BR102013019977A2 - Molde de ponta de pá de comprimento variável para um conjunto de ponta de uma pá de rotor de turbina eólica, método para fabricar um conjunto de ponta a partir de um molde de ponta de pá de comprimento variável e pluralidade de conjuntos de ponta fabricada a partir de um molde de ponta de pá de comprimento variável - Google Patents

Abstract

MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL PARA UM CONJUNTO DE PONTA DE UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EOLICA, MÉTODO PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE PONTA A PARTIR DE UM MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL E PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA FABRICADA A PARTIR DE UM MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL Trata-se de moldes de ponta de pá de comprimento variável que incluem seções de molde de pontas padrão que têm um perfil afunilado e seções de molde de junção de comprimento variável que têm uma primeira e uma segunda extremidades com um corte transversal constante, em que cada molde de ponta de pá de comprimento variável pode produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta de vários comprimentos.

Description

“MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL PARA UM CONJUNTO DE PONTA DE UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA, MÉTODO PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE PONTA A PARTIR DE UM MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL E PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA FABRICADA A PARTIR DE

I UM MOLDE DE PONTA DE PA DE COMPRIMENTO VARIAVEL” Antecedentes da Invenção A matéria revelada no presente no documento refere-se a turbinas eólicas e, mais especificamente, a moldes de ponta de pá, conjuntos de ponta e métodos para fabricar os mesmos para pás de rotor de turbinas eólicas. A energia eólica pode ser considerada uma das fontes de energia atualmente disponíveis mais limpas e mais ecológicas e as turbinas eólicas têm ganhado ampla atenção nesse quesito. Uma turbina eólica pode incluir uma torre, gerador, caixa de engrenagem, nacela e uma ou mais pás de rotor que compreendem um material composto. As pás de rotor capturam a energia cinética do vento utilizando-se princípios de fólio conhecidos e transmitem a energia cinética através de energia rotacional para girar um eixo que acopla as pás de rotor a uma caixa de engrenagem ou, se uma caixa de engrenagem não é usada, diretamente ao gerador. O gerador então converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser distribuída a uma rede elétrica.

As turbinas eólicas podem, então, ser posicionadas em uma variedade de locais para auxiliar de modo eficaz a captar a energia a partir da energia eólica onde presente. Esses locais podem incluir tanto locais em terra quanto locais marítimos e podem possivelmente ser localizados em uma ampla variedade de diferentes posições topográficas e geológicas. No entanto, os recursos eólicos específicos disponíveis podem variar amplamente para cada local individual. Não somente pode uma fazenda eólica experienciar ventos maiores que outra fazenda eólica, mas turbinas eólicas individuais dentro de uma dada fazenda eólica podem também experienciar diferentes padrões eólicos.

Para auxiliar a captar a maior quantidade de energia de um dado local, pás de rotor de turbinas eólicas podem ser feitas sob medida baseando-se na quantidade de vento esperada. No entanto, embora pás de turbina de tamanhos diferentes possam aperfeiçoar a eficiência de uma dada turbina eólica, criar múltiplas pás de turbina de diferentes comprimentos pode exigir múltiplos moldes que podem semelhantemente ser custosos e demorados para produzir.

Consequentemente, moldes alternativos, conjuntos de ponta e métodos para fabricar os conjuntos de ponta seriam bem-vindos na técnica.

Breve Descrição da Invenção Em uma realização, um molde de ponta de pá de comprimento variável para um conjunto de ponta de uma pá de rotor de turbina eólica é revelado. O molde de ponta de pá de comprimento variável inclui uma seção de molde de ponta padrão que tem um perfil afunilado e uma seção de molde de junção de comprimento variável que tem uma primeira e uma segunda extremidades com um corte transversal constante, em que o molde de ponta de pá de comprimento variável pode produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta de vários comprimentos.

Em outra realização, um método para fabricar um conjunto de ponta de um molde de ponta de pá de comprimento variável é revelado. O método inclui fabricar uma porção de ponta padrão do conjunto de ponta de uma seção de molde de ponta padrão que tem um perfil afunilado. O método inclui adicionalmente fabricar uma porção de junção de comprimento variável do conjunto de ponta de uma seção de molde de junção de comprimento variável que tem uma primeira e uma segunda extremidades que tem um corte transversal constante, em que o molde de ponta de pá de comprimento variável pode produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta de vários comprimentos e em que a porção de junção de comprimento variável conecta-se à porção de ponta padrão.

Em ainda outra realização, uma pluralidade de conjuntos de ponta fabricadas a partir de um molde de ponta de pá de comprimento variável é revelada. Cada uma dentre as pluralidades de conjuntos de ponta inclui uma porção de ponta padrão que tem um perfil afunilado e uma porção de junção de comprimento variável que tem uma primeira e uma segunda extremidade que tem um corte transversal constante, em que a porção de junção de comprimento variável para pelo menos dois dentre os conjuntos de ponta são de diferentes comprimentos.

Essas e adicionais características fornecidas pelas realizações discutidas no presente no documento serão mais compreendidas de forma geral em vista da seguinte descrição detalhada, em conjunto com os desenhos.

Breve Descrição dos Desenhos As realizações apresentadas nos desenhos são ilustrativas e de natureza exemplificativa e não tem a intenção de limitar as invenções definidas pelas reivindicações. A seguinte descrição detalhada das realizações ilustrativas pode ser compreendida quando lida em conjunto com os seguintes desenhos, onde a dita estrutura é indicada com os ditos numerais de referência e nos quais: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma turbina eólica exemplificativa de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente no documento; A Figura 2 é uma ilustração esquemática de um molde exemplificativo de ponta de pá de comprimento variável de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente no documento; A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma pluralidade de conjuntos de ponta fabricada a partir do molde de ponta de pá de comprimento variável apresentado na Figura 2 de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente no documento; A Figura 4 é uma ilustração esquemática de uma pluralidade de pás de rotor de turbinas eólicas que incorporam a pluralidade de conjuntos de ponta apresentada na Figura 2 de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente no documento; e A Figura 5 é um método exemplificativo para fabricar pontas de pá de rotor de turbina eólica de acordo com uma ou mais realizações mostradas ou descritas no presente no 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, todas as características de uma implantação efetiva podem não ser descritas no relatório descritivo. Deve ser verificado que no desenvolvimento de toda tal implantação efetiva, como em qualquer modelo de engenharia ou projeto, inúmeras decisões específicas de implantação devem ser feitas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, como conformidade com restrições relacionadas a sistema e relacionadas a negócios, que podem variar de uma implantação para outra. Ainda, deveria ser verificado que tal tentativa de desenvolvimento pode ser complexa e demorada, mas não obstante seria uma rotina empreendedora de projeto, manufatura e fabricação para aqueles de habilidade comum que têm o benefício dessa revelação.

Introduzindo-se elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um (1)”, “um”, “o(a)” e “o(a) dito(a)” são destinadas a significar que há um ou mais dos elementos. Os termos “compreende”, “inclui” e “tem” são destinados a serem inclusivos e significar que podem haver elementos adicionais diferentes dos elementos listados.

Referindo-se agora à Figura 1, uma vista perspectiva de uma turbina eólica 1 é ilustrada. A turbina eólica 1 pode geralmente compreender uma nacela 4 montada em uma torre 2. Uma pluralidade de pás de rotor de turbinas eólicas 100 pode ser conectada a um rotor hub 8 que pode ser conectado a um flange principal que gira um rotor eixo principal (não ilustrado). Os componentes de geração de força e controle da turbina eólica podem ser alojados dentro da nacela 4. Deve ser verificado que a turbina eólica 1 ilustrada na Figura 1 é fornecida somente para propósitos ilustrativos e não é destinada a limitar a aplicação dessa revelação a um tipo ou configuração específicos de turbina eólica. A pá de rotor de turbinas eólicas 100 pode definir qualquer perfil aerodinâmico adequado. Logo, em algumas realizações, a pá de rotor de turbinas eólicas 100 pode definir um corte transversal em forma de aerofólio. Por exemplo, a pá de rotor de turbinas eólicas 100 pode também ser feita sob medida de forma aeroelástica. A fabricação aeroelástica sob medida da pá de rotor de turbinas eólicas 100 pode ocasionar flexão na pá de rotor de turbinas eólicas 100 em geralmente uma direção da corda média aerodinâmica x e/ou em uma geralmente direção de envergadura z. Em algumas realizações, a fabricação aeroelástica sob medida da pá de rotor de turbinas eólicas 100 pode compreender de forma adicional ou alternativa torcer a pá de rotor de turbinas eólicas 100, como torcendo-se a pá de rotor de turbinas eólicas 100 geralmente na direção da corda média aerodinâmica x e/ou na direção de envergadura z.

Referindo-se agora à Figura 2, um molde de ponta de pá de comprimento variável 10 é ilustrado. O molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode ser usado para fabricar uma pluralidade de conjuntos de ponta (por exemplo, elementos 110, 210 e 310 ilustrados na Figura 3) para pás de rotor de turbinas eólicas (por exemplo, elementos 100, 200 e 300 ilustrados na Figura 4). O molde de ponta de pá de comprimento variável 10 compreende uma seção de molde de ponta padrão 15 e uma seção de molde de junção de comprimento variável 18. A seção de molde de ponta padrão 15 compreende um perfil afunilado XST e estende-se por um comprimento padrão LSTD. O comprimento padrão LSTD significa que todo conjunto de ponta (por exemplo, elementos 110, 210, e 310 ilustrados na Figura 3) fabricada do mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10 terá a mesma porção de ponta padrão (por exemplo, elementos 115, 215 e 315 ilustrados na Figura 3). O perfil afunilado XST pode compreender qualquer perfil aerodinâmico que possa ser usado para uma porção mais externa de uma pá de rotor de turbina eólica (por exemplo, elementos 100, 200 e 300 ilustrados na Figura 4). Por exemplo, em algumas realizações, o perfil afunilado XST pode compreender um perfil semelhante a aerofólio de forma substancial. No entanto, deve ser verificado que qualquer outro perfil aerodinâmico pode ser realizado de forma alternativa ou adicional.

Ainda em referência à Figura 2, o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 compreende adicionalmente uma seção de molde de junção de comprimento variável 18 que se estende a partir da seção de molde de ponta padrão 15. Embora o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 seja ilustrado como uma única peça unitária, deve ser verificado que em algumas realizações, a seção de molde de ponta padrão 15 e a seção de molde de junção de comprimento variável 18 podem compreender duas peças separadas que correspondem-se na transição (localizada na segunda extremidade 13 da seção de molde de junção de comprimento variável 18). A seção de molde de junção de comprimento variável 18 compreende uma primeira extremidade 12 e uma segunda extremidade 13 que têm um corte transversal constante XSC. Com referência às Figuras 2 e 5, a primeira extremidade 12 compreende a extremidade que se conecta à conjunto de base 150 da pá de rotor de turbina eólica 100 enquanto a segunda extremidade compreende a extremidade que se conecta à porção de ponta padrão 115 da pá de rotor de turbina eólica 100. Em algumas realizações, como a ilustrada na Figura 2, a seção de molde de junção de comprimento variável compreende um corte transversal constante XSC ao longo de todo seu comprimento de molde de junção LJ na direção da corda média aerodinâmica x. Em outras realizações (não ilustradas), a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade 13 podem compreender um corte transversal constante XSC embora o corte transversal entre a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade varie periodicamente, fluentemente, ou de outra maneira ao longo ? do comprimento de molde de junção LJ. Por exemplo, em realizações nas quais o corte transversal varia entre a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade 13, o corte transversal pode oscilar em diferentes direções. Ainda em algumas realizações, o corte transversal pode retornar ao corte transversal constante XSC em um ou mais intervalos entre a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade 13 enquanto oscila entre tais. O corte transversal constante XSC na primeira extremidade 12 e na segunda extremidade 13 (e poténcialmente para todo o comprimento de molde de junção LJ entre tais) pode compreender qualquer perfil que permita que a porção de junção de comprimento variável 118 de um conjunto de ponta 110 (as ilustrado in A Figura 3) seja conectada a um conjunto de base 150 de uma pá de rotor de turbina eólica 100 (como ilustrado na Figura 4) como será verificado no presente no documento. Por exemplo, em algumas realizações a seção de molde de junção de comprimento variável 18 pode compreender um formato substancialmente tubular que tem um corte transversal constante XSC na primeira extremidade e na segunda extremidade (e potencialmente ao longo de todo o comprimento de molde de junção LJ na direção da corda média aerodinâmica x). Em algumas realizações, a seção de molde de junção de comprimento variável 18 pode compreender um semelhante a aerofólio de forma substancial perfil que tem um corte transversal constante XSC na primeira extremidade 12 e na segunda 13. O perfil de aerofólio pode ser tanto retilíneo quanto retorcido acerca de seu comprimento de molde de junção LJ. O corte transversal constante XSC na primeira extremidade 12 e na segunda extremidade 13 significa que enquanto todo o conjunto de ponta (por exemplo, os elementos 110, 210, e 310 ilustrados na Figura 3) fabricado a partir do mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10 terá a mesma porção de ponta padrão (por exemplo, elementos 115, 215 e 315 na Figura 3), cada conjunto de ponta (por exemplo, elementos 110, 210, e 310 ilustrados na Figura 3) pode ter um diferente comprimento de porção de junção de comprimento variável (118, 218, e 318 na Figura 3) que fornece um comprimento personalizado para toda a pá de rotor de turbina eólica (por exemplo, elementos 100, 200 e 300 ilustrados na Figura 4). Como será melhor verificado no presente no documento, isso pode permitir que uma pá de rotor de turbina eólica (por exemplo, elementos 100, 200 e 300 ilustrados na Figura 4) seja modificada com um conjunto de ponta (por exemplo, elementos 110, 210, e 310 ilustrados nas Figuras 3 e 4) de comprimento ótimo sem a necessidade de múltiplos moldes. O molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode compreender qualquer material ou materiais que permitam a fabricação de uma pluralidade de pás de rotor de turbinas eólicas 100 a partir do mesmo. Por exemplo, em algumas realizações, o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode compreender um ou mais materiais de preenchimento e/ou materiais de sustento estrutural. Os materiais de sustento estrutural podem sustentar e/ou compreender uma estrutura em formato de um perfil negativo de um conjunto de ponta 110 (de forma que o conjunto de ponta 110 possa ser fabricado assentando-se os materiais necessários no molde). Os materiais de preenchimento e/ou materiais de sustento estrutural podem compreender uma variedade de materiais, como materiais de baixa densidade (por exemplo, espuma, madeira de balsa, cortiça ou semelhantes) ou materiais mais rígidos e duráveis (por exemplo, compostos laminados, fibras de vidro, cerâmica, polímeros, metais, madeiras ou semelhantes). Em algumas realizações, o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode compreender uma base de metal e/ou uma pluralidade de vigas de sustento. Ainda em algumas realizações, o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode compreender uma superfície de fibra de vidro. No entanto, embora materiais específicos sejam listados no presente no documento, deve ser verificado que o molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode compreender de forma adicional ou alternativa qualquer outro material adequado para fabricar um conjunto de ponta 110 a partir do mesmo.

Referindo-se agora às Figuras 2 e 3, é ilustrada uma pluralidade de conjuntos de ponta 110, 210 e 310 que pode ser fabricada a partir do mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10. A pluralidade de conjuntos de ponta 110, 210 e 310 pode ser fabricada através do molde de ponta de pá de comprimento variável 10 usando-se quaisquer materiais e processos disponíveis, de forma que o conjunto de ponta resultante 110, 210, e 310 possa ser conectado a um conjunto de base 150 para formar uma pá de rotor de turbina eólica 100 (melhor ilustrado na Figura 4). Por exemplo, se o conjunto de base 150 já é identificado antes da fabricação de um dos conjuntos de ponta 110, 210 e 310, então, os conjuntos de ponta 110, 210 e 310 podem ser fabricados usando-se materiais comuns (isto é, o mesmo material ou materiais substancialmente semelhantes) de forma a imitar os materiais e a construção do conjunto de base 150 pré-existente. Tais realizações podem ajudar a garantir um desempenho consistente sobre toda a pá de rotor de turbina eólica 100 reduzindo-se ou eliminando-se mudanças nas propriedades mecânicas ao longo da direção da corda média aerodinâmica x. Ainda, para permitir que os conjuntos de ponta 110, 210 e 310 compreendam porções de ponta tradicionais 115, 215, e 315, porém diferentes comprimentos de porção de junção de comprimento variável 118, 218, e 318, os conjuntos de ponta podem ser construídos assentando-se materiais a partir da ponta 11 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10 e continuando à primeira extremidade 12 enquanto passa através da transição entre as duas porções (localizada na segunda extremidade 13 da porção de junção de comprimento variável 118, 218 e 318).

Cada um dos conjuntos de ponta 110, 210 e 310 compreende uma porção de ponta padrão (115, 215 e 315 respectivamente) e uma porção de junção de comprimento variável (118, 218 e 318 respectivamente). Cada uma das porções de ponta padrão 115, 215 e 315 para cada um dos respectivos conjuntos de ponta 100, 200 e 300 compreende o mesmo tamanho, forma e configuração baseando-se na seção de molde de ponta padrão 15 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10. Especificamente, cada porção de ponta padrão 115, 215 e 315 compreenderá o mesmo perfil afunilado XST e o mesmo comprimento padrão LSTD. No entanto, embora as porções de junção de comprimento variável 118, 218 e 318 para cada um dos respectivos conjuntos de ponta 100, 200 e300 compreendam o mesmo corte transversal constante XSC na primeira extremidade 12 e na segunda extremidade 13, o respectivo comprimento L1, L2, e L3 para cada uma das porções de junção de comprimento variável 118, 218 e 318 pode ser único. Logo, o comprimento total de cada conjunto de ponta 100, 200 e 300 pode ser único baseando-se no comprimento L1, L2, e L3 da respectiva porção de junção de comprimento variável 118, 218 e 318. O comprimento respectivo L1, L2, e L3 de cada porção de junção de comprimento variável 118, 218 e 318 pode ser controlado durante a fabricação de cada respectivo conjunto de ponta 110, 210, e 310. Por exemplo, em algumas realizações, fabricar a pá pode envolver assentar ou aumentar materiais na direção da corda média aerodinâmica x do conjunto de ponta da pá 110, 210, e 310 a partir da ponta 11 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10. À medida que o material avança além da transição entre a seção de molde de ponta padrão 15 e a seção de molde de junção de comprimento variável 18, a fabricação pode ser parada em qualquer comprimento dentre a seção de molde de junção de comprimento variável 18. Embora parar o assentamento ou o aumento de material na direção da corda média aerodinâmica x dentre a seção de molde de ponta padrão 15 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10 tenha sido apresentado no presente no documento, deve ser verificado que podem também ser realizadas formas adicionais ou alternativas de fabricar que podem produzir um conjunto de ponta 110, 210 e 310 com uma porção de junção de comprimento variável 118 que se expande para qualquer porção do comprimento da seção de molde de junção de comprimento variável 18 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10. Por exemplo, em algumas realizações, fabricar a pá pode envolver assentar ou aumentar materiais na direção da corda média aerodinâmica x do conjunto de ponta da pá 110, 210 e 310 começando-se a partir de um local na seção de molde de junção de comprimento variável 18 e continuando em direção à ponta 11 do molde de ponta de pá de comprimento variável 10.

Referindo-se agora também à Figura 4, uma pluralidade de pás de rotor de turbinas eólicas 100, 200 e 300 é ilustrada de forma que cada uma respectivamente compreenda uma das pluralidades de conjuntos de ponta 110, 210 e 310. Cada um dos conjuntos de ponta 110, 210 e 310 pode ser montado, conectado, ou de outro modo, unido a um respectivo conjunto de base 150, 250 e 350 para formar uma pá de rotor de turbina eólica 100, 200 e 300. O conjunto de base 150, 250 e 350 pode compreender uma seção de uma pá de rotor de turbina eólica que se conecta a um cubo do rotor (por exemplo, elemento 8 ilustrado na Figura 1) de uma turbina eólica (por exemplo, elemento 1 ilustrado na Figura 1). Em algumas realizações, o conjunto de base 150, 250 e 350 pode compreender um conjunto de base recém construído 150, 250 e 350 que ainda não tenha sido distribuída em uma turbina eólica 1. Por exemplo, uma pluralidade de conjuntos de base tradicionais 150, 250 e 350 pode ser fabricada para ser subsequentemente pareada com um dos conjuntos de ponta relevantes 110, 210 e 310. Em algumas realizações, os conjuntos de base 150, 250 e 350 podem compreender uma pá de rotor de turbina eólica usada que tenha tido sua ponta externa original removida (por exemplo, por meio de corte, serragem ou semelhante). Tais realizações podem permitir a extensão de uma pá de rotor de turbina eólica previamente fabricada removendo-se a ponta externa original e substituindo-a por um perfil de conjunto de ponta 110 mais longo e/ou mais aerodinâmico selecionado especificamente baseando-se no sítio de distribuição daquela turbina eólica específica. A pá de rotor de turbina eólica 100 resultante pode ter qualquer comprimento total como, por exemplo, maior que 55 metros, maior que 50 metros ou maior que 65 metros. Ainda, o conjunto de base 150, 250 e 350 pode acabar por compreender qualquer percentual do comprimento total da pá de rotor de turbina eólica 100, 200 e 300 uma vez que o novo conjunto de ponta 110, 210 e 310 seja instalado. Por exemplo, em algumas realizações, o conjunto de base 150, 250 e 350 pode acabar por compreender cerca de 60% do comprimento total. Em algumas realizações, o conjunto de base 150, 250 e 350 pode compreender mais que 60% do comprimento total. Ainda em algumas realizações, o conjunto de base 150, 250 e 350 pode compreender menos que 60% do comprimento total. O conjunto de ponta individual 110, 210 ou 310 e seu respectivo conjunto de base 150, 250 ou 350 podem ser unidos por qualquer conexão operável 155, 255 e 355. Por exemplo, em algumas realizações, o conjunto de ponta 110, 210 e 310 pode ser unido com o respectivo conjunto de base 150, 250 e 350 por uma articulação de luva e/ou parafusos. Ainda em algumas realizações, um plugue (não ilustrado) pode ser usado para conectar o conjunto de ponta individual 110, 210 ou 310 à respectivo conjunto de base 150, 250 ou 350. O plugue pode, por exemplo, ser inserido no diâmetro interno de ambas os conjuntos para fornecer uma ponte mecânica dentre elas. Em algumas realizações, qualquer outra conexão pode ser usada, como um ou mais suportes, fechos, grampos, soldas, juntas ou combinações dos mesmos.

Como resultado, em algumas realizações, uma pluralidade de conjuntos de ponta (por exemplo, 110, 210 e 310) pode ser fabricada a partir do molde de ponta de pá de comprimento variável 10. Cada uma dentre as pluralidades de conjuntos de ponta (por exemplo, 110, 210 e 310) pode compreender uma porção de ponta padrão (por exemplo, 115, 215 e 215) que compreende um perfil afunilado e uma porção de junção de comprimento variável (por exemplo, 118, 218 e 318) que compreende uma primeira e uma segunda extremidades que têm um corte transversal constante. Ademais, as porções de junção de comprimento variável (por exemplo, 118, 218 e 318) para pelo menos duas dentre os conjuntos de ponta (por exemplo, 110, 210 e 310) podem compreender diferentes comprimentos (a despeito do fato de serem fabricadas a partir do mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10).

Referindo-se agora à Figura 5, um método exemplificativo 500 é ilustrado para fabricar conjuntos de ponta for pá de rotor de turbinas eólicas. Com referência adicional às Figuras 3 e 4, o método 500 primeiramente compreende fabricar um primeiro conjunto de ponta 110 usando-se um molde de ponta de pá de comprimento variável 10 na etapa 510. O primeiro conjunto de ponta 110 compreende uma primeira porção de ponta padrão 115 e uma primeira porção de junção de comprimento variável 118. A primeira porção de ponta padrão 115 compreende um comprimento padrão LSTD e um perfil afunilado XST. A primeira porção de junção de comprimento variável 118 compreende um primeiro comprimento L1 e um corte transversal constante XSC em suas extremidades (isto é, a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade 13 ilustradas na Figura 2). O método 500 compreende adicionalmente fabricar um segundo conjunto de ponta 210 usando-se o mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10 na etapa 520. O segundo conjunto de ponta 210 compreende uma segunda porção de ponta padrão 215 e uma segunda porção de junção de comprimento variável 218. A segunda porção de ponta padrão 215 compreende o mesmo comprimento padrão LSTD e o mesmo perfil afunilado XST da primeira porção de ponta padrão 115 do primeiro conjunto de ponta 110. A segunda porção de junção de comprimento variável 218 compreende um segundo comprimento L2 que é diferente do primeiro comprimento L1 da primeira porção de junção de comprimento variável 118 do primeiro conjunto de ponta 110, porém compreende, em suas próprias extremidades, o mesmo corte transversal constante XSC que as extremidades do corte transversal constante XSC na primeira porção de junção de comprimento variável 118 do primeiro conjunto de ponta 110.

Em algumas realizações, o método 500 pode compreender adicionalmente fabricar um terceiro conjunto de ponta 310 usando-se o mesmo molde de ponta de pá de comprimento variável 10. O terceiro conjunto de ponta 310 pode compreender uma terceira porção de ponta padrão 315 e uma terceira porção de junção de comprimento variável 318. A terceira porção de ponta padrão 315 pode compreender o mesmo comprimento padrão LSTD e o mesmo perfil afunilado XST da primeira porção de ponta padrão 115 do primeiro conjunto de ponta 110 e da segunda porção de ponta padrão 215 do segundo conjunto de ponta 210. A terceira porção de junção de comprimento variável 318 pode compreender um terceiro comprimento L3 que é diferente do primeiro comprimento L1 da primeira porção de junção de comprimento variável 118 e do segundo comprimento L2 da segunda porção de junção de comprimento variável 218, mas pode compreender, em suas próprias extremidades, o mesmo corte transversal constante XSC que as extremidades do corte transversal XSC na primeira porção de junção de comprimento variável 118 do primeiro conjunto de ponta 110 e da segunda porção de junção de comprimento variável 218 do segundo conjunto de ponta 210.

Em outras realizações, um método para fabricar um conjunto de ponta 110 a partir de um molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode incluir fabricar a porção de ponta padrão 115 da seção de molde de ponta padrão 15 que compreende o perfil afunilado. O método pode incluir adicionalmente fabricar uma porção de junção de comprimento variável 118 do conjunto de ponta 110 da seção de molde de junção de comprimento variável 18 que compreende a primeira extremidade 12 e a segunda extremidade 13 que têm o corte transversal constante. O molde de ponta de pá de comprimento variável 10 pode assim produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta (por exemplo, 110, 210 e 310) de vários comprimentos em que a porção de junção de comprimento variável (por exemplo, 118, 218 e 318) conecte-se à porção de ponta padrão (por exemplo, 115, 215 e 315).

Como discutido acima, em algumas realizações, todo o comprimento de molde de junção da seção de molde de junção de comprimento variável 18 compreende o corte transversal constante. Em algumas realizações, a seção de molde de ponta padrão 15 conecta-se à seção de molde de junção de comprimento variável 18 em uma transição (por exemplo, localizada na segunda extremidade 13 da seção de molde de junção de comprimento variável 18) e o perfil afunilado da seção de molde de ponta padrão 15 na transição pode corresponder ao corte transversal constante.

Deve agora ser verificado que turbinas eólicas novas ou pré-existentes podem ser melhor otimizadas em um nível individual incorporando-se um conjunto de ponta com um da corda média aerodinâmica comprimento que melhor conforme-se aos parâmetros específicos daquele local de sítio individual da turbina eólica. Um único molde de ponta de pá de comprimento variável pode ser utilizado na fabricação de uma pluralidade de conjuntos de ponta, cada uma tendo uma porção de ponta padrão, porém uma porção de junção de comprimento variável. Os conjuntos de ponta resultantes podem então compreender a redução ou aumento necessários no comprimento da pá de turbina eólica ainda mantendo-se em conformidade com o perfil aerodinâmico padrão das pontas de pá, evitando a necessidade de múltiplos moldes.

Embora a invenção tenha sido descrita detalhadamente em conjunto com apenas um número limitado de realizações, deve ser prontamente compreendido que a invenção não é limitada às tais realizações reveladas. Na verdade, a invenção pode ser modificada de forma a incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou disposições equivalentes não descritas até então, porém compatíveis com o espírito e o escopo da invenção. De forma adicional, embora várias realizações da invenção tenham sido descritas, deve ser compreendido que aspectos da invenção podem incluir apenas algumas das realizações descritas. De acordo, a invenção não deve ser limitada pela descrição antecedente e deve ser limitada somente pelo escopo das reivindicações em anexo.

Claims (20)

1. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL PARA UM CONJUNTO DE PONTA DE UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA, sendo que o molde de ponta de pá de comprimento variável compreende: uma seção de molde de ponta padrão que compreende um perfil afunilado; e, uma seção de molde de junção de comprimento variável que compreende uma primeira e uma segunda extremidades que têm um corte transversal constante, em que o molde de ponta de pá de comprimento variável pode produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta de vários comprimentos.

2. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil afunilado compreende um perfil de aerofólio.

3. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que todo um comprimento de molde de junção da seção de molde de junção de comprimento variável compreende o corte transversal constante.

4. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que o corte transversal constante compreende um perfil tubular da seção de molde de junção de comprimento variável compreende o corte transversal constante.

5. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que a seção de molde de ponta padrão conecta-se à seção de molde de junção de comprimento variável em uma transição.

6. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 5, em que o perfil afunilado da seção de molde de ponta padrão na transição corresponde ao corte transversal constante.

7. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente uma superfície de fibra de vidro que compreende a seção de molde de ponta padrão e a seção de molde de junção de comprimento variável.

8. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 4, que compreende adicionalmente uma base de metal que sustenta a superfície de fibra de vidro.

9. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que a seção de molde de ponta padrão compreende um comprimento padrão e a seção de molde de junção de comprimento variável compreende um comprimento de molde de junção que é menor que o comprimento padrão.

10. MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, em que a seção de molde de ponta padrão e a seção de molde de junção de comprimento variável compreendem duas peças separadas.

11. MÉTODO PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE PONTA A PARTIR DE UM MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, em que o método compreende: fabricar uma porção de ponta padrão do conjunto de ponta de uma seção de molde de ponta padrão que compreende um perfil afunilado; e, fabricar uma porção de junção de comprimento variável do conjunto de ponta de uma seção de molde de junção de comprimento variável que compreende uma primeira e uma segunda extremidades que têm um corte transversal constante, em que o molde de ponta de pá de comprimento variável pode produzir uma pluralidade de conjuntos de ponta de vários comprimentos, e em que a porção de junção de comprimento variável conecta-se à porção de ponta padrão.

12. MÉTODO PARA FABRICAR O CONJUNTO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 11, em que todo um comprimento de molde de junção da seção de molde de junção de comprimento variável compreende o corte transversal constante.

13. MÉTODO PARA FABRICAR O CONJUNTO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 11, em que a seção de molde de ponta padrão conecta-se à seção de molde de junção de comprimento variável em uma transição.

14. MÉTODO PARA FABRICAR O CONJUNTO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 13, em que o perfil afunilado da seção de molde de ponta padrão na transição corresponde ao corte transversal constante.

15. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA FABRICADA A PARTIR DE UM MOLDE DE PONTA DE PÁ DE COMPRIMENTO VARIÁVEL, em que cada uma dentre as pluralidades de conjuntos de ponta compreende: uma porção de ponta padrão que compreende um perfil afunilado; e, uma porção de junção de comprimento variável que compreende uma primeira e uma segunda extremidades que têm um corte transversal constante, em que as porções de junção de comprimento variável para pelo menos dois dentre os conjuntos de ponta são de comprimentos diferentes.

16. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA, de acordo com a reivindicação 15, em que a porção de ponta padrão e a porção de junção de comprimento variável compreendem materiais comuns para cada um dentre os pelo menos dois conjuntos de ponta de comprimentos diferentes.

17. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA, de acordo com a reivindicação 15, em que a porção de ponta padrão conecta-se à seção de porção de junção de comprimento variável em uma transição para cada um dentre os pelo menos dois conjuntos de ponta de comprimentos diferentes.

18. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA, de acordo com a reivindicação 17, em que o perfil afunilado da porção de ponta padrão na transição corresponde ao corte transversal constante para cada um dentre os pelo menos dois conjuntos de ponta de comprimentos diferentes.

19. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA, de acordo com a reivindicação 15, em que a porção de ponta padrão é maior que a porção de junção de comprimento variável para cada um dentre os pelo menos dois conjuntos de ponta de comprimentos diferentes.

20. PLURALIDADE DE CONJUNTOS DE PONTA, de acordo com a reivindicação 15, em que todo um comprimento da porção de junção de comprimento variável compreende o corte transversal constante para cada um dentre os pelo menos dois conjuntos de ponta de comprimentos diferentes.