BR112016001551B1

BR112016001551B1 - Pá de turbina eólica tendo uma linha de ligação adjacente a um painel sanduíche da pá

Info

Publication number: BR112016001551B1
Application number: BR112016001551-7A
Authority: BR
Inventors: Jesper Hasselbalch Garm
Original assignee: Lm Wp Patent Holding A/S
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2022-11-29
Also published as: WO2015014692A1; MX365406B; CA2919083C; CN105431630A; PL3027893T3; US20160168997A1; MX2016000656A; DK3027893T3; ES2652673T3; EP3027893B1; CA2919083A1; EP3027893A1; BR112016001551A2; CN105431630B; US9739260B2

Abstract

?PÁ DE TURBINA EÓLICA TENDO UMA LINHA DE LIGAÇÃO ADJACENTE A UM PAINEL SANDUÍCHE DA PÁ? Uma pá de turbina eólica e um método associado de fabricação são descritos, em que uma linha de ligação estrutural da pá é posicionada para ser adjacente a uma construção de painel sanduíche da pá. Ao localizar a linha de ligação estrutural aninhada a uma região sanduíche da pá, a força de flambagem da articulação é melhorada, e o risco de início da fissura na junta adesiva é reduzido consideravelmente. Isto permite uma redução na quantidade de adesivo estrutural usado na pá, e/ou uma redução na quantidade de material do núcleo, que é necessário no painel sanduíche para manter a rigidez da pá necessária. Uma vantagem particular é fornecida na região da borda de fuga da pá, em que a junta estrutural realocada reduz consideravelmente o risco de deformação no lado da borda de fuga da pá. Para uma junta de borda de fuga estrutural realocada, um selante ou adesivo simples não-estrutural pode ser aplicado na borda de fuga real da pá, para selar qualquer cavidade formada entre a junta da borda de fuga estrutural e as extremidades da borda de (...).

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a uma pá de turbina eólica, em particular, uma pá de turbina eólica possuindo uma linha de ligação estrutural disposta adjacente a um painel sanduíche da pá.

Antecedentes da invenção

[0002] Pás de turbina eólica são geralmente construídas pela formação da primeira e segunda coberturas de pá por amontoar e subsequente infundir com resina de material de fibra, por exemplo, fibra de vidro e/ou fibra de carbono, em um molde com a forma adequada. As coberturas de pá, que são geralmente moldadas de modo a formar perfis laterais de pressão e de sucção complementares de uma pá de turbina eólica, em seguida, podem ser unidas em conjunto ao longo das bordas conducente e de fuga das coberturas para formar uma pá de turbina eólica, através da aplicação de um adesivo estrutural entre as bordas das coberturas.

[0003] Uma das técnicas de construção conhecidas para pás de turbinas eólicas é a utilização de construções de painel sanduíche no corpo da pá. Em tais pás, a cobertura da pá de turbina eólica compreende seções em que um material de núcleo leve, por exemplo, madeira de balsa ou espuma está localizado entre as camadas internas e externas do material reforçado com fibras. A utilização de tal construção proporciona uma estrutura relativamente barata e leve possuindo maior rigidez e resistência à deformação, em comparação com uma cobertura formada a partir de material reforçado com fibra isolado.

[0004] Um dos desafios contínuos na fabricação da pá da turbina eólica é o desenvolvimento de pás de turbinas eólicas com um aumento da resistência à deformação da pá, em particular, entre as bandas de cisalhamento da pá e a borda de fuga da pá. Sistemas propostos incluem melhorar a colocação do adesivo estrutural na borda de fuga da pá, para proporcionar uma ligação relativamente forte entre as coberturas da pá. No entanto, tais soluções podem resultar em um aumento da quantidade de adesivo estrutural usado na pá, que pode, por conseguinte, aumentar o custo e o peso da pá final. A patente US 8.047.800 descreve uma solução em que um excesso de adesivo estrutural é aplicado entre as bordas de fuga de um par de coberturas de pá, mas que requer a utilização de uma ferramenta especial para extrair o excesso de adesivo através da abertura da borda de fuga entre as coberturas de pá antes da cura.

[0005] WO 2010/023140 A1 divulga uma pá de turbina eólica formada a partir de um invólucro de lâmina do lado da pressão e um invólucro do lado da sucção unidos para formar um corpo de lâmina tendo um perfil de aerofólio com uma borda dianteira e uma borda posterior. Em uma modalidade, uma ligação estrutural é formada entre as duas conchas em uma posição, que é espaçada do bordo de ataque e do bordo de fuga da pá do gerador eólico.

[0006] O documento US 2012/141282 A1 divulga uma pá de turbina eólica em que um elemento de reforço cônico é fixado entre um invólucro do lado da sucção e um invólucro do lado da pressão da pá do gerador eólico.

[0007] É um objetivo da invenção fornecer uma pá de turbina eólica com ligação estrutural melhorada, e um método associado de fabricação.

Descrição Resumida da Invenção

[0008] Por conseguinte, proporciona-se uma pá de turbina eólica formada a partir de uma cobertura de pá do lado da pressão e uma cobertura da pá do lado de sução ligadas para formar um corpo de pá que tem um perfil de aerofólio com uma borda conducente e uma borda de fuga, a referida pá compreendendo pelo menos uma construção de painel em sanduíche nas referidas coberturas de pá, em que um núcleo é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior das referidas coberturas de pá, em que uma linha de ligação estrutural está disposta adjacente à referida pelo menos uma construção de painel sanduíche para se juntar a uma porção da referida cobertura de pá do lado da pressão e uma porção da referida cobertura da pá do lado da sucção, em que a referida linha de ligação estrutural está espaçada a partir da borda conducente e a borda de fuga da pá de turbina eólica.

[0009] Através da disposição da linha de ligação estrutural adjacente ao painel sanduíche da pá, a força de flambagem da estrutura de pá é aumentada, conforme as forças experimentadas pela linha de ligação são diretamente transferidas para o painel sanduíche relativamente rígido, que reduz a possibilidade de início da fissura nas juntas adesivas da linha de ligação entre as coberturas de pá. Além disso, como o adesivo é fornecido diretamente adjacente ao painel sanduíche, a eficácia da ligação entre as coberturas é aumentada, o que significa que é necessário menos adesivo na construção da pá. De um modo preferido, nenhum adesivo estrutural é fornecido às bordas conducentes e/ou de fuga da pá, conforme as linhas de ligação estruturais entre as coberturas de pás são movidas para posições mais eficazes, adjacentes a, ou entre as construções de painel sanduíche.

[0010] Deve ser entendido que a referida pelo menos uma construção de painel sanduíche compreende um núcleo disposto entre camadas de material de superfície de uma cobertura da pá de turbina eólica. Por exemplo, a construção de painel sanduíche não compreende uma teia de cisalhamento ou elemento estrutural da caixa de longarina. De preferência, a linha de ligação estrutural compreende uma linha de ligação adesiva. Deve ser entendido que a linha de ligação estrutural compreende de preferência apenas um adesivo disposto entre as coberturas de pá, e não compreende inserções estruturais adicionais.

[0011] Preferencialmente, a referida linha de ligação estrutural está disposta entre um par de construções de painel sanduíche para juntar a referida cobertura de pá do lado de pressão à referida cobertura da pá do lado de sucção.

[0012] De preferência, proporciona-se uma pá de turbina eólica formada a partir de uma cobertura de pá do lado de pressão e uma cobertura da pá do lado de sucção ligadas para formar um corpo de pá que tem um perfil de aerofólio com uma borda conducente e uma borda de fuga, a referida pá compreendendo pelo menos uma construção de painel sanduíche de borda de fuga nas referidas coberturas de pá, em que um núcleo é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior das referidas coberturas de pá, a referida construção de painel sanduíche de borda de fuga localizada no lado de borda posterior da pá de turbina eólica, em que uma linha de ligação de borda de fuga estrutural está disposta adjacente à referida pelo menos uma construção de painel sanduíche da borda de fuga para se juntar à referida cobertura da pá do lado de pressão e a referida cobertura de pá do lado de sucção, a referida linha da borda de fuga estrutural afastada da borda de fuga real da pá de turbina eólica.

[0013] Ao posicionar a linha de ligação estrutural para a borda de fuga da pá adjacente a um painel sanduíche da pá, as forças de flexão são mais facilmente absorvidas na pelo menos uma estrutura de sanduíche da cobertura da pá. Como resultado, o painel sanduíche da borda de fuga da pá de turbina eólica tem um suporte de borda mais rígido na região de borda de fuga. Isso pode resultar em economias no material do núcleo usado, como painéis sanduíche mais finos são obrigados a fornecer a mesma estabilidade de flambagem, que prevê pás de turbinas eólicas que são mais leves e custam menos para fabricar. Testes mostraram que uma redução de 25% na quantidade de material de núcleo usado é possível com a configuração acima.

[0014] Por outro lado, mover a linha de ligação estrutural distante a partir da borda de fuga da pá, uma redução na quantidade de adesivo utilizada é possível, conforme o adesivo adicional não é desperdiçado na região da borda de fuga, onde a eficiência estrutural da linha de ligação é comparativamente pior.

[0015] De um modo preferido, a referida cobertura de pá do lado da pressão compreende uma construção de painel sanduíche de borda de fuga lateral de pressão e a referida cobertura de pá do lado de sucção compreende uma construção de painel sanduíche de borda de fuga do lado de sucção, e em que a referida linha de ligação de borda de fuga estrutural está disposta entre, pelo menos, uma porção das referidas construções de painel sanduíche de borda de fuga do lado de sucção e borda de pressão.

[0016] Ao proporcionar a linha de ligações estruturais entre ambas as construções de sanduíche lateral de pressão e de sucção, as forças de flexão na borda de fuga da pá são facilmente distribuídas nos elementos estruturais de ambas as coberturas laterais de pressão e de sucção.

[0017] A referida pelo menos uma construção de painel sanduíche é disposta de modo a proporcionar superfícies de ligação paralelas entre a referida cobertura de pá do lado de pressão e a referida cobertura de pá do lado de sucção, em que a referida linha de ligação de borda de fuga estrutural está disposta entre as referidas superfícies de ligação paralelas.

[0018] Ao fornecer a linha de ligação estrutural em uma área que tem superfícies de ligação paralelas, a ligação estrutural entre as coberturas de pá é de uma qualidade melhor do que uma ligação comparável entre superfícies de ligação não paralelas. Testes mostraram que a Taxa de Liberação de Energia (ERR) de uma linha de ligação disposta entre superfícies paralelas é 20% menor do que a ERR para uma ligação semelhante entre as superfícies não-paralelas na borda de fuga de uma pá. Essa redução na ERR resulta em uma ligação tendo possibilidade reduzida de falha ou rachaduras na interface de ligação.

[0019] A referida pelo menos uma construção de painel sanduíche compreende um núcleo que tem uma porção de extremidade cônica, de preferência, disposta no lado da borda de fuga do referido núcleo, em que a referida linha de ligação estrutural está disposta adjacente à referida porção de extremidade cônica do referido núcleo.

[0020] De preferência, a pá de turbina eólica compreende ainda um vedante não estrutural fornecido na borda de fuga real da pá, entre as extremidades opostas da borda final das coberturas laterais de pressão e de sucção.

[0021] De um modo preferido, um vedante simples pode ser usado, por exemplo, uma camada de material vedante Sikaflex.

[0022] Preferencialmente, o referido vedante não estrutural compreende uma fina camada de adesivo.

[0023] Em outra modalidade, a pá de turbina eólica compreende um elemento de reflexão ou marcador fornecido adjacente à referida linha de ligação de borda de fuga estrutura, de modo que o referido elemento de reflexão ou marcador está disposto para medir a espessura da referida linha de ligação de borda de fuga estrutural usando um procedimento de ensaio não destrutivo, por exemplo, uma técnica de escaneamento baseada magneticamente.

[0024] É ainda proporcionada uma turbina eólica possuindo pelo menos uma pá de turbina eólica tal como descrita acima.

[0025] É ainda proporcionado um método de fabricação de uma parte da pá de turbina eólica, compreendendo: proporcionar um primeiro componente de pá tendo uma construção de painel sanduíche no referido primeiro componente de pá, em que um núcleo é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior do referido primeiro componente de pá, proporcionar um segundo componente de pá, aplicar um adesivo estrutural a pelo menos um dos referidos primeiro e segundo componentes de pá; unir o referido primeiro e segundo componentes de pá de forma que o referido adesivo estrutural está disposto adjacente a pelo menos uma porção da construção de painel sanduíche do referido primeiro componente de pá; e curar o referido adesivo estrutural de modo a formar uma parte de uma pá de turbina eólica, em que o adesivo curado forma uma linha de ligação estrutural que é disposta adjacente à referida, pelo menos uma construção de painel sanduíche para aderir ao referido primeiro componente da pá e ao referido segundo componente de pá, em que a referida linha de ligação estrutural está espaçada da borda conducente e da borda de fuga da pá de turbina eólica.

[0026] De preferência, o método compreende a etapa de proporcionar um segundo componente de pá tendo uma construção de painel sanduíche no referido segundo componente de pá, em que um núcleo é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior do referido segundo componente de pá, e em que o referido adesivo estrutural é aplicado a pelo menos um dos referidos primeiro e segundo componentes de pá adjacentes a pelo menos uma porção da construção de painel sanduíche.

[0027] De preferência, a referida etapa de unir compreende unir o referido primeiro e segundo componentes de pá de forma que o referido adesivo estrutural está disposto entre pelo menos uma porção das construções de painel sanduíche dos referidos primeiro e segundo componentes de pá.

[0028] Preferencialmente, o referido primeiro e segundo componentes de pá compreendem coberturas de pá de turbina eólica.

Descrição da Invenção

[0029] Modalidades da invenção serão agora descritas, por meio apenas de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0030] Fig. 1 mostra uma turbina eólica;

[0031] Fig. 2 mostra uma vista esquemática de uma pá de turbina eólica de acordo com a invenção;

[0032] Fig. 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio da pá da Fig. 2;

[0033] Fig. 4 mostra uma vista esquemática da pá de turbina eólica da Fig. 2, vista de cima e de lado;

[0034] Fig. 5 ilustra uma vista em corte transversal de uma pá de turbina eólica possuindo uma construção de painel sanduíche;

[0035] Fig. 6 ilustra uma vista ampliada de uma ligação estrutural da borda de fuga do estado da técnica de uma pá de turbina eólica; e

[0036] Figo. 7 ilustra uma vista ampliada de uma ligação estrutural da borda de fuga de uma pá de turbina eólica de acordo com a invenção.

[0037] Deve ser entendido que os elementos comuns às diferentes modalidades da invenção foram fornecidos com os mesmos números de referência nas figuras.

[0038] Fig. 1 ilustra uma turbina eólica contra o vento moderna convencional 2 de acordo com o chamado "conceito Dinamarquês" com uma torre 4, uma nacela 6 e um rotor com um eixo de rotor essencialmente horizontal. O rotor inclui um cubo 8 e três pás 10 que se estendem radialmente a partir do cubo 8, tendo cada uma, uma origem de pá 16 mais próxima do cubo e uma ponta da pá 14 mais afastada do cubo 8. O rotor tem um raio indicado R.

[0039] Fig. 2 mostra uma vista esquemática de uma pá de turbina eólica 10. A pá de turbina eólica 10 tem a forma de uma pá de turbina eólica convencional e compreende uma região de raiz 30 mais próxima do cubo, uma região perfilada ou de aerofólio 34 mais afastada do cubo e uma região de transição 32 entre a região da origem 30 e a região de aerofólio 34. A pá 10 compreende uma borda conducente 18 de frente para a direção de rotação da pá 10, quando a pá é montada no cubo, e uma borda de fuga 20 de frente para a direção oposta da borda principal 18.

[0040] A região de aerofólio 34 (também chamada de região perfilada) tem uma forma de pá ideal ou quase ideal no que diz respeito à geração de elevação, enquanto que a região de origem 30, devido a considerações estruturais tem uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica, que, por exemplo, faz com que seja mais fácil e mais seguro para montar a pá 10 ao cubo. O diâmetro (ou corda) da região de origem 30 é tipicamente constante ao longo de toda a área de origem 30. A região de transição 32 tem um perfil de transição mudando gradualmente a partir da forma circular ou elíptica 40 da região de origem 30 do perfil de aerofólio 50 da região de aerofólio 34. O comprimento da corda da região de transição 32, tipicamente substancialmente aumenta linearmente com o aumento da distância a partir do cubo.

[0041] A região de aerofólio 34 tem um perfil de aerofólio 50 com uma corda que se estende entre a borda conducente 18 e a borda de fuga 20 da pá 10. A largura da corda diminui com o aumento da distância r a partir do cubo.

[0042] Deve notar-se que as cordas de diferentes seções da pá normalmente não se encontram num plano comum, uma vez que a pá pode estar torcida e/ou curva (isto é, pré-dobrada), proporcionando, assim, o plano de acorde com um curso correspondentemente torcido e/ou curvo, sendo este o caso mais frequente, a fim de compensar a velocidade local da pá sendo dependente do raio a partir do centro.

[0043] Fig. 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio 50 de uma pá típica de uma turbina eólica representada com os vários parâmetros, os quais são tipicamente utilizados para definir a forma geométrica de um aerofólio. O perfil de aerofólio 50 tem um lado de pressão 52 e um lado de sucção 54, que durante a sua utilização - isto é, durante a rotação do rotor - normalmente virada para o barlavento (ou contra o vento) e do lado de sotavento (ou a favor do vento) lateral, respectivamente. O aerofólio 50 tem uma corda 60 com um comprimento de corda c que se estende entre uma borda conducente 56 e uma borda de fuga 58 da pá. O aerofólio 50 tem uma espessura t, que é definida como a distância entre o lado de pressão 52 e o lado de sucção 54. A espessura f do aerofólio varia ao longo da corda 60. O desvio de um perfil simétrico é dado por uma linha de curvatura 62, que é uma linha mediana através do perfil de aerofólio 50. A linha mediana pode ser encontrada selecionando círculos inscritos a partir da borda conducente 56 para a borda de fuga 58. A linha mediana segue os centros desses círculos inscritos, e o desvio ou distância da corda 60 é chamado de curvatura f. A assimetria também pode ser definida pela utilização de parâmetros chamados de curvatura superior (ou lado de sução da curvatura) e curvatura inferior (ou a curvatura do lado de pressão), as quais são definidas como as distâncias a partir da corda 60 e o lado de sucção 54 e o lado de pressão 52, respectivamente.

[0044] Perfis de aerofólio são frequentemente caracterizados pelos seguintes parâmetros: o comprimento da corda c, a curvatura máxima f, a posição dt da curvatura máxima f, a máxima espessura de aerofólio t, que é o maior diâmetro dos círculos inscritos ao longo da linha de curvatura mediana 62, a posição dt da espessura máxima t, e um raio da ponta (não mostrado). Estes parâmetros são tipicamente definidos como razões para o comprimento da corda c. Assim, uma espessura da pá t/c relativa local é dada como a razão entre a espessura máxima f local e o comprimento da corda local c. Além disso, a posição dp da curvatura lateral de pressão máxima pode ser utilizada como um parâmetro de design, e também, naturalmente, a posição da curvatura no lado de sucção máxima.

[0045] Fig. 4 mostra alguns outros parâmetros geométricos da pá. A pá tem um comprimento total de pá L. Conforme mostrado na Fig. 2, a extremidade da origem está localizada na posição r = 0, e a extremidade de ponta localizada em r = L. O ressalto 40 da pá situa-se numa posição r = Lw, e tem uma largura de ressalto W, que é igual ao comprimento da corda no ressalto 40. O diâmetro da origem é definido como D. Além disso, a pá é dotada de uma prebenda, que é definida como Δy, que corresponde à deflexão fora do plano a partir de um eixo de passo 22 da pá.

[0046] Pás de turbinas eólicas modernas muitas vezes podem ser superior a 30 ou 40 metros de comprimento, com diâmetros de raiz da pá de vários metros. Pás para turbinas eólicas são geralmente projetadas para vidas relativamente longas e para resistir a carga estrutural e dinâmica considerável.

[0047] Com referência às Figs. 2 e 5, a pá de turbina eólica 10 geralmente compreende um corpo de cobertura feito de polímero reforçado com fibra, e é normalmente feita como uma parte lateral de pressão ou de cobertura contra o vento 24 e uma parte do lado de sucção ou cobertura a favor do vento 26 que são coladas ao longo das linhas de ligação 28, que se prolongam ao longo da borda de fuga 20 e da borda conducente 18 da pá 10. Pás de turbina eólica são geralmente formadas a partir de material plástico reforçado com fibras, por exemplo, fibras de vidro e/ou fibras de carbono, que são dispostas em um molde e curadas com uma resina para formar uma estrutura sólida.

[0048] A pá 10 da Fig. 5 compreende um par de bandas de cisalhamento longitudinais centrais 42 que se estendem entre os laminados estruturais primários 44 da pá 10. As teias de cisalhamento 42 fornecem a força de cisalhamento da pá 10. Do lado de fora do local dos laminados principais 44, as coberturas das pás 24,26 são de uma construção de painel sanduíche, em que um material de núcleo 46 é proporcionado entre as camadas de fibras do corpo da cobertura da pá. O material de núcleo 46 age para proporcionar rigidez estrutural para as paredes de cobertura de pás relativamente finas, e proporciona resistência à deformação da pá. Exemplos de materiais de núcleo adequados incluem madeira de balsa, espuma, por exemplo, espuma de poliuretano, espuma reforçada com fibra, bambu, etc.

[0049] Na modalidade da Fig. 5, a pá compreende uma construção de painel sanduíche de borda de fuga 48 em cada uma das coberturas da pá 24,26 sobre a lateral 20 da borda conducente 20 das redes de cisalhamento 42, e uma construção de painel sanduíche 49 nas coberturas da pá 24,26 na borda de fuga 20 ao lado das redes de cisalhamento 42.

[0050] Um exemplo de uma ligação de borda de fuga estrutural do estado da técnica é mostrado na Fig. 6, em que uma quantidade de adesivo 70 é fornecida entre as coberturas de lateral de pressão e pás de do lado de sucção 24,26 na borda de fuga 20 das referidas coberturas 24,26.

[0051] Com referência à Fig. 7, uma vista ampliada em corte transversal de uma ligação de borda de fuga estrutural de uma pá de acordo com a invenção é ilustrada. Na Fig. 7, o adesivo estrutural 80 é fornecido como uma linha de ligação da borda de fuga estrutural entre as porções das construções do painel sanduíche da borda de fuga 48 da pá 10, e está espaçado a partir da borda de fuga real 20 da pá 10. Deve entender-se que qualquer adesivo adequado pode ser utilizado, por exemplo, éster vinílico, MMA, etc.

[0052] Ao dispor a ligação adesiva estrutural 80 adjacente e entre as construções de painel sanduíche 48 da pá 10, a força de deformação da pá 10 é aumentada, tal como o painel fica mais rigidamente suportado pelo painel adjacente. Além disso, as forças experimentadas pela linha de ligação são transferidas diretamente para os painéis sanduíche relativamente rígidos 48, o que reduz a possibilidade de iniciação de rachaduras nas juntas adesivas da linha de ligação entre as coberturas de pá 24,26.

[0053] Além disso, conforme o adesivo 80 é fornecido como uma linha de ligação de borda de fuga estrutural diretamente adjacente aos painéis sanduíche 48, a eficácia da ligação entre as coberturas 24,26 é aumentada, o que significa que é necessário menos adesivo na construção da pá 10, para fornecer a mesma força de ligação. Adicionalmente ou alternativamente, conforme as forças de flexão são transferidas diretamente para as construções de painel sanduíche 48, a quantidade de material de núcleo 46 usada na construção da pá pode ser reduzida. Ensaios de uma tal construção de pá tem mostrado que uma redução de 25% na quantidade de material do núcleo usado é possível, através da re-localização apropriada da linha de ligação estrutural da borda de fuga da pá 80.

[0054] De um modo preferido, nenhum adesivo estrutural 80 é proporcionado na borda de fuga 20 da pá 10, como as linhas de ligação estruturais entre as coberturas de pás 24,26 são transferidas para locais mais eficazes, adjacentes ou entre as construções de painel sanduíche 48. Na Fig. 7, um selante ou adesivo simples não-estrutural 82 está localizado na borda de fuga real 20 da pá 10, entre as extremidades do lado da pressão e coberturas de pá do lado de sucção 24,26. O uso de tal vedante simples 82 atua para impedir a entrada de sujidade e de umidade para dentro da cavidade 84 formada entre a linha de ligação estrutural da borda de fuga 80 e das coberturas do lado de pressão e do lado de sucção 24,26, e, além disso, evita a geração de qualquer ruído de funcionamento, devido à presença de uma tal cavidade na borda de fuga da pá 20. O selante pode ser qualquer um de baixo custo adequado, material de baixo peso, por exemplo, Sikaflex® fornecido pela Sika AG.

[0055] Na modalidade da Fig. 7, o material do núcleo 46 usado nas construções de painel sanduíche 48 compreende uma extremidade afilada 86, em que o lado do material do núcleo 46 está voltado para a borda de fuga 20 da pá 10. As extremidades afuniladas 86 do material do núcleo 46 estão dispostas de tal modo que a superfície da extremidade cônica 86 do material do núcleo 46 da cobertura do lado de sucção 26 está voltada para uma porção da superfície superior do material do núcleo 46 da cobertura do lado da pressão 24, apresentando um par de superfícies opostas substancialmente paralelas das construções de painel sanduíche 46. Por conseguinte, a linha de ligação da borda de fuga estrutural 80 é proporcionada entre as superfícies paralelas opostas das construções de painel sanduíche 46, resultando numa linha de ligação em paralelo. Tal linha de ligação em paralelo apresenta uma ligação consideravelmente mais forte do que a do estado da técnica, com uma resistência melhorada para fazer a interface falhar ou fissuras entre a linha de ligação 80 e as coberturas de pá 24,26.

[0056] Ensaios de componentes demonstraram que uma linha de ligação estrutural 80 entre um par de superfícies paralelas de acordo com uma modalidade da invenção, como ilustrado na seção de destaque X da Fig. 7, tem uma Taxa de Liberação de Energia (ERR) reduzida quando em comparação com uma linha de ligação 70 localizada entre as superfícies inclinadas a uma borda de fuga da pá, tal como mostrado na seção em destaque Y da Fig. 6. As investigações têm demonstrado que tal arranjo paralelo das superfícies de ligação apresenta uma ERR, que é 20% menos do que a ERR para as superfícies não-paralelas testadas na borda de fuga de uma pá.

[0057] Embora a linha de ligação estrutural é de preferência posicionada entre construções de painel sanduíche opostas 48,49, agindo a porções de ligação de construções de painel sanduíche 48,49 em conjunto, deve ser entendido que a linha de ligação estrutural pode ser localizada adjacente a apenas uma única construção de painel sanduíche 48,49 e uma porção de camadas de fibras opostas do corpo do cobertura da pá. A ligação de uma construção de painel sanduíche de uma cobertura 48,49 24,26 para as camadas de fibras simples da cobertura oposta 24,26 proporciona uma melhoria moderada da força de ligação e a rigidez de flexão da linha de ligação, quando comparado com a abordagem do estado da técnica de camadas de fibra de ligação oposta da pá 10, fora da área das construções de painel sanduíche 46,48.

[0058] Deve ser entendido que a nova configuração de uma linha de ligação estrutural entre as regiões em sanduíche de uma pá de turbina eólica fornece estabilidade aumentada e resistência a flambagem, e reduz o risco de início da fissura na junta adesiva. Por conseguinte, a quantidade de adesivo estrutural e/ou material de núcleo usado na fabricação da pá pode ser consideravelmente reduzida, o que resulta em uma pá de turbina eólica que tem peso e custo reduzidos quando comparada com o estado da técnica.

[0059] A invenção não está limitada às modalidades aqui descritas, e pode ser modificada ou adaptada, sem se afastar do escopo da presente invenção, a qual é definida através das reivindicações seguintes.

Claims

1. Pá de turbina eólica (10) caracterizada pelo fato de ser formada a partir de uma cobertura de pá do lado de pressão (24) e uma cobertura de pá do lado de sucção (26) ligadas para formar um corpo de pá que tem um perfil de aerofólio com uma borda conducente (18) e uma borda de fuga (20), a referida pá (10) compreendendo pelo menos uma construção em painel sanduíche nas referidas coberturas de pá (24; 26), em que um núcleo (46) é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior das referidas coberturas de pá (24; 26), em que a referida pelo menos uma construção de painel sanduíche compreende um núcleo (46) que tem uma porção de extremidade cônica, de preferência disposta na lateral da borda de fuga do referido núcleo (46), em que uma linha de ligação estrutural (80) está disposta adjacente à referida pelo menos uma construção de painel sanduíche para se juntar a uma porção da referida cobertura de pá do lado da pressão (24) e uma porção da referida cobertura de pá do lado de sucção (26), em que a referida linha de ligação estrutural (80) está espaçada a partir da borda conducente (18) e a borda de fuga (20) da pá de turbina eólica (10), em que a referida pelo menos uma construção de painel sanduíche é disposta de modo a proporcionar superfícies de ligação paralelas entre a referida cobertura de pá do lado da pressão (24) e a referida cobertura de pá do lado de sucção (26), em que a referida linha de ligação estrutural (80) está disposta entre as referidas superfícies de ligação paralelas (80), e em que a referida linha de ligação estrutural (80) está disposta adjacente à referida porção de extremidade cônica (86) do referido núcleo (46) do referido pelo menos um painel sanduíche.

2. Pá de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida linha de ligação estrutural (80) está disposta entre um par de construções de painel sanduíche para se juntar à referida cobertura de pá do lado de pressão (24) à referida cobertura da pá do lado de sucção (26).

3. Pá de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a referida pá (10) compreende pelo menos uma construção de painel sanduíche de borda de fuga nas referidas coberturas de pá (24; 26), em que um núcleo (46) é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior das referidas coberturas de pá (24; 26), a referida construção do painel sanduíche de borda de fuga localizada no lado da borda de fuga da pá de turbina eólica (10), em que uma linha de ligação de borda de fuga estrutural está disposta adjacente à referida pelo menos uma construção de painel sanduíche da borda de fuga para se juntar à referida cobertura da pá do lado de pressão (24) e a referida cobertura de pá do lado de sucção (26), a referida linha da borda de fuga estrutural afastada da borda de fuga atual da pá de turbina eólica.

4. Pá de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a referida cobertura da pá do lado de pressão (24) compreende uma construção de painel sanduíche da borda de fuga do lado da pressão, e a referida cobertura da pá do lado de sucção (26) compreende uma construção de painel sanduíche da borda de fuga do lado da sucção, e em que a referida linha de ligação da borda de fuga estrutural está disposta entre, pelo menos, uma porção das referidas construções de painel sanduíche de borda de fuga do lado de sucção e do lado de pressão.

5. Pá de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a pá de turbina eólica compreende ainda um vedante não estrutural proporcionado na borda de fuga real da pá entre as extremidades da borda de fuga opostas às coberturas de lado de pressão e sucção (24; 26).

6. Pá de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o referido selante não estrutural compreende um adesivo à base de poliuretano.

7. Pá de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a pá de turbina eólica compreende um elemento de reflexão ou marcador fornecido adjacente à referida linha de ligação estrutural (80), de modo que o referido elemento de reflexão ou marcador está disposto para medir a espessura da referida linha de ligação estrutural (80) usando um procedimento de ensaio não destrutivo, por exemplo, uma técnica de escaneamento baseada magneticamente.

8. Turbina eólica caracterizada pelo fato de que tem pelo menos uma pá de turbina eólica conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

9. Método de fabricação de uma parte da pá de turbina eólica (10) caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar um primeiro componente de pá (24) tendo uma construção de painel sanduíche no referido primeiro componente de pá (24), em que um núcleo (46) é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior do referido primeiro componente de pá (24), o referido núcleo tendo uma porção de extremidade cônica (86), proporcionar um segundo componente de pá (26), aplicar um adesivo estrutural (80) a pelo menos um dos referidos primeiro e segundo componentes de pá (24; 26); unir o referido primeiro e segundo componentes de pá (24; 26) de forma que o referido adesivo estrutural (80) está disposto adjacente a pelo menos uma porção da construção de painel sanduíche do referido primeiro componente de pá (24), o referido adesivo estrutural (80) disposto adjacente à referida porção de extremidade afunilada (86) do referido núcleo (46) da referida pelo menos uma construção de painel sanduíche, e curar o referido adesivo estrutural (80) de modo a formar uma parte de uma pá de turbina eólica (10), em que o adesivo curado forma uma linha de ligação estrutural (80) que é disposta adjacente à referida pelo menos uma construção de painel sanduíche para aderir ao referido primeiro componente da pá (24) e ao referido segundo componente de pá (26), em que a referida linha de ligação estrutural (80) está espaçada da borda conducente (18) e da borda de fuga (20) da pá de turbina eólica (10), e em que a referida pelo menos uma construção de painel sanduíche é disposta de modo a proporcionar superfícies de ligação em paralelo entre os referidos primeiro componente de pá (24) e o referido segundo componente de pá (26), em que a referida linha de ligação estrutural (80) está disposta entre as referidas superfícies de ligação paralelas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de proporcionar um segundo componente de pá tendo uma construção de painel sanduíche no referido segundo componente de pá, em que um núcleo (46) é disposto entre uma superfície interior e uma superfície exterior do referido segundo componente da pá, e em que o referido adesivo estrutural é aplicado a pelo menos um dos referidos primeiro e segundo componentes de pá adjacentes a pelo menos uma porção da construção de painel sanduíche.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de união compreende unir os referidos primeiro e segundo componentes de pá de forma que o referido adesivo estrutural está disposto entre, pelo menos, uma porção das construções de painel sanduíche dos referidos primeiro e segundo componentes de pá.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro e segundo componentes de pá compreendem coberturas de pá de turbina eólica (24; 26).