BR112014014708A2 - lâminas de turbinas eólicas e método de manufatura - Google Patents

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Abstract

"lâminas de turbinas eólicas e método de manufatura".por tratar a presente invenção de uma estrutura de reforço 9 para uma lâmina de turbina eólica na forma de uma pilha alongada 27 de camadas 31 de tiras compostas fibrosas e pultrudadas suportadas no interior de um canal com formato de u 28. o comprimento de cada uma das camadas 31 é ligeiramente diferente para criar uma conicidade nas extremidades das pilhas; o centro da pilha 27 apresenta cinco camadas 31, e cada uma das extremidades apresenta uma única camada 31. as extremidades de cada uma das camadas 31 são chanfradas, e a pilha é revestida com uma tira fina composta fibrosa e pultrudada 33 que se estende ao longo de todo o comprimento da pilha 27. a estrutura de reforço 9 se estende ao longo de uma trajetória curva no interior da concha externa da lâmina. durante a configuração dos componentes da lâmina no interior do molde 37, a estrutura de reforço 9 é introduzida no interior do molde 37 com o deslizamento do canal 28 ao longo da superfície de uma cunha alongada 29 no interior do molde 37 ao longo da trajetória curva. a cunha 29 é orientada ao longo de seu comprimento em um ângulo dependendo da curvatura da trajetória nesta posição, de maneira a guiar a estrutura de reforço 9 para a posição desejada. as regiões do revestimento externo da lâmina em ambos os lados da estrutura de reforço 9 são preenchidas com espuma estrutural 17, e a estrutura de reforço 9 e a espuma 17 são ambas ensanduichadas entre um revestimento interno 18 e um revestimento externo 19.

Description

"LÂMINAS DE TURBINAS EÓLICAS E MÉTODO DE MANUFATURA" Campo Técnico
[001] A presente invenção se refere a lâminas de rotores de turbinas eólicas e a métodos de fabricação de lâminas de turbinas eólicas.
Fundamentos da Invenção
[002] Uma turbina eólica típica encontra-se ilustrada na Figura 1. A turbina eólica 1 compreende uma torre 2, uma nacele 3 montada no topo da torre 2 e um rotor 4 operacionalmente acoplado a um gerador 5 no interior da nacele 3. A turbina eólica 1 converte a energia cinética do vento em energia elétrica. Adicionalmente ao gerador 5, a nacele 3 acomoda os vários componentes necessários para converter a energia do vento em energia elétrica e também os vários componentes necessários para operar e otimizar o desempenho da turbina eólica 1. A torre 2 suporta a carga representada pela nacele 3, pelo rotor 4 e pelos outros componentes da turbina eólica no interior da nacele 3.
[003] O rotor 4 compreende um cubo central 6 e três lâminas alongadas de rotor 7a, 7b, 7c de configuração aproximadamente plana, que se estendem radialmente para fora a partir do cubo central 6. Em operação, as lâminas 7a, 7b, 7c são configuradas para interagir com o fluxo de ar passante para produzir um empuxo que faz com que o cubo central 6 gire em torno do seu eixo longitudinal. A velocidade do vento excedendo um nível mínimo ativa o rotor 4 e permite que o mesmo gire no interior de um plano substancialmente perpendicular à direção do vento. A rotação é convertida em energia elétrica pelo gerador 5 que é normalmente fornecida à grade de utilidade.
[004] Uma lâmina convencional de rotor é produzida a partir de uma concha externa e uma longarina interna alongada oca de secção transversal geralmente retangular. A longarina tem a função de transferir as cargas da lâmina rotativa para o cubo da turbina eólica. Tais cargas incluem cargas de tração e compressão direcionadas ao longo do comprimento da lâmina, resultantes do movimento circular da lâmina e das cargas resultantes do vento que são direcionadas ao longo da espessura da lâmina, ou seja, a partir do lado a barlavento da lâmina para o lado a sotavento.
[005] Um tipo alternativo de lâmina de rotor é conhecido, que evita a necessidade de uma longarina interna através da incorporação no interior da concha externa de uma ou mais estruturas fibrosas de reforço de elevada resistência à tração e que se estendem ao longo da direção do comprimento da lâmina. Exemplos de arranjos deste tipo encontram-se descritos nos documentos EP 1 520 983 e WO 2006/082479. Outros arranjos também se encontram descritos nos documentos US 2012/0014804 and WO 201 1/088372.
[006] Nestes arranjos, são utilizadas tiras fibrosas pultrudadas de material. A pultrusão é um processo contínuo similar à extrusão, no qual fibras são puxadas através de um meio de fornecimento de resina líquida e então aquecidas em uma câmara aberta na qual acontece a cura da resina. O material fibroso curado resultante apresenta secção transversal constante, porém, uma vez que o processo é contínuo, o material uma vez formado pode ser cortado em qualquer comprimento arbitrário. Esse processo é particularmente econômico e consiste, portanto, de uma opção atraente para a fabricação de estruturas de reforço para lâminas de turbinas eólicas.
[007] A utilização de tiras pultrudadas curadas supera os problemas associados aos arranjos convencionais, nos quais fibras não curadas são introduzidas no interior de um molde para formar as partes de uma lâmina de turbina eólica, nas quais existe o risco das fibras se tornarem desalinhadas.
[008] Além disso, as tiras pultrudadas apresentam a propriedade de absorver os momentos de flexão extremamente altos que surgem durante a rotação das lâminas de turbinas eólicas.
[009] Nos dois arranjos conhecidos acima descritos, um número relativamente grande de elementos separados é utilizado para formar a estrutura de reforço, e cada elemento necessita ser posicionado individualmente no interior da estrutura da concha.
[010] Seria desejável prover uma estrutura de reforço adequada para uma lâmina de turbina eólica deste tipo alternativo, que é de construção mais simples e, consequentemente, de fabricação mais econômica.
[011] O documento US 2009/0269392 descreve uma lâmina de turbina eólica compreendendo elementos estruturais alongados formados a partir de tecidos de fibra laminados infiltrados com resina.
[012] No entanto, neste arranjo os tecidos de fibra são curados no local, o que requer que os tecidos sejam cuidadosamente posicionados e corretamente orientados na superfície da concha antes da moldagem.
[013] Seria, portanto, desejável prover uma lâmina de turbina eólica que supere, ou pelo menos mitigue, algumas ou todas as desvantagens acima descritas das lâminas conhecidas de turbinas eólicas.
Descrição da Invenção
[014] Portanto, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, encontra-se revelada uma lâmina de turbina eólica de construção geralmente oca e formada de uma primeira e uma segunda meias- conchas opostas; cada meia-concha compreendendo um revestimento interno e um revestimento externo e uma primeira e uma segunda estruturas de reforço alongadas localizadas entre os revestimentos interno e externo; cada uma das estruturas se estendendo ao longo da direção do comprimento da lâmina e compreendendo uma pilha de camadas; cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície da lâmina; cada camada se estendendo através de uma largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento da lâmina e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira fibrosa composta pultrudada e pré-curada; cada meia-concha também compreendendo material de núcleo localizado entre os revestimentos interno e externo e se estendendo: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira da lâmina; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira da lâmina; a lâmina da turbina eólica também compreendendo uma malha alongada se estendendo pelo menos entre uma das estruturas de reforço da primeira meia-concha e pelo menos uma das estruturas de reforço da segunda meia-concha.
[015] A pilha funciona no interior da lâmina de turbina eólica como uma tampa de longarina. Preferencialmente, a largura de cada pilha se estende no interior da lâmina, em uso, em uma direção geralmente da corda dentro de um plano substancialmente paralelo à superfície da lâmina. Preferencialmente, em uma seção transversal orientada transversalmente à direção do comprimento da lâmina, cada pilha apresenta o formato de um retângulo oblongo, no qual a espessura da pilha é paralela aos lados mais curtos do retângulo e a largura do retângulo é paralela aos lados mais longos do retângulo.
[016] A malha é alongada na direção do comprimento da lâmina. A mesma se estende em uma direção transversal entre pelo menos uma das estruturas de reforço da primeira meia-concha e pelo menos uma das estruturas de reforço da segunda meia-concha. Como exemplificado abaixo, a lâmina pode ter duas malhas com formato de I ou com formato de C, cada uma das quais se estendendo entre uma das estruturas de reforço da primeira meia- concha e uma das estruturas de reforço da segunda meia-concha. Em outras modalidades de execução, algumas das quais se encontram descritas abaixo, a lâmina apresenta uma malha com uma seção transversal com formato de X, se estendendo entre duas estruturas de reforço da primeira meia-concha e duas estruturas de reforço da segunda meia-concha.
[017] A principal vantagem técnica de providenciar pelo menos duas estruturas de reforço deste tipo no interior de cada meia-concha surge da curvatura da lâmina da turbina eólica. Com o propósito de obter a curvatura desejada, as superfícies internas dos moldes utilizados para a fabricação das meias-conchas também são curvadas, e isto impõe uma curvatura correspondente aos revestimentos interno e externo durante o processo de moldagem. Uma vez que as superfícies superiores e inferiores das pilhas são substancialmente planas, surge um espaço entre as superfícies das pilhas e dos revestimentos interno e externo curvados, que será preenchido com resina durante a moldagem. Com o propósito de otimizar a resistência da lâmina de turbina eólica resultante, é desejável reduzir o tamanho deste espaço. Com a presente invenção, isto é obtido providenciando pelo menos duas estruturas de reforço no interior de cada meia-concha, de tal maneira que cada estrutura possa ter uma menor largura do que aquela que seria necessária se apenas uma única estrutura de reforço fosse providenciada.
[018] As estruturas de reforço alongadas e o material do núcleo definem bordas de contato que preferencialmente são substancialmente perpendiculares à superfície da lâmina da turbina eólica. Um arranjo deste tipo é vantajoso pelo fato de permitir que as estruturas de reforço sejam fabricadas com baixo custo. Além disso, durante a operação de moldagem, é possível colocar o material do núcleo no molde antes das estruturas de reforço, e de utilizar as bordas do material do núcleo para auxiliar no posicionamento das estruturas de reforço no molde. Isto não seria sempre necessariamente possível se as bordas de contato das estruturas de reforço não fossem perpendiculares. A direção perpendicular é também a direção da espessura da lâmina da turbina eólica.
[019] A lâmina da turbina eólica preferencialmente também compreende, no interior de cada meia-concha, uma trama pré-curada localizada entre o revestimento externo e pelo menos uma das estruturas de reforço alongadas. Adicionalmente ou alternativamente, a lâmina da turbina eólica preferencialmente também compreende, no interior de cada meia-concha, uma trama pré-curada localizada entre o revestimento interno e pelo menos uma das estruturas de reforço alongadas. Em cada um dos casos, a trama pode ser fabricada de tecido de vidro e resina pré-curada. A lâmina preferencialmente compreende, no interior de pelo menos uma das meias-conchas, uma malha pré- curada localizada entre o revestimento externo e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e o material do núcleo. A lâmina preferencialmente compreende, no interior de pelo menos uma das meias- conchas, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento interno e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e o material do núcleo.
[020] Estas malhas proporcionam rigidez adicional às regiões de transição entre as estruturas de reforço e o material do núcleo. Adicionalmente, as malhas previnem efetivamente o enrugamento dos revestimentos interno e externo das lâminas da turbina, que de outra maneira poderiam ocorrer quando existem espaços entre as estruturas de reforço inferiores e o material do núcleo, ou quando a espessura das estruturas de reforço é diferente da espessura do material do núcleo.
[021] A pilha apresenta preferencialmente uma seção transversal substancialmente retangular ao longo de seu comprimento, e/ou preferencialmente uma largura substancialmente constante. Além disso, as tiras compostas fibrosas e pultrudadas apresentam preferencialmente uma seção transversal substancialmente uniforme.
[022] A formação da estrutura de reforço a partir de uma pilha de camadas possibilita formar a totalidade da estrutura de reforço como um componente separado, e então incorporar a totalidade da estrutura de reforço em uma única operação.
[023] Além disso, uma vez que as tiras compostas fibrosas e pultrudadas são de fabricação econômica, e podem ser cortadas facilmente em qualquer comprimento desejado, a estrutura de reforço resultante pode ser desta maneira convenientemente fabricada com baixo custo.
[024] Uma vantagem adicional deste arranjo reside no fato de possibilitar o ajuste da espessura da pilha em qualquer ponto ao longo de seu comprimento, de maneira a se adequar ao perfil desejado de espessura da concha externa da lâmina da turbina eólica, simplesmente através da seleção do número de camadas a serem incorporadas na pilha neste ponto. Por essa razão é possível formar a estrutura de reforço com qualquer perfil desejado de espessura, que coincide com o formato de conicidade da lâmina da turbina eólica.
[025] Em lâminas de turbinas eólicas é normalmente desejável providenciar um maior grau de reforço ao longo da seção central da lâmina ao longo do eixo longitudinal da lâmina, isto é, a região de meio de caminho entre a raiz e a ponta da lâmina, pois esta é a região na qual a lâmina é exposta aos maiores estresses de tração. Portanto, um perfil desejável de espessura em particular é aquele no qual a seção central da estrutura de reforço apresenta a máxima espessura, e na qual uma ou ambas as seções de extremidade apresentam espessura mínima.
[026] É preferível, portanto, que as camadas no interior da estrutura de reforço apresentem diferentes comprimentos, de tal maneira que a espessura da pilha seja cônica na direção de pelo menos uma extremidade.
[027] No arranjo mais simples, no qual cada camada da pilha apresenta extremidades de seção quadrada, isto irá resultar em uma pilha tendo uma conicidade gradual, a altura de cada etapa sendo a espessura de cada camada. Para reduzir a concentração de estresses nas extremidades das camadas, seria desejável que o perfil de espessura na extremidade da pilha fosse mais suave. É, portanto, preferido que pelo menos uma das duas extremidades de cada camada seja chanfrada. Desta maneira, a superfície superior da pilha pode ser produzida mais suave ao longo de seu comprimento total.
[028] Ainda assim, a não ser que o chanfro apresente um ângulo suficientemente pequeno, ainda existirão descontinuidades no gradiente ao longo das extremidades cônicas.
[029] Para aumentar ainda mais a suavidade, é preferível que a pilha também compreenda uma camada de cobertura se estendendo ao longo do comprimento total da pilha. Uma camada de coberturas deste tipo pode ter uma espessura que é substancialmente menor do que a espessura das outras camadas no interior da pilha, por exemplo, a camada de cobertura pode ter um quarto da espessura das outras camadas. Isto permite que a camada de cobertura seja suficientemente flexível de maneira a "repousar" sobre a superfície superior da pilha e com isto suavizar as mudanças de orientação da superfície inferior.
[030] Por exemplo, na modalidade preferida de execução, existem cinco camadas no interior de cada pilha, e a espessura de cada camada é de aproximadamente 4 mm, isto é, entre 3,5 mm e 4,5 mm, sendo que a espessura da camada de cobertura é de apenas aproximadamente 1 mm, isto é, entre 0,5 mm e 1,5 mm. A vantagem de uma espessura de 4 mm para cada camada reside no fato de que as tiras pultrudadas podem ser fornecidas em um rolo.
[031] A largura de cada camada é preferencialmente de aproximadamente 150 mm, isto é, entre 140 mm e 160 mm, pois esta largura proporciona o necessário grau de rigidez de borda para prevenir substanciais vibrações das bordas.
[032] Outras modalidades de execução são consideradas, nas quais podem existir tão pouco quanto 4 camadas ou tanto quanto 12 camadas no interior de cada pilha.
[033] Cada camada no interior da pilha, outra do que a camada de cobertura, quando providenciada, pode compreender uma única tira composta fibrosa e pultrudada se estendendo ao longo da largura total da camada. Um arranjo deste tipo apresenta a vantagem da simplicidade e consequentemente do baixo custo de fabricação, pois apenas uma tira é requerida no interior da cada camada. Além disso, uma vez que cada camada no interior da pilha possui a mesma largura, todas as tiras compostas fibrosas e pultrudadas, outras do que a camada de cobertura quando providenciada, podem ser fabricadas a partir do mesmo aparelho de pultrusão, ou por sua vez podem ser cortadas da mesma tira pultrudada.Alternativamente, cada camada pode compreender um arranjo paralelo de uma pluralidade de tiras compostas fibrosas e pultrudadas. Isto pode tomar a forma de uma primeira configuração, na qual as bordas laterais ou longitudinais das tiras no interior de cada camada da pilha são alinhadas com as bordas laterais (longitudinais) das tiras nas outras camadas, e neste caso cada tira terá uma largura menor do que no arranjo acima mencionado, no qual cada camada compreende apenas uma tira. No entanto, as tiras ainda assim podem ter a mesma largura e, portanto podem ser formadas a partir do mesmo aparelho de pultrusão ou cortadas da mesma tira pultrudada. Em uma segunda configuração, as bordas do lado interno (longitudinais) das tiras no interior de cada camada da pilha são escalonadas em relação às bordas do lado interno das tiras no interior de cada camada adjacente. Embora isto signifique que nem todas as tiras terão a mesma largura e devem ser consequentemente formadas a partir de mais de um aparelho de pultrusão, este processo pode resultar em uma pilha mais estável. De fato, uma configuração deste tipo é geralmente encontrada em uma parede de tijolos.
[034] Em cada um dos arranjos descritos acima nos quais cada camada compreende mais de uma tira, as tiras no interior de cada camada podem alternativamente, ou adicionalmente, ser arranjadas de extremidade a extremidade. Isto pode ser vantajoso, por exemplo, quando a estrutura de reforço apresenta um comprimento substancial, e neste caso a manufatura pode ser simplificada através da formação da estrutura de reforço a partir de um número de tiras pultrudadas relativamente curtas.
[035] É importante que as tiras compostas fibrosas e pultrudadas tenham suficiente resistência à tração, porém as mesmas podem ser formadas de fibras selecionadas de: fibras de carbono; fibras de vidro; fibras de aramida; e fibras naturais, incluindo fibras de madeira e fibras orgânicas, incluindo combinações de qualquer destes tipos de fibras. Na modalidade preferida de execução, as tiras compostas fibrosas e pultrudadas são formadas de fibras de carbono embebidas em uma matriz de resina de termocura. As fibras de carbono são particularmente adequadas em função de sua alta razão de resistência-para- peso em comparação com outras fibras tais como fibras de vidro.
[036] Em uma modalidade preferida de execução, a estrutura de reforço compreende um elemento de suporte alongado para suportar a pilha de camadas. O mesmo auxilia no processo de mover toda a estrutura de suporte, quando formada, na posição desejada no interior da lâmina da turbina eólica. A configuração preferida do elemento de suporte consiste de um canal tendo uma seção transversal geralmente com formato de U, e no qual a pilha de camadas é suportada no interior do canal. Este método é particularmente conveniente uma vez que a pilha é substancialmente retangular em sua seção transversal. É especialmente preferido que pelo menos a largura da seção transversal com formato de U corresponda com a largura da pilha, pois neste caso os braços laterais do formato de U irão prevenir qualquer movimento lateral indesejável das camadas no interior da pilha durante o transporte.
[037] O elemento de suporte pode ser convenientemente fabricado de um material plástico reforçado com vidro (GRP) e também pode tanto compreender como conter um condutor de descargas elétricas.
[038] Como mencionado acima, o elemento de suporte é preferencialmente formado de um material plástico reforçado com vidro (GRP) e pode compreender um condutor de descargas elétricas.
[039] Os revestimentos são preferencialmente fabricados de GRP.
[040] Com este arranjo, cada meia-concha pode ser formada separadamente e então as duas metades são unidas antes que a concha inteira, com as estruturas de reforço na posição, seja curada por aquecimento.
[041] Os revestimentos interno e externo das meias- conchas podem ser fabricados de um composto de resina epóxi de fibra de vidro.
[042] A lâmina da turbina eólica também compreende preferencialmente pelo menos uma trama alongada localizada entre as estruturas de reforço no interior das meias-conchas opostas, de maneira a transferir as forças de cisalhamento atuando na lâmina da turbina eólica em uso. Uma trama deste tipo pode, portanto, ser referenciada como uma "trama de cisalhamento". A combinação de duas estruturas de reforço deste tipo e a trama emula e possui as vantagens estruturais de uma viga em I.
[043] Em uma modalidade de execução, cada concha compreende duas estruturas de reforço, e a trama alongada apresenta seção transversal com formato de X. Neste caso, cada uma das duas diagonais do formato de X se estende preferencialmente entre respectivamente duas das estruturas de reforço. Um arranjo deste tipo possibilita que uma única trama seja utilizada para quatro estruturas de reforço.
[044] A trama com formato de X é preferencialmente formada a partir de duas tramas com formato de V conectadas em conjunto, uma vez que as tramas com formato de V podem ser facilmente empilhadas ou aninhadas para facilitar o armazenamento e o transporte.
[045] Além disso, a trama é preferencialmente fabricada de um material resiliente para se moldar mais facilmente ao formato do molde durante a manufatura das lâminas de turbinas eólicas.
[046] A trama resiliente com formato de X é preferencialmente fabricada ligeiramente mais larga do que a distância entre as duas meias-conchas, de tal maneira que a trama possa flexionar até certo ponto quando as meias-conchas são unidas em conjunto. Este método não apenas permite maiores tolerâncias no tamanho da trama, mas também possibilita que uma boa adesividade seja estabelecida entre a trama e as meias-conchas. Quando o adesivo está curado, a trama encontra-se travada na posição desejada, e a altura da trama coincide com a separação entre as duas meias-conchas.
[047] Neste caso, a trama compreende preferencialmente um respectivo flange em cada extremidade das duas diagonais da seção transversal com formato de X, de maneira a direcionar a força de cisalhamento da largura total de cada estrutura de reforço para a trama.
[048] Como alternativa à utilização de uma trama com formato de X, uma trama convencional com formato de C pode ser providenciada, na qual os dois braços do formato de C podem constituir flanges para o acoplamento da trama entre as meias-conchas da lâmina.
[049] Uma trama adicional tendo uma seção transversal com formato de Z também pode ser utilizada. Isto é particularmente desejável quando existirem seis estruturas de reforço, pois uma trama com formato de X pode ser providenciada para a absorção das forças de cisalhamento entre quatro estruturas de reforço opostas, tipicamente no interior da borda dianteira da lâmina, e a trama com formato de Z pode então ser utilizada para a absorção das forças de cisalhamento entre as duas estruturas de reforço opostas e remanescentes, tipicamente no interior da borda traseira da lâmina, isto é, posicionada entre a trama com formato de X e a borda traseira da lâmina. Os termos "borda dianteira" e "borda traseira" serão descritos com mais detalhes abaixo.
[050] Em um arranjo preferido, quatro das estruturas de reforço se estendem em direções geralmente paralelas ao longo do comprimento da lâmina, sendo que as duas estruturas de reforço remanescentes são mais curtas e se estendem afastando-se das outras estruturas de reforço nas seções mais largas da lâmina para formar "longarinas traseiras". A separação resultante das estruturas de reforço nas porções largas da lâmina proporciona um melhoramento da rigidez das bordas. A provisão das longarinas traseiras também reduz o comprimento da concha não suportada da lâmina entre a estrutura principal e a borda traseira, o que, por sua vez, possibilita que a espuma estrutural no interior da lâmina seja mais fina. Com a retenção da separação entre as estruturas de reforço na extremidade raiz da lâmina, a terminação das estruturas pode ser efetuada com uma reduzida concentração de estresses.
[051] Os braços superiores e inferiores do formato de Z servem preferencialmente como flanges para a conexão da trama entre as duas meias-conchas externas da lâmina, por exemplo, com a aplicação de uma camada de adesivo nas superfícies externas expostas dos braços. Portanto, apenas a seção central da trama com formato de Z se estende no interior do espaço entre as estruturas de reforço associadas.
[052] No caso de uma trama com formato de X, as diagonais do formato de X são preferencialmente dobradas na interseção, de tal maneira que o ângulo entre dois braços adjacentes seja diferente do ângulo entre os dois outros braços.
[053] Alternativamente, a trama pode ter uma seção transversal com formato de Y.
[054] Em cada um dos casos, a trama ou tramas são preferencialmente formadas de um material resiliente. Isto proporciona um benefício específico quando as meias-conchas superiores e inferiores são conectadas em conjunto com as tramas estando na posição entre as meias-
conchas, porém fisicamente acopladas apenas à meia-concha inferior, pois, na junção das duas meias-conchas em conjunto, as extremidades livres das tramas às quais uma camada de adesivo pode ser aplicada irão exercer uma força contra a meia-concha superior, suficiente para provocar a aderência das extremidades livres da trama na meia-concha superior.
[055] Em todos os arranjos acima descritos, os revestimentos interno e externo se estendem preferencialmente substancialmente ininterruptamente ao longo do material do núcleo e das estruturas de reforço.
[056] De acordo com outro aspecto da presente invenção, encontra-se revelado um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica de construção geralmente oca e formada de uma primeira e uma segunda meias- conchas opostas; a construção de cada meia-concha a partir de um revestimento interno e um revestimento externo; a localização da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas no revestimento externo de maneira a se estender ao longo da direção do comprimento da lâmina; cada estrutura de reforço compreendendo uma pilha de camadas, cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície da lâmina; cada camada se estendendo através de uma largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento da lâmina e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira fibrosa composta pultrudada e pré-curada; a colocação no interior de cada meia-concha do material do núcleo no revestimento externo de maneira a se estender: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira da lâmina; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira da lâmina; a colocação do revestimento interno na superfície superior da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas e o material do núcleo; e a colocação de uma trama alongada de maneira a se estender entre pelo menos uma das estruturas de reforço na primeira meia-concha e uma das estruturas de reforço na segunda meia-concha.
[057] Em uma modalidade de execução, o método compreende a manufatura de uma lâmina de turbina eólica do tipo acima mencionado, na qual uma ou mais das estruturas de reforço se estendem pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da lâmina da turbina eólica e ao longo de uma respectiva curva predeterminada definida pelo perfil externo da lâmina da turbina eólica, o método compreendendo, para a ou para cada estrutura de reforço: providenciar uma superfície de suporte alongada e substancialmente rígida no interior de um molde, a superfície de suporte se estendendo ao longo da curva predeterminada e que é orientada em cada posição ao longo da curva predeterminada em um ângulo que depende do grau de curvatura nesta posição, para com isto facilitar o posicionamento correto da estrutura de reforço; introduzir o elemento de suporte no interior do molde; e posicionar a estrutura de reforço ao longo da superfície de suporte.
[058] A etapa de posicionar a estrutura de reforço pode ser realizada com o deslizamento do elemento de suporte ao longo da superfície de suporte na direção da curva predeterminada.
[059] Com a orientação adequada da superfície de suporte, de maneira análoga à inclinação de ruas em curvas, o elemento de suporte pode ser movido para a posição final desejada no interior do molde deslizando-o ao longo da superfície de suporte. Deste modo, a superfície de suporte acaba atuando como uma superfície de direcionamento ou orientação para a estrutura de reforço.
[060] É preferível que a pilha seja posicionada no elemento de suporte como uma primeira etapa, e que a estrutura de reforço completa seja movida para a posição desta maneira, embora seja obviamente possível mover apenas o elemento de suporte para a posição desejada no interior do molde como sendo a primeira etapa, e então introduzir a pilha no interior do molde, por exemplo, com o deslizamento da pilha ao longo do elemento de suporte. Alternativamente também seria possível introduzir as camadas individuais da pilha no molde uma a uma.
[061] A superfície de suporte pode ser convenientemente uma superfície de uma cunha alongada arranjada na superfície do molde. Neste caso, a cunha pode ser formada de espuma estrutural.
[062] Em uma modalidade preferida de execução, a lâmina da turbina eólica compreende pelo menos uma estrutura de reforço alongada que se estende na direção do comprimento da lâmina da turbina eólica, uma respectiva curva predeterminada definida pelo perfil externo da lâmina da turbina eólica, e cada estrutura de reforço compreende um elemento de reforço suportado no interior de um canal geralmente com seção transversal em formato de U, e o método compreende o posicionamento de cada estrutura de reforço no interior de um molde.
[063] Neste caso, o canal pode ser primeiramente posicionado no interior do molde, e então o elemento de reforço pode ser colocado no interior do canal. Alternativamente, o elemento de reforço pode ser primeiramente posicionado no interior do canal, e então toda a estrutura de reforço, isto é, o canal contendo o elemento de reforço, pode então ser posicionado no interior do molde.
[064] Uma superfície de suporte substancialmente rígida e alongada pode ser vantajosamente providenciada no interior do molde, a superfície de suporte se estendendo ao longo da curva predeterminada e que é orientada em cada posição ao longo da curva predeterminada em um ângulo que depende do grau de curvatura nesta posição, para com isto facilitar o posicionamento correto da estrutura de reforço; e o método preferencialmente compreende: introduzir a estrutura de reforço no interior do molde; e posicionar a estrutura de reforço ao longo da superfície de suporte, por exemplo, com o deslizamento do elemento de suporte ao longo da superfície de suporte na direção da curva predeterminada.
[065] As etapas de introdução da pilha pré-curada e dos outros elementos estruturais podem ser executadas em qualquer sequência desejada.
[066] Alternativamente, a ou cada estrutura de reforço pode ser construída a partir do canal com formato de U, e as tiras individuais pultrudadas no local no interior do molde.
[067] Embora na modalidade preferida de execução existam seis estruturas de reforço no interior da lâmina da turbina eólica, pode obviamente existir uma maior ou menor quantidade de estruturas de reforço, dependendo do tamanho e/ou do formato da lâmina da turbina eólica ou do grau de reforço requerido.
[068] A invenção também revela um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica de construção geralmente oca e compreendendo primeiras e segundas meias-conchas; dispondo, em cada um de um primeiro e segundo meio- molde alongado, um ou mais tecidos de fibra para os respectivos revestimentos externos; localizando, em cada um de um primeiro e segundo meio- molde alongado, primeira e segunda estruturas de reforço alongadas nos tecidos de fibra para os revestimentos externos, de maneira a se estender ao longo da direção do comprimento dos respectivos meios-moldes; cada estrutura de reforço compreendendo uma pilha de camadas, cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície do respectivo meio-molde; cada camada se estendendo através da largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento do respectivo meio-molde e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira composta fibrosa e pultrudada pré-curada;
dispondo, no interior de cada respectivo meio-molde o material do núcleo nos tecidos de fibra para o revestimento externo de maneira a se estender: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira do respectivo meio-molde; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira do respectivo meio-molde; dispondo, em cada primeiro e segundo meio-molde alongado, nas superfícies superiores da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas e do material do núcleo, um ou mais tecidos de fibra para os respectivos revestimentos internos; fornecendo a resina no interior do primeiro e segundo meios-moldes; e subsequentemente, curando a resina de maneira a formar a primeira e a segunda meias-conchas.
[069] Preferencialmente, o método compreende dispor subsequentemente uma trama alongada em um dos meios-moldes; pivotar o primeiro meio-molde em uma posição acima do segundo meio-molde, de maneira que a trama alongada se estenda entre pelo menos uma das estruturas de reforço na primeira meia-concha e pelo menos uma das estruturas de reforço na segunda meia-concha. Preferencialmente, o método compreende localizar, no interior de pelo menos um dos meios-moldes, uma malha pré-curada entre o revestimento externo e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material do núcleo. Preferencialmente, o método compreende localizar, no interior de pelo menos um dos meios-moldes, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento interno e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material do núcleo.
[070] Os outros aspectos relacionados à presente invenção são os seguintes:
(a) Uma estrutura de reforço alongada para uma lâmina de turbina eólica, a estrutura sendo arranjada para se estender, em uso, ao longo da direção do comprimento da lâmina, a estrutura compreendendo uma pilha de camadas, a pilha tendo uma largura que se estende, em uso, em uma direção geralmente paralela à superfície da lâmina da turbina eólica, cada camada se estendendo através da largura da pilha e compreendendo pelo menos uma tira composta fibrosa e pultrudada.
[071] Uma estrutura deste tipo é de construção mais simples do que as estruturas conhecidas, sendo por esta razão de manufatura mais econômica.
[072] Deve ser entendido que o elemento de suporte para a estrutura de reforço que se encontra descrito acima em relação a uma modalidade preferida de execução, proporciona vantagens que não são necessariamente limitadas ao tipo específico de estrutura de reforço. Consequentemente, a presente invenção se estende a: (b) Uma lâmina de turbina eólica compreendendo pelo menos um canal alongado geralmente com seção transversal em formato de U no qual uma estrutura de reforço alongada pode ser suportada.
[073] Deve ser entendido que a utilização de uma trama tendo uma seção transversal com formato de X proporciona vantagens a lâminas de turbinas eólicas tendo estruturas de reforço que não são necessariamente dos tipos descritos acima. Por essa razão, a presente invenção se estende a: (c) Uma lâmina de turbina eólica de construção geralmente oca, a lâmina sendo formada de duas meias-conchas opostas, cada meia-concha compreendendo pelo menos duas estruturas de reforço alongadas, cada uma das quais se estendendo ao longo da direção do comprimento da lâmina, e também compreendendo uma trama localizada entre as estruturas de reforço no interior das meias-conchas opostas, de maneira de transferir as forças de cisalhamento atuando na lâmina da turbina eólica em uso, a trama tendo uma seção transversal com formato de X.
(d) Uma lâmina de turbina eólica de construção geralmente oca, a lâmina sendo formada de primeiras e segundas meias-conchas opostas, a primeira meia-concha compreendendo pelo menos duas estruturas de reforço alongadas e a segunda meia-concha compreendendo pelo menos uma estrutura alongada, cada uma das mesmas se estendendo ao longo da direção do comprimento da lâmina, e também compreendendo uma trama localizada entre as estruturas de reforço no interior das meias-conchas opostas, a trama tendo uma seção transversal com formato de Y.
(e) Um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica do tipo acima descrito, na qual a uma ou mais estruturas de reforço se estendem pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da lâmina da turbina eólica ao longo de uma respectiva curva predeterminada definida pelo perfil externo da lâmina da turbina eólica, o método compreendendo, para a ou cada estrutura de reforço: providenciar uma superfície de suporte alongada e substancialmente rígida no interior de um molde, a superfície de suporte se estendendo ao longo da curva predeterminada e que é orientada em cada posição ao longo da curva predeterminada em um ângulo que depende do grau de curvatura nesta posição, para com isto facilitar o posicionamento correto da estrutura de reforço; introduzir o elemento de suporte no interior do molde; e posicionar a estrutura de reforço ao longo da superfície de suporte.
(f) Um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço alongada que se estende na direção do comprimento da lâmina da turbina eólica ao longo de uma respectiva curva predeterminada definida pelo perfil externo da lâmina da turbina eólica, e no qual a ou cada estrutura de reforço compreende um elemento de reforço suportado no interior de um canal geralmente com seção transversal em formato de U, o método compreendendo, para a ou cada estrutura de reforço, o posicionamento da estrutura de reforço no interior de um molde.
(g) Um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço alongada que se estende na direção do comprimento da lâmina da turbina eólica ao longo de uma respectiva curva predeterminada definida pelo perfil externo da lâmina da turbina eólica, o método compreendendo, para a ou cada estrutura de reforço: providenciar uma superfície de suporte alongada e substancialmente rígida no interior do molde, a superfície de suporte se estendendo ao longo da curva predeterminada e que é orientada em cada posição ao longo da curva predeterminada em um ângulo relativo à superfície do molde que depende do grau de curvatura nesta posição, para com isto facilitar o posicionamento correto da estrutura de reforço; introduzir a estrutura de reforço no interior do molde; e posicionar a estrutura de reforço ao longo da superfície de suporte, por exemplo, com o deslizamento do elemento de suporte ao longo da superfície de suporte na direção da curva predeterminada.
[074] A ou cada estrutura de reforço pode ser formada e pré-curada em um molde separado e então introduzida, junto com os outros componentes da lâmina da turbina eólica, no molde principal. Com um arranjo deste tipo, é possível introduzir a estrutura de reforço pré-curada no molde principal sem a utilização dos canais com formato de U ou dos suportes com formato de cunha acima descritos.
[075] Além disso, um procedimento deste tipo é vantajoso com outras estruturas de reforço do que as acima descritas. Por exemplo, as estruturas de reforço podem ser fabricadas de tecidos de fibra, ao contrário de tiras pultrudadas, podem ser pré-curadas desta maneira e então introduzidas no molde principal para a formação da lâmina da turbina eólica. Neste caso, cada tecido de fibra pode ser introduzido separadamente no molde, ou uma pilha completa de tecidos de fibra formando uma primeira etapa, é então posicionada no molde.
[076] Portanto, de acordo com outro aspecto da presente invenção, encontra-se revelado: (h) Um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica compreendendo pelo menos uma estrutura de reforço, o método compreendendo: formar uma pilha de camadas fibrosas; pré-curar as camadas fibrosas em um primeiro molde; introduzir a pilha pré-curada em um segundo molde; introduzir outros membros estruturais da lâmina da turbina eólica no segundo molde; e integrar a pilha e os outros elementos estruturais em conjunto no segundo molde.
Breve Descrição dos Desenhos
[077] Para que a presente invenção possa ser mais facilmente entendida, modalidades preferidas de execução da mesma serão agora descritas com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 ilustra os principais componentes estruturais de uma turbina eólica; a Figura 2 mostra uma ilustração esquemática da superfície interna de uma metade da concha externa de uma lâmina de turbina eólica incorporando estruturas de reforço de acordo com uma modalidade preferida de execução da presente invenção; as Figuras 3(a) e 3(b) mostram esboços transversais de arranjos de estruturas de reforço no interior de uma meia concha de uma lâmina de turbina eólica; as Figuras 4(a) a 4(b) mostram vistas esquemáticas em seção transversal longitudinal de uma lâmina de turbina eólica incorporando as estruturas de reforço mostradas na Figura 2; a Figura 5 ilustra uma vista em seção transversal lateral de parte de uma das estruturas de reforço ilustradas na Figura 2;
as Figuras 6(a) a 6(c) ilustram seções longitudinais de três diferentes modalidades de execução das estruturas de reforço de acordo com a presente invenção;
as Figuras 7(a) e 7(b) mostram duas representações esquemáticas de uma trama com seção em X, de acordo com uma modalidade preferida de execução, em diferentes posições ao longo do comprimento de uma lâmina de turbina eólica;
a Figura 8 ilustra uma vista em seção transversal longitudinal de uma estrutura de reforço montada no interior de um molde durante a manufatura de uma lâmina de turbina eólica de acordo com uma modalidade preferida de execução;
as Figuras 9(a) e 9(b) ilustram um método de manufatura de uma lâmina de turbina eólica de acordo com uma modalidade preferida de execução da presente invenção:
as Figuras 10(a) a 10(f) mostram formas alternativas de tramas, de acordo com outras modalidades de execução, mostradas em diferentes posições ao longo do comprimento de uma lâmina de turbina eólica;
as Figuras 11(a) e 11(b) ilustram outras formas alternativas de tramas, de acordo com modalidades de execução da presente invenção;
a Figura 12 mostra um fluxograma ilustrando as etapas de manufatura de uma lâmina de turbina eólica de acordo com uma modalidade preferida de execução da presente invenção;
a Figura 13 ilustra um método alternativo de manufatura de uma lâmina de turbina eólica de acordo com uma modalidade de execução da presente invenção;
a Figura 14 mostra um fluxograma ilustrando as etapas do método mostrado na Figura 12; as Figuras 15(a) a 15(c) ilustram uma modalidade preferida de execução na qual malhas são providenciadas em cada meia-concha da lâmina da turbina eólica.
Descrição Detalhada da Invenção
[078] Durante a seguinte descrição das modalidades preferidas de execução da presente invenção, e nos desenhos, os mesmos números de referência são utilizados para indicar as mesmas ou correspondentes características estruturais.
[079] Com referência à Figura 2, uma metade 8 da concha externa de uma lâmina de turbina eólica é formada com três estruturas de reforço alongadas 9, 10, 11, a serem descritas com mais detalhes abaixo. Duas das estruturas de reforço 9, 10 se estendem substancialmente ao longo do comprimento total da lâmina da turbina eólica, da seção raiz 12 à ponta da lâmina
13. A seção raiz 12 da lâmina é formada com insertos metálicos rosqueados 14 para o recebimento de parafusos com os quais a lâmina é acoplada ao cubo central da turbina eólica, como descrito acima com referência à Figura 1.
[080] A terceira estrutura de reforço 11 se estende apenas parcialmente ao longo da lâmina a partir da seção raiz 12, sendo também lateralmente deslocada das outras duas estruturas de reforço 9, 10 na direção da borda traseira 15 da lâmina e afastada da borda dianteira 16 da lâmina.
[081] As duas estruturas de reforço 9, 10 formam as tampas das longarinas da lâmina da turbina eólica e a terceira estrutura de reforço 11 atua como um enrijecedor para a borda traseira 15.
[082] As extremidades das três estruturas de reforço 9, 10, 11 no interior da seção raiz 12 da lâmina são envoltas em um material plástico reforçado com vidro (GRP) para adicionar resistência e estabilidade, assim como as extremidades distais das duas estruturas de reforço 9, 10 que se estendem até a ponta da lâmina 13.
[083] As porções remanescentes da concha externa são preenchidas com espuma estrutural 17, e as estruturas de reforço 9, 10, 11, e a espuma estrutural 17 são todas formadas no interior de um revestimento externo e um revestimento interno a serem descritos com mais detalhes abaixo.
[084] A espuma estrutural 17 consiste de um material leve de núcleo, e deverá ser entendido que outros materiais de núcleo também podem ser utilizados, tais como madeira, particularmente madeira de balsa, e estruturas favo de mel.
[085] A lâmina completa da turbina é formada da metade superior 8 da concha externa mostrada na Figura 2, junto com uma metade correspondente inferior e duas tramas internas.
[086] As Figuras 3(a) ilustram uma vista em seção transversal de um arranjo convencional, no qual cada meia-concha 8' compreende um revestimento interno 18' e um revestimento externo 19' entre os quais apenas uma única estrutura de reforço 9' é providenciada. As regiões entre o revestimento interno 18' e o revestimento externo 19' em cada lado da estrutura de reforço 9' são preenchidas com espuma estrutural 17'. Como pode ser visto no desenho, existe uma curvatura significativa ao longo da largura da meia-concha 8'. Uma vez que a estrutura de reforço 9' é formada com uma seção transversal substancialmente regular, segue-se que os vazios substanciais 20' são formados entre o revestimento externo 19' e a região central da estrutura de reforço 9', e entre o revestimento interno 18' e as regiões de extremidade da estrutura de reforço 9'. Durante a etapa de moldagem, a ser descrita com mais detalhes abaixo, a mencionada resina é introduzida nestes vazios 20', o que é indesejável em uma estrutura composta, pois aumenta tanto o peso como o custo da lâmina, e também pode provocar problemas estruturais.
[087] A Figura 3(b) ilustra uma vista em seção transversal de uma modalidade preferida de execução da presente invenção, na qual cada meia-concha 8 é equipada com pelo menos duas estruturas de reforço 9, 10 providenciadas entre o revestimento interno 18 e o revestimento externo 19. Como pode ser observado, o volume dos vazios 20 resultantes que são formados entre o revestimento externo 19 e a região central da estrutura de reforço 9, e entre o revestimento interno 18 e as regiões de extremidade da estrutura de reforço 9 é substancialmente menor do que o dos vazios 20' que ocorrem quando apenas uma única estrutura de reforço é providenciada. Como resultado, a quantidade de resina necessária para preencher os vazios 20 durante o processo de moldagem é substancialmente menor.
[088] Adicionalmente, com a utilização de duas estruturas de reforço em cada meia-concha, como mostrado na Figura 3(b), em oposição à estrutura de reforço única mostrada na Figura 3(a), as larguras gerais das estruturas de reforço encontram-se localizadas mais próximas do revestimento externo 19 da lâmina da turbina eólica. Isto é vantajoso por razões estruturais, pois proporciona um segundo momento de inércia maior de tal maneira que a lâmina da turbina eólica apresente uma maior resistência à torção.
[089] As Figuras 4(a) a 4(e) ilustram representações transversais da lâmina da turbina eólica completa em diferentes posições ao longo do comprimento da lâmina. A Figura 4(a) representa a lâmina próxima da ponta da lâmina 13, a partir da qual pode ser observado que apenas as duas primeiras estruturas de reforço 9, 10 estão presentes nesta posição ao longo do comprimento da metade superior da mencionada concha externa mostrada na Figura 2. A metade inferior 21 da concha externa é também equipada com três estruturas de reforço 22, 23, 24, e novamente apenas duas das quais 22, 23 estão presentes nesta posição.
[090] Uma trama alongada e resiliente 25 fabricada de uma camada de madeira de balsa ou espuma leve ensanduichada entre duas camadas externas de GRP e tendo uma seção transversal longitudinal geralmente com formato de X é providenciada no interior da concha externa e serve para transferir as forças de cisalhamento que atuam na lâmina da turbina eólica em uso. Um dos dois braços diagonais do formato de X se estende entre um primeiro para de estruturas de reforço 9, 23, e o outro braço diagonal se estende entre um segundo par das estruturas de reforço 10, 22.
[091] Na Figura 4(b), que representa uma posição ao longo do comprimento da lâmina da turbina entre a da Figura 4(a) e a seção central, as porções de extremidade das duas estruturas de reforço remanescentes 11, 24 podem ser vistas.
[092] A Figura 4(c) representa a seção central da lâmina da turbina, a partir da qual pode ser observado que outra trama alongada e resiliente 26 tendo uma seção transversal longitudinal geralmente de formato em Z é providenciada, que se estende entre as duas estruturas de reforço 11, 24 na borda traseira 15 da lâmina. As duas bordas externas do formato em Z atuam como flanges para conectar a trama em formato de Z 26 às duas estruturas de reforço associadas 11, 24.
[093] Com referência à Figura 4(d), que consiste de um detalhe da vista em seção transversal da Figura 4(c), a estrutura de reforço 22 é ensanduichada entre o revestimento interno 18 e o revestimento externo 19, e as partes remanescentes da concha externa são formadas de uma camada de espuma estrutural 17, também ensanduichada entre os revestimentos interno e externo 18, 19. Os revestimentos são fabricados de GRP.
[094] A estrutura de reforço 22 apresenta a forma de uma pilha 27 de camadas de tiras compostas fibrosas e pultrudadas suportadas no interior de um canal com formato de U 28, que por sua vez é suportado em uma cunha alongada 29 de tal maneira que a base do canal 28 esteja em um ângulo agudo em relação ao revestimento externo 19 da concha. O canal 28 inclui um material que atua como um condutor de descargas elétricas em uso. Em outras modalidades de execução, o canal com formato de U 28 e a cunha 29 podem ser omitidos.
[095] A extremidade do braço da trama com formato de X é equipado com um flange 30 para direcionar a força de cisalhamento aplicada em toda a largura da estrutura de reforço 22 para a trama com formato de X 25.
[096] Será apreciado que a vista ampliada mostrada na Figura 4(d) se aplica igualmente a cada uma das seis estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24.
[097] A Figura 4(e) ilustra uma vista em seção transversal da lâmina entre a seção central representada na Figura 4(c) e a seção raiz 12, e pode ser observado que as estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24 no interior de cada meia-concha se encontram mais próximas umas das outras do que na seção central da lâmina, refletindo a curvatura das estruturas de reforço.
[098] Nas Figuras 4(a) a 4(e) pode ser observado que as estruturas de reforço 9, 10, 22 e 23 consistem de tampas de longarinas as quais, junto com as tramas de cisalhamento 25, formam a principal longarina estrutural da lâmina da turbina eólica. As estruturas de reforço 11 e 24 que se encontram localizadas na borda traseira enrijecem a lâmina da turbina eólica na região da borda traseira para proporcionar estabilidade contra empenamentos e, junto com a trama 26, formam uma longarina de borda traseira.
[099] Cada uma das pilhas 27 das estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24 possui formato cônico longitudinalmente em ambas as extremidades. Isto é obtido através da redução do número de camadas de tiras de fibras pultrudadas de cinco na região central a apenas uma única camada em cada extremidade. Este recurso encontra-se indicado nos desenhos, nos quais, nas Figuras 4(a) e 4(e), as respectivas pilhas 27 das estruturas de reforço 9, 10, 22, 23, 24 possuem apenas uma única camada, enquanto que as pilhas 27 no interior da seção central ilustrada na Figura 4(c) possui cinco camadas.
Igualmente, na Figura 4(b), as pilhas 27 das estruturas de reforço 9, 10, 22, 23 nas extremidades da trama com formato de X 25 possuem cinco camadas, enquanto que as pilhas 27 das estruturas de reforço 11, 24 nas extremidades da trama com formato de Z 26 possuem apenas uma única camada.
[0100] Este recurso permite que as estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24 adotem um perfil consistente com o perfil de espessura da concha externa da lâmina.
[0101] Esta característica encontra-se adicionalmente ilustrada na vista de seção transversal lateral da Figura 5, que mostra como a espessura da pilha 27 de cinco camadas 31 é cônica na direção da extremidade raiz 12 e da extremidade distal 32. Deve ser enfatizado que o desenho é meramente ilustrativo do arranjo cônico: na prática, a conicidade pode ser distribuída em uma grande parte do comprimento da estrutura de reforço.
[0102] Duas outras características da modalidade preferida de execução melhoram a suavidade da conicidade, de maneira a reduzir o impacto de estresses que poderiam surgir em função de descontinuidades no perfil da superfície da pilha 27. Primeiramente, cada uma das camadas 31 é chanfrada em ambas as extremidades de maneira e remover as extremidades de corte quadrado que são formadas durante o corte das tiras pultrudadas que formam as camadas 31. Em segundo lugar, a pilha 27 é coberta com uma camada de topo 33 formada a partir de uma tira composta fibrosa e pultrudada adicional tendo uma espessura menor do que a das camadas inferiores 31. Uma vez que a camada de topo 33 é mais fina do que as outras camadas 31, a mesma também é mais flexível e por essa razão também possui capacidade de dobrar em torno das extremidades anguladas chanfradas da pilha 27 no interior das regiões de extremidades cônicas para formar uma superfície superior relativamente suave.
[0103] Cada uma das camadas 31 no interior da pilha apresenta uma espessura de aproximadamente 4 mm, e a espessura da camada superior é de aproximadamente 1 mm.
[0104] As Figuras 6(a) a 6(c) consistem de vistas de seção transversal longitudinal mostrando três diferentes arranjos de tiras compostas fibrosas e pultrudadas, ou tiras de pultrusão 34 no interior das cinco camadas 31. Na Figura 6(a), cada camada 31 apresenta apenas uma única tira de pultrusão 34 no interior de cada camada. Na Figura 6(b), cada camada 31 é formada de um arranjo paralelo de três tiras de pultrusão 34 de igual largura colocadas juntas e lado a lado. Na Figura 6(c), cada camada 31 apresenta ou três ou quatro tiras de pultrusão 34 em um arranjo paralelo lado a lado, porém contendo tiras de pultrusão 34 de duas diferentes larguras.
[0105] Nas modalidades preferidas de execução, cada uma das tiras de pultrusão 34 localizadas no interior dos três arranjos acima descritos se estende no comprimento total da respectiva camada 31, embora possa ser benéfico em algumas modalidades de execução, que pelo menos algumas das camadas 31 incluam tiras 34 mais curtas que são arranjadas de extremidade a extremidade.
[0106] As Figuras 7(a) e 7(b) ilustram com mais detalhes a seção central e a seção raiz 12, respectivamente, da lâmina da turbina eólica mostrando a trama resiliente com formato de X 25. As estruturas de reforço não são mostradas nos desenhos, com o propósito da clareza. A trama é formada de duas metades geralmente com formato de V, 25a, 25b, e as extremidades inferiores de cada uma das metades 25a, 25b, como pode ser observado nos desenhos, é acoplada à metade inferior da concha externa com o auxílio de uma camada de adesivo (não mostrada), e as duas metades 25a, 25b da trama 25 são unidas em conjunto pelos parafusos 36.
[0107] A Figura 8 consiste de uma vista em seção transversal longitudinal ilustrando com mais detalhes a região da concha externa que inclui uma estrutura de reforço 22 no interior de um meio-molde 37 inferior. Durante a manufatura, o revestimento externo 19, na forma de um tecido de fibras secas, ou de uma pluralidade de tecidos de fibras secas superpostos e/ou sobrepostos, é primeiramente colocado na superfície do meio-molde 37, e cunhas alongadas 29 são então posicionadas no mencionado revestimento externo 19 ao longo das regiões curvilíneas nas quais as estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24 devem ser posicionadas. O revestimento interno, descrito mais abaixo, é também formado de um tecido de fibras secas, ou de uma pluralidade de tecidos de fibras secas superpostos e/ou sobrepostos. Os tecidos secos são, uma vez posicionados nos meios-moldes com outros componentes como descrito abaixo, impregnados com a resina fornecida ao interior dos meios-moldes, por exemplo, em um processo de infusão, tal como o processo descrito abaixo. Deve ser ressaltado que como alternativa, também mencionada abaixo, o revestimento interno e externo pode ser fornecido a partir de tecidos prepreg (fibra pré- impregnada), sendo que a resina é fornecida ao interior dos meios-moldes junto com o material de fibra dos tecidos.
[0108] As estruturas de reforço são posicionadas ao longo das respectivas superfícies superiores das cunhas 29. Isto pode ser obtido posicionando primeiramente o canal com formato de U 28 de cada estrutura de reforço ao longo da superfície superior da cunha 29 e então introduzindo a pilha 27 de tiras compostas fibrosas e pultrudadas no canal 28, ou alternativamente formando toda a estrutura de reforço do lado de fora do meio-molde 37 e então posicionando-a ao longo da superfície superior da cunha 29. Em cada um dos casos, a estrutura de reforço pode ser abaixada na posição na cunha 29 ou deslizada na posição ao longo da superfície da cunha 29.
[0109] A orientação das superfícies superiores das cunhas 29 é variada ao longo de seu comprimento na dependência da curvatura das regiões lineares, de maneira a reter as estruturas de reforço nas posições desejadas.
[0110] Uma camada de espuma estrutural 17 é então introduzida no interior do meio-molde 37 para preencher as regiões entre as estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24. O revestimento interno 18, na forma de um tecido de fibras secas, ou de uma pluralidade de tecidos de fibras secas superpostos e/ou sobrepostos, é então colocado sobre as superfícies superiores das estruturas de reforço, e a espuma estrutural 17 e os componentes são cobertos com uma bolsa hermética para formar uma câmara de evacuação que é subsequentemente evacuada e a resina introduzida, como descrito com mais detalhes abaixo.
[0111] Os componentes localizados no interior do meio- molde inferior 37 são então aquecidos e a resina com isto curada de maneira a formar a concha externa inferior da lâmina.
[0112] O revestimento interno 18 e o revestimento externo 19 são formados, nesta modalidade de execução, de uma camada de tecido de vidro biax, embora múltiplas camadas possam ser alternativamente utilizadas. Como mencionado acima, também seria possível omitir o canal com formato de U 28 e as cunhas alongadas 29, fazendo com que a pilha 27 seja formada e localizada diretamente no revestimento externo 19. Também seria possível posicionar a espuma estrutural 17 no revestimento externo 19 e então subsequentemente introduzir a pilha 28 no interior do molde 37.
[0113] Um meio-molde superior com uma concha externa é então posicionado acima do meio-molde inferior 37 de maneira a formar a concha externa completa da lâmina.
[0114] A Figura 9(a) ilustra a estrutura geral dos componentes da metade inferior da concha externa quando localizados no meio- molde inferior 37. Com referência à Figura 9(b), depois que o revestimento interno 18 foi colocado sobre a superfície das estruturas de reforço 22, 23 e da superfície superior da espuma estrutural 17, uma bolsa de vedação hermética (isto é, uma bolsa de vácuo) 38 é então acoplada ao molde de maneira a formar uma câmara de evacuação encapsulando todos os componentes, e então a câmara é evacuada com a utilização de uma bomba de vácuo 39. Com a bomba 39 ainda energizada, um suprimento de resina líquida 40 é conectado na câmara de maneira a infundir tanto os componentes como os espaços intersticiais entre os mesmos. Um processo de infusão correspondente é aplicado aos componentes da metade superior da concha externa. A mencionada bomba 39 continua a operar durante uma operação subsequente de moldagem, na qual o molde é aquecido de maneira a curar a resina, embora durante o processo de cura a intensidade da despressurização possa ser diminuída.
[0115] A trama com formato de X 25 e a trama com formato de Z 26 são então fixadas com a utilização de um adesivo ao revestimento interno 18 imediatamente acima das estruturas de reforço 22, 23, 24 no interior do meio-molde inferior 37, e as extremidades livres superiores das tramas 25, 26 são pintadas com respectivas camadas de adesivos.
[0116] O meio-molde superior é então pivotado para a posição acima do meio-molde inferior 37, e os dois meios-moldes são conectados em conjunto. Isto faz com que as estruturas de reforço 9, 10, 11 no interior do meio-molde superior colem nas extremidades livres superiores das tramas 25, 26. A natureza resiliente das tramas, 25, 26 provoca o surgimento de uma força de polarização das tramas 25, 26 contra as estruturas de reforço superiores 9, 10, 11 de maneira a assegurar uma boa adesão. A borda dianteira da lâmina é formada ao longo das bordas dianteiras dos respectivos meios-moldes, e a borda da lâmina é formada ao longo das bordas traseiras dos respectivos meios-moldes.
[0117] O molde é então aberto, e a lâmina da turbina finalizada é retirada do molde.
[0118] As Figuras 10(a) a 10(f) mostram ilustrações em seção transversal de modalidades de execução alternativas de lâminas de turbinas eólicas nas quais cada uma das tramas 41, 42, 43 possui uma seção transversal com formato de I, as quais, em combinação com as estruturas de reforço associadas, resultam em uma construção de viga em I. Uma vez que cada uma das tramas é equipada com um flange 30 em cada extremidade, estas podem ser alternativamente consideradas como tramas com seção C, sendo que os braços do formato em C constituem os flanges 30.
[0119] Nas Figuras 10(a) a 10(c), existem apenas quatro estruturas de reforço 9, 10, 22, 23. A Figura 10(a) representa uma vista em seção transversal próxima da ponta da lâmina, a Figura 10(b) uma vista em seção transversal a meio caminho ao longo da lâmina, e a Figura 10(c) uma vista em seção transversal próxima da extremidade raiz, nas quais pode ser observado que a espessura da estrutura de reforço 9, 10, 22, 23 é cônica. Como pode ser observado a partir dos desenhos, as estruturas de reforço no interior de cada meia-concha estão mais próximas perto da ponta da lâmina.
[0120] Nas Figuras 10(a) a 10(f), existem seis estruturas de reforço 9, 10, 11, 22, 23, 24, e uma respectiva trama com formato de I, 41, 42, 43 conectando cada par de estruturas opostas 9, 19; 10, 23; e 11, 24. A Figura 10(d) representa uma vista em seção transversal próxima da ponta da lâmina, a Figura 10(e) uma vista em seção transversal a meio caminho ao longo da lâmina, e a Figura 10(f) uma vista em seção transversal próxima da extremidade raiz nas quais novamente pode ser observado que a espessura da estrutura de reforço 9, 10, 22, 23, é cônica.
[0121] As Figuras 11(a) e 11(b) ilustram duas outras formas de uma trama. Na Figura 11(a), a trama 44 apresenta uma seção transversal em formato de X na qual as duas diagonais são dobradas na interseção 45, de tal maneira que as bordas superiores divirjam em um ângulo α que é maior do que o ângulo β entre as duas bordas inferiores. Uma vantagem deste arranjo reside no fato de que o ângulo amplo superior possibilita uma flexibilidade adicional quando os dois meios-moldes são fechados, enquanto que as bordas inferiores servem meramente para fechar o espaço entre as duas conchas. Na Figura 11(b), as duas bordas inferiores foram combinadas em uma única borda, resultando em uma trama 46 com seção transversal em formato de Y. Uma trama deste tipo pode substituir as tramas com formato de X e/ou com formato de Z descritas acima.
[0122] Com referência à Figura 12, o método acima descrito pode ser resumido como compreendendo uma etapa 47 de colocação da superfície de suporte no interior do meio-molde inferior 37, uma etapa 48 de introdução de estruturas de reforço 9 no interior do meio-molde inferior 37 e uma etapa 49 de deslizamento das estruturas de reforço 9 ao longo da superfície da cunha 29 para as respectivas posições desejadas.
[0123] A Figura 13 ilustra um método alternativo, no qual as tiras pultrudadas 34 são colocadas em um molde em separado, equipado com um canal de formato em U 28, do lado de fora do meio-molde principal 50, junto com uma matriz (resina ou adesivo) que é pré-curada de tal maneira que a pilha 27 seja formada em um molde em separado 28. A pilha 27 pré-curada é então colocada no meio-molde principal 50 para um processo de infusão de resina junto com outros membros estruturais.
[0124] Com referência à Figura 14, este método pode ser resumido como compreendendo as seguintes etapas: (a) formação de uma pilha de camadas fibrosas 51; (b) pré-cura da pilha de camadas fibrosas em um primeiro molde 52; (c) introdução da pilha pré-curada em um segundo molde 53; e (d) integração da pilha e de outros elementos estruturais em conjunto no interior do segundo molde 54. Em algumas modalidades de execução, a pilha pode ser parcialmente curada no primeiro molde e então totalmente curada no segundo molde. Em outras modalidades de execução a pilha pode ser totalmente curada no primeiro molde e integrada como tal com outros elementos estruturais no segundo molde no qual alguns dos outros elementos estruturais são curados.
[0125] As Figuras 15(a) a 15(c) ilustram esquematicamente uma outra modalidade preferida de execução, que pode ser combinada com qualquer uma das modalidades de execução acima descritas. Com o propósito de melhorar a clareza, os elementos não foram desenhados em escala. Em cada meia-concha 8 encontram-se providenciadas malhas interna e externa pré-curadas 55, 56 formadas de tecido de vidro e resina pré-curada, e estas encontram-se posicionadas entre os respectivos revestimentos interno e externo 18, 19 e as estruturas de reforço inferiores 9, 10. As malhas 55, 56 se estendem sobre as regiões nas quais as estruturas de reforço inferiores 9, 10 tocam o material de núcleo 17. Na região da ponta da lâmina 13, as duas estruturas de reforço 9, 10 são proximamente separadas, como ilustrado na vista em seção transversal da Figura 15(a) tomada ao longo da linha A – A' da Figura 15(c). Neste caso, cada uma das malhas interna e externa 55, 56 se estende através de ambas as estruturas de reforço inferiores 9, 10, de maneira a cobrir todas as quatro regiões de transição entre a estrutura de reforço 9, 10 e o material de núcleo 17. No entanto, na região da seção raiz 12 da lâmina, as duas estruturas de reforço 9, 10 estão mais afastadas, como ilustrado na vista em seção transversal da Figura 15(b) tomada ao longo da linha B – B' da Figura 15(c). Neste caso, cada uma das malhas interna e externa 55, 56 se estende através de apenas uma respectiva das estruturas de reforço inferiores 9, 10, de maneira a cobrir apenas as duas regiões de transição entre a respectiva estrutura de reforço, por exemplo 9, e o material de núcleo adjacente 17.
[0126] A função das malhas interna e externa 55, 56 é a de prevenir que os revestimentos interno e externo 17, 18 sofram os efeitos do enrugamento motivados por: (a) espaços entre as estruturas de reforço inferiores 9, 10 e o material de núcleo adjacente 17; e (b) quaisquer diferenças leves entre a espessura das estruturas de reforço inferiores 9, 10 e da espessura do material de núcleo 17.
[0127] A Figura 15(c) representa uma vista plana deste arranjo, a partir do qual pode ser observado que as malhas 55, 56 formam um formato V aproximado. As linhas externas das estruturas de reforço 9, 10 encontram-se ensanduichadas entre as malhas interna e externa 55, 56, como ilustrado no desenho pela linha tracejada. As bordas laterais das malhas interna e externa 55, 56 se estendem por aproximadamente 20 mm sobre o material de núcleo inferior. Também seria possível utilizar uma única malha pré-curada 55 localizada abaixo das estruturas de reforço 9, 10 e do material de núcleo 17. No entanto, na prática é benéfico para a deposição que, por exemplo, as camadas internas e externas 17, 18 das estruturas de reforço 9, 10 e da espuma 17, sejam simétricas em torno de um ponto central do plano da deposição.
[0128] Deverá ser entendido que numerosas variações nas modalidades de execução acima descritas podem ser realizadas sem desviar do escopo da presente invenção, que é definida apenas pelas reivindicações seguintes. Por exemplo, embora na modalidade preferida de execução existam seis estruturas de reforço e ambas uma trama com formato de X e uma trama com formato de Z, modalidades de execução alternativas podem compreender apenas quatro estruturas de reforço e uma única trama com formato de X.
[0129] Em outro exemplo, ao contrário da utilização do método de infusão de resina para a manufatura da lâmina descrita acima com referência à Figura 9(b), fibras que são pré-impregnadas com resina (ou seja, fibras "pre-preg") podem ser utilizadas para os revestimentos interno e externo, em cujo caso não será necessário infundir resina na construção da concha. Neste arranjo, camadas de filmes adesivos podem ser providenciadas entre as camadas individuais da pilha para que as mesmas colem em conjunto quando a estrutura é curada.
16/06/2014 15:59 NPWB 0000221404537583 BR 11 2014 014708 6 Protocolo Número Código QR
INSTITUTO NACIONAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL Diretoria de Patentes Sistema e-Patentes/Depósito Tipo de Documento: Página: Recibo de Peticionamento Eletrônico DIRPA 1/2 Título do Documento: Código: Versão: RECIBO 01 Recibo Modo: DIRPA-FQ003 - PCT Entrada Na Fase Nacional Produção O Instituto Nacional da Propriedade Industrial informa: Este é um documento acusando o recebimento de sua petição conforme especificado abaixo: Dados do INPI: Número de processo: BR 11 2014 014708 6 Número da GRU principal: 00.000.2.2.14.0453758.3 (serviço 200) Número do protocolo: 860140095654 Data do protocolo: 16 de Junho de 2014, 15:59 (BRT) Número de referência do envio: 42875 Dados do requerente ou interessado: Tipo de formulário enviado: DIRPA-FQ003 v.004 Referência interna: 200-VESTAS WIND-7583 Primeiro requerente ou interessado: VESTAS WIND SYSTEMS A/S CNPJ do primeiro requerente ou interessado: Não informado Número de requerentes ou interessados: 1 Título do pedido: "LÂMINAS DE TURBINAS EÓLICAS E MÉTODO DE MANUFATURA" Arquivos enviados: Número de Arquivo enviado Documento representado pelo arquivo páginas [package-data.xml] Arquivo com informações do pacote em XML --- [brf103-request.xml] Formulário PCT de entrada na fase nacional em XML --- [application-body.xml] Arquivo com dados do corpo do conteúdo patentário em XML --- [brf103-request.pdf] Formulário PCT de entrada na fase nacional em PDF DOC PriorityDocumentGB 050458 Documento de prioridade em formato eletrônico PDF
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Claims (29)

REIVINDICAÇÕES
1. LÂMINA DE TURBINA EÓLICA, caracterizada pelo fato de apresentar construção geralmente oca e de ser formada de uma primeira e uma segunda meias-conchas opostas; cada meia-concha compreendendo um revestimento interno e um revestimento externo e uma primeira e uma segunda estruturas de reforço alongadas localizadas entre os revestimentos interno e externo; cada uma das estruturas de reforço se estendendo ao longo da direção do comprimento da lâmina e compreendendo uma pilha de camadas; cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície da lâmina; cada camada se estendendo através de uma largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento da lâmina e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira fibrosa composta pultrudada e pré-curada; cada meia-concha também compreendendo um material de núcleo localizado entre os revestimentos interno e externo e se estendendo: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira da lâmina; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira da lâmina; a lâmina da turbina eólica também compreendendo uma malha alongada se estendendo pelo menos entre uma das estruturas de reforço da primeira meia-concha e pelo menos uma das estruturas de reforço da segunda meia-concha.
2. LÂMINA de acordo com a reivindicação 1,
caracterizada pelo fato de que as estruturas de reforço alongadas e o material de núcleo definem bordas de contato que são substancialmente perpendiculares à superfície da lâmina da turbina eólica.
3. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1 ou 2, caracterizada pelo fato de também compreender, no interior de cada meia-concha, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento externo e pelo menos uma das estruturas de reforço alongadas.
4. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato de também compreender, no interior de cada meia-concha, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento interno e pelo menos uma das estruturas de reforço alongadas.
5. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato de também compreender, no interior de cada meia-concha, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento externo e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material de núcleo.
6. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada pelo fato de também compreender, no interior de cada meia-concha, uma malha pré-curada localizada entre o revestimento interno e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material de núcleo.
7. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que cada malha pré-curada é formada de tecido de vidro e resina pré-curada.
8. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que as camadas apresentam diferentes comprimentos de tal maneira que a espessura da pilha seja cônica na direção de pelo menos uma extremidade.
9. LÂMINA de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das duas extremidades de cada camada é chanfrada.
10. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que cada camada compreende uma única tira composta fibrosa e pultrudada se estendendo através de toda a largura da camada.
11. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que cada camada compreende uma pluralidade de tiras compostas fibrosas e pultrudadas.
12. LÂMINA de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de tiras compostas fibrosas e pultrudadas compreende uma configuração paralela de fibras no interior das camadas.
13. LÂMINA de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que as bordas longitudinais das tiras no interior de cada camada da pilha são alinhadas com as bordas das tiras nas outras camadas.
14. LÂMINA de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que as bordas longitudinais internas das tiras no interior de cada camada da pilha são escalonadas em relação às bordas longitudinais internas das tiras no interior da ou de cada camada adjacente.
15. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 11, 12, 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de tiras compostas fibrosas e pultrudadas compreende uma pluralidade de tiras arranjadas de extremidade a extremidade.
16. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que a pilha também compreende uma camada de cobertura se estendendo no comprimento total da pilha.
17. LÂMINA de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a espessura da camada de cobertura é substancialmente menor do que a espessura das outras camadas no interior da pilha.
18. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que as tiras compostas fibrosas e pultrudadas são formadas de fibras selecionadas de: fibras de carbono; fibras de vidro; fibras de aramida; e fibras naturais, incluindo fibras de madeira e fibras orgânicas.
19. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ou 18, caracterizada pelo fato de também compreender um elemento de suporte alongado para suportar a pilha de camadas.
20. LÂMINA de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o elemento de suporte compreende um canal de seção transversal geralmente com formato de U, e no qual a pilha de camadas é suportada no interior do canal.
21. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 19 ou 20, caracterizada pelo fato de que o elemento de suporte é fabricado de um material plástico reforçado com vidro (GRP).
22. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 ou 21, caracterizada pelo fato de que a trama é formada de um material resiliente.
23. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ou 22, caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um canal alongado de seção transversal geralmente com formato de U, no qual uma estrutura de reforço alongada pode ser suportada.
24. LÂMINA de acordo com qualquer reivindicação precedente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ou 23, caracterizada pelo fato de que os revestimentos interno e externo se estendem substancialmente ininterruptos através do material do núcleo e das estruturas de reforço.
25. MÉTODO DE MANUFATURA DE UMA LÂMINA DE TURBINA EÓLICA de construção geralmente oca e formada de uma primeira e uma segunda meias-conchas opostas, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: construção de cada meia-concha a partir de um revestimento interno e um revestimento externo; posicionamento da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas no revestimento externo de maneira a se estender ao longo da direção do comprimento da lâmina; cada estrutura de reforço compreendendo uma pilha de camadas, cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície da lâmina: cada camada se estendendo através da largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento da lâmina e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira composta fibrosa e pultrudada curada; colocação no interior de cada meia-concha do material de núcleo no revestimento externo de maneira a se estender: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira da lâmina; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira da lâmina;
colocação do revestimento interno na superfície superior da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas e do material de núcleo; e colocação de uma trama alongada de maneira a se estender entre pelo menos uma das estruturas de reforço na primeira meia- concha e pelo menos uma das estruturas de reforço na segunda meia-concha.
26. MÉTODO DE MANUFATURA DE UMA LÂMINA DE TURBINA EÓLICA de construção geralmente oca e compreendendo uma primeira e uma segunda meias-conchas, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: colocação, em cada um de um primeiro e segundo meio- molde alongado, de um ou mais tecidos de fibra para os respectivos revestimentos externos; posicionamento, em cada um do primeiro e segundo meios-moldes alongados, de uma primeira e segunda estruturas de reforço alongadas nos tecidos de fibra para os revestimentos externos, de maneira a se estenderem ao longo da direção do comprimento dos respectivos meios-moldes; cada estrutura de reforço compreendendo uma pilha de camadas, cada pilha tendo uma espessura que se estende em uma direção substancialmente perpendicular à superfície do respectivo meio-molde; cada camada se estendendo através da largura da respectiva pilha, a largura sendo perpendicular à direção do comprimento do respectivo meio-molde e perpendicular à espessura da pilha, e cada camada compreendendo pelo menos uma tira composta fibrosa e pultrudada pré-curada; colocação no interior de cada respectivo meio-molde do material do núcleo nos tecidos de fibra para o revestimento externo de maneira a se estender: (a) entre a primeira e a segunda estruturas de reforço alongadas; (b) da primeira estrutura de reforço alongada na direção de uma borda dianteira do respectivo meio-molde; e (c) da segunda estrutura de reforço alongada na direção de uma borda traseira do respectivo meio-molde; colocação, em cada um de um primeiro e segundo meio- molde alongado, nas superfícies superiores da primeira e segunda estruturas de reforço alongadas e do material do núcleo, de um ou mais tecidos de fibra para os respectivos revestimentos internos; fornecimento da resina no interior do primeiro e segundo meios-moldes; e subsequentemente, cura da resina de maneira a formar a primeira e a segunda meias-conchas.
27. MÉTODO de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreender subsequentemente a colocação de uma trama alongada em um dos meios-moldes; e o pivotamento do primeiro meio-molde em uma posição acima do segundo meio-molde, de maneira que a trama alongada se estenda entre pelo menos uma das estruturas de reforço na primeira meia-concha e pelo menos uma das estruturas de reforço na segunda meia-concha.
28. MÉTODO de acordo com qualquer reivindicação precedente 26 ou 27, caracterizado pelo fato de também compreender a colocação, no interior de pelo menos um dos meios-moldes, de uma malha pré- curada entre o revestimento externo e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material do núcleo.
29. MÉTODO de acordo com qualquer reivindicação precedente 26, 27 ou 28, caracterizado pelo fato de também compreender a colocação no interior de pelo menos um dos meios-moldes, de uma malha pré- curada localizada entre o revestimento interno e uma região de contato de uma das estruturas de reforço alongadas e do material de núcleo.
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