pinos, roscas, etc.), ou qualquer outro mecanismo adequado, ou combinações dos mesmos.
Referindo-se agora à Figura 6, um método 100 para adaptar uma lâmina de rotor de turbina eólica é ilustrado. O método 100 geralmente compreende primeiramente fornecer uma lâmina de rotor de turbina eólica na etapa 110. A lâmina de rotor de turbina eólica pode ser fornecida em uma variedade de localizações tal como na fábrica de produção original, no campo em que a mesma é disposta, ou em uma instalação de reparos.
Assim que a lâmina de rotor de turbina eólica é fornecida na etapa 110, uma seção externa original é removida na etapa 120. Referindo-se também às Figuras 2 e 3, conforme discutido acima, a seção externa original pode compreender um primeiro material ao longo da parte original restante (ilustrada como o elemento 65 na Figura 2). A seção externa original removida na etapa 120 pode compreender uma variedade de componentes tais como um ou mais componentes do membro de apoio estrutural 50 (por exemplo, a manta de cisalhamento 51, a cobertura de longarina superior 52 e/ou a cobertura de longarina inferior 53), um ou mais componentes do invólucro 40 (por exemplo, o revestimento 41 e/ou um ou mais painéis externos 42), ou outro componente da lâmina de rotor de turbina eólica. Ademais, a seção externa original pode ser removida por qualquer meio adequado tais como mediante o uso de uma serra, laser, ou outro dispositivo separador adequado, ou combinações dos mesmos.
Após a seção externa original ser removida na etapa 120, uma parte adaptada é fixada na etapa 130. Referindo-se também às Figuras 2 e 3, conforme discutido acima, a parte adaptada 66 pode compreender um segundo material diferente do primeiro material. Por exemplo, o segundo material pode ser selecionado como um material mais leve e/ou mais rígido em comparação ao primeiro material, ou pode ser selecionado como um material mais adequado para a proteção contra raios, erosão, proteção contra incrustações, atenuação de som, ou qualquer outra característica desejada. Ademais, a parte adaptada 66 pode ser fixada na parte original 65 na junta 70 mediante o uso de qualquer meio adequado tais como adesivos (por exemplo, colas, fitas, etc.), fechos mecânicos (por exemplo, roscas, pinos, etc.) ou similares.
Deveria ser apreciado agora que as lâminas de rotor de turbina eólica podem ser adaptadas para incorporar um segundo material novo próximo à ponta que é diferente de um primeiro material próximo a sua base. Mediante a manutenção do primeiro material existente próximo à base da lâmina de rotor de turbina eólica, a lâmina de rotor de turbina eólica pode manter as propriedades estruturais necessárias para a operação. No entanto, mediante a remoção de uma seção externa original e substituição da mesma com uma parte adaptada que compreende um segundo material, o segundo material pode possuir propriedades adicionais que podem ser incorporadas na lâmina de rotor de turbina eólica para aprimorar adicionalmente o seu desempenho. Uma variedade de componentes e combinações diferentes de materiais pode, então, ser realizada para produzir a lâmina de rotor de turbina eólica adaptada com materiais múltiplos.
Embora a apresentação tenha sido descrita em detalhes em conexão com determinadas realizações específicas, deveria ser prontamente entendido que a invenção não é limitada a tais realizações apresentadas. Pelo contrário, a invenção pode ser modificada para incorporar inúmeras variações, alterações, substituições ou disposições equivalentes não descritas até o momento, mas que são comensuráveis com o espírito e o escopo da invenção. Adicionalmente, embora várias realizações da invenção tenham sido descritas, dever ser entendido que os aspectos da invenção podem incluir apenas algumas dentre as realizações descritas. Consequentemente, a invenção não deve ser vista como limitada pela descrição precedente, mas é apenas limitada pelo escopo das reivindicações anexas.
Claims (20)
1. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, que compreende: um invólucro que compreende uma borda dianteira oposta a uma borda traseira; e um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre a borda dianteira e a borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor, sendo que o membro de apoio estrutural compreende: uma parte de apoio estrutural original que compreende um primeiro material; e, uma parte de apoio estrutural adaptada que se estende a partir da parte de apoio estrutural original em uma junta e que compreende um segundo material.
2. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 1, em que o membro de apoio estrutural compreende uma manta de cisalhamento disposta entre uma cobertura de longarina superior e uma cobertura de longarina inferior.
3. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 2, em que a manta de cisalhamento compreende a parte de apoio estrutural original e a parte de apoio estrutural adaptada.
4. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 2, em que a cobertura de longarina superior ou a cobertura de longarina inferior compreende a parte de apoio estrutural original e a parte de apoio estrutural adaptada.
5. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 1, em que o segundo material é mais leve do que o primeiro material.
6. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro material compreende fibra de vidro.
7. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 6, em que o segundo material compreende fibra de carbono.
8. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte de apoio estrutural adaptada substituiu uma seção externa de apoio estrutural original da parte de apoio estrutural original.
9. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, que compreende: um invólucro que compreende uma borda dianteira oposta a uma borda traseira, sendo que o invólucro compreende: uma parte de invólucro original que compreende um primeiro material; e, uma parte de invólucro adaptada que se estende a partir da parte de invólucro original em uma junta e que compreende um segundo material; e, um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre a borda dianteira e a borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor.
10. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 9, em que o segundo material é mais leve do que o primeiro material.
11. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 9, em que o invólucro compreende um revestimento apoiado pelo menos parcialmente por um painel externo.
12. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 11, em que o painel externo compreende a parte de apoio estrutural original e a parte de apoio estrutural adaptada.
13. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 12, em que o primeiro material compreende espuma e o segundo material compreende madeira de balsa.
14. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 11, em que o revestimento compreende a parte de apoio estrutural original e a parte de apoio estrutural adaptada.
15. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 14, em que o primeiro material compreende fibra de vidro e o segundo material compreende fibra de carbono.
16. LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA ADAPTADA COM MATERIAIS MÚLTIPLOS, de acordo com a reivindicação 9, em que a parte de invólucro adaptada substituiu uma seção externa de invólucro original da parte de invólucro original.
17. MÉTODO PARA ADAPTAR UMA LÂMINA DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA, sendo que o método compreende: fornecer a lâmina de rotor de turbina eólica que compreende: um invólucro que compreende uma borda dianteira oposta a uma borda traseira; e um membro de apoio estrutural que apoia o invólucro e é disposto no interior da lâmina de rotor de turbina eólica entre a borda dianteira e a borda traseira e se estende por pelo menos uma parte de um comprimento de envergadura de lâmina de rotor; remover uma seção externa original de uma parte original da lâmina de rotor de turbina eólica, em que a parte original compreende um primeiro material; e, fixar uma parte adaptada à parte original da lâmina de rotor de turbina eólica no lugar da seção externa original, sendo que a parte adaptada compreende um segundo material.
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, em que o invólucro compreende a parte original e a parte adaptada.
19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, em que o membro de apoio estrutural compreende a seção externa original e a parte adaptada.
20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, em que o segundo material é mais leve do que o primeiro material.
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