BR112017000756B1

BR112017000756B1 - Cunha de perfil para ligação de uma peça extensora de aeroescudo

Info

Publication number: BR112017000756B1
Application number: BR112017000756-8A
Authority: BR
Inventors: Utsa Majumder; Aanchal Saini; Jesper Hasselbalch Garm; Gurli RASK NIELSEN; Peter Quiring
Original assignee: Lm Wp Patent Holding A/S
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2022-08-02
Also published as: WO2016008874A9; WO2016008881A1; CA2954716A1; EP3169896B1; CA2954709C; US11143160B2; EP3169896A1; CN106471246A; CN107076107B; EP3169895A1; US20170204834A1; EP3169895B1; CN106471246B; CN107076107A; WO2016008874A1; CA2954716C; DK3169895T3; BR112017000814B1; CA2954709A1; DK3169896T3

Abstract

Um conjunto de pás de turbina eólica que compreende uma pá de turbina eólica possuindo uma extremidade de ponta e uma extremidade de raiz, e uma borda de ataque e uma borda de fuga, com um comprimento da corda que se estende entre elas descrito. O conjunto de pás de turbinas eólicas compreende ainda uma peça extensora de aeroescudo compreendendo um corpo para ligação a um lado de borda de fuga de um perfil de uma pá de turbina eólica, tendo o corpo uma primeira extremidade para ligação ao lado de borda de fuga do perfil e uma segunda extremidade de borda de fuga para formar um perfil de borda de fuga prolongado de perfil aerodinâmico para uma porção do perfil da pá de turbina eólica. A peça extensora de aeroescudo é ligada à pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, usando pelo menos uma cunha de perfil, sendo a referida pelo menos uma cunha de perfil configurada para compensar a geometria da pá de turbina eólica.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um conjunto de pás de turbina eólica que compreende uma pá de turbina eólica e uma peça extensora de aeroescudo. A invenção refere-se ainda a um método de fabricação associado.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Os escudos aerodinâmicos, também chamados de aeroescudos ou carenagem, podem ser utilizados num esforço para apresentar um perfil de aerofólio mais aerodinâmico para seções de pás de turbinas eólicas. A Publicação do Pedido de Patente Internacional WO 2013/092852 mostra um conjunto de pás de turbina eólica em que uma peça de pá está montada numa parte extensora de lâmina cilíndrica, com um aeroescudo utilizado para converter eficazmente o extensor cilíndrico numa porção de pás tendo um perfil de aerofólio.

[003] No entanto, embora a utilização de tais aeroescudos possa melhorar o desempenho aerodinâmico de uma seção de pá de turbina eólica, podem também introduzir complicações adicionais no que diz respeito à distribuição de estresses e tensões na estrutura geral da pá de turbina eólica. Em particular, aborda de fuga prolongada formada pela extremidade da seção de aeroescudo é regularmente sujeita a níveis de tensão relativamente elevados durante a operação da turbina eólica. Consequentemente, são necessários níveis aumentados de material de reforço para evitar a falha do aeroescudo, o que aumenta o eventual peso e custo das pás da turbina eólica, utilizando tais aeroescudos.

[004] O documento WO 2011/157849 descreve uma pá dotada de uma peça de borda de fuga pré-fabricada para uma parte externa da pá. Numa concretização, a peça pré-fabricada é proporcionada com canais formados na superfície da peça tendo uma profundidade de 0 a 10 mm com o objetivo de minimizar o ruído.

[005] O documento EP 1 338 793 descreve uma pá dotada de serrilhas de borda de fuga numa parte externa da pá, de modo a minimizar as emissões de ruído.

[006] O documento WO 2010/043647 descreve uma pá dotada de um certo número de seções de borda de fuga, tais como abas de borda de fuga, ao longo de uma parte externa da pá e que são controláveis individualmente.

[007] É um objetivo da invenção proporcionar uma construção de aeroescudo que seja relativamente flexível e que esteja disposta para melhor suportar estresses e tensões operacionais quando instalado como parte de uma construção de pás de turbina eólica.

RESUMO DA INVENÇÃO

[008] De acordo com isto, é proporcionado um conjunto de pá de turbina eólica que compreende uma pá de turbina eólica tendo uma extremidade de ponta e uma extremidade de raiz, e uma borda de ataque e uma borda de fuga com um comprimento de corda que se prolonga entre eles, em que o conjunto de pá de turbina eólica compreende ainda uma peça extensora de aeroescudo compreendendo: um corpo para ligação a um lado de borda de fuga de um perfil de pá de turbina eólica, tendo o corpo uma primeira extremidade para ligação ao lado da borda de fuga do perfil, e uma segunda extremidade de borda de fuga para formar um perfil de borda de fuga de aerofólio prolongado para uma porção do perfil da pá de turbina eólica, em que, a peça extensora de aeroescudo está ligada à pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando pelo menos uma cunha de perfil, a dita pelo menos uma cunha de perfil é moldada para compensar a geometria da pá turbina de vento.

[009] Por "compensar a geometria" entende-se que a cunha de perfil altera localmente a geometria da pá, de modo a proporcionar uma melhor superfície de fixação para o corpo da peça extensora de aeroescudo. Deste modo, as tensões ou cargas na ligação entre a peça extensora de aeroescudo e a pá de turbina eólica podem ser reduzidas.

[0010] As cunhas de perfil são preferencialmente proporcionadas como peças que se prolongam longitudinalmente tendo uma seção transversal substancialmente em forma de cunha.

[0011] A cunha de perfil é vantajosamente disposta entre a peça extensora de aeroescudo e a pá de turbina eólica, de modo que é afunilada em direção à borda de ataque da pá. Assim, a cunha de perfil muda a superfície de fixação para um ângulo inferior em comparação com uma ligação direta na turbina eólica, a qual, por sua vez, proporciona um método simples de tensão ou cargas mais baixas na ligação.

[0012] Numa forma de realização vantajosa, a peça extensora de aeroescudo é ligada à pá de turbina eólica através de duas cunhas de perfil.

[0013] A cunha de perfil compreende, vantajosamente, uma superfície de fixação interna para ligação à superfície da pá de turbina eólica e uma superfície externa para ligação ao extensor de aeroescudo.

[0014] Numa primeira forma de realização vantajosa, a superfície de ligação interna tem um primeiro raio de curvatura e a superfície de ligação externa tem um segundo raio de curvatura, em que o primeiro raio de curvatura é menor do que o segundo raio de curvatura. Consequentemente, a cunha de perfil proporciona uma superfície mais uniforme para a ligação, a qual, em particular para ligações de cola, reduz a deformação ou as cargas na ligação.

[0015] Numa segunda forma de realização vantajosa, a superfície de fixação exterior tem uma superfície maior do que a superfície de fixação interna. Deste modo, a cunha de perfil aumenta a superfície de ligação, que, por sua vez, proporciona uma ligação de cola mais forte entre a peça extensora de aeroescudo e a pá de turbina eólica.

[0016] Numa terceira forma de realização vantajosa, a superfície de fixação externa é substancialmente plana ou achatada.

[0017] A peça interior ou porção da pá tem, preferencialmente, uma parte substancialmente cilíndrica, por exemplo, tendo uma seção transversal circular, elíptica ou oval. A peça interior ou porção da pá pode preferencialmente ser formada como uma estrutura portadora de carga da pá, e pode ainda ser vantajosamente formada como um extensor de pá, por exemplo, para uma lâmina montada tendo uma parte extensora interna e uma parte de pá externa.

[0018] A peça interior ou porção da pá estende-se vantajosamente ao longo de menos de 40% e preferencialmente menos de 35% do comprimento total da pá. Consequentemente, a peça extensora é adaptada para ser disposta dentro dos 40% ou 35% internos da pá, tal como visto a partir de uma extremidade de raiz da pá.

[0019] Numa forma de realização vantajosa, a peça interior é um extensor de pá.

[0020] Numa outra forma de realização vantajosa, a cunha de perfil é formada integralmente com a pá de turbina eólica.

[0021] A cunha de perfil é vantajosamente formada como uma estrutura compósita, por exemplo, um material de núcleo, tal como madeira de balsa ou polímero espumado envolvido numa pele de reforço de fibra.

[0022] Numa concretização, o corpo compreende uma pluralidade de fendas que se estendem a partir da referida segunda extremidade de borda de fuga até um ponto localizado em direção à referida primeira extremidade.

[0023] De acordo com a invenção, a peça extensora de aeroescudo é preferencialmente adaptada para ser encaixada numa porção interior de um perfil de uma pá de turbina eólica.

[0024] A peça interior ou porção da pá tem, preferencialmente, uma parte substancialmente cilíndrica, por exemplo, tendo uma seção transversal circular, elíptica ou oval. A peça interior ou porção da pá pode preferencialmente ser formada como uma estrutura portadora de carga da pá e pode ainda ser vantajosamente formada como um extensor de pá, por exemplo, para uma pá montada tendo uma parte extensora interna e uma parte de pá externa.

[0025] A provisão de uma peça extensível com fendas ou ranhuras permite um grau de flexibilidade na estrutura da peça extensora, reduzindo o nível de deformação que é experimentado ao longo da extremidade da borda de fuga da peça extensível. Será entendido que a peça extensível compreende um aeroescudo ou carenagem, utilizada para proporcionar um perfil aerodinâmico melhorado de uma porção de uma pá de turbina eólica.

[0026] Preferencialmente, a dita pluralidade de fendas é formada onde as dimensões das ditas fendas não afetam, significativamente, a aerodinâmica na área da peça extensora. As fendas são dispostas de modo a serem aerodinamicamente insignificantes para o funcionamento normal da pá de turbina eólica. Deverá ser entendido que aerodinamicamente insignificante é mantido para significar que as dimensões das fendas são pequenas em relação ao que seria necessário para afetar o desempenho aerodinâmico do perfil de pá de turbina eólica, por exemplo, em relação ao ruído, ao levantar / arrastar, etc.

[0027] A peça extensora pode ser vantajosamente proporcionada como uma estrutura uniforme. A peça extensora pode ainda ser proporcionada como um dispositivo passivo, por exemplo, como uma estrutura sem partes ativas para controlar a forma aerodinâmica da pá.

[0028] A peça interior ou porção da pá estende-se, vantajosamente, ao longo de menos de 40% e preferencialmente menos de 35% do comprimento total da pá. Consequentemente, a peça extensora está adaptada para ser disposta dentro dos 40% ou 35% internos da pá tal como visto a partir de uma extremidade de raiz da pá.

[0029] Num primeiro aspecto, a largura de cada fenda é menor do que a altura da camada limite na área da fenda. Num segundo aspecto, a largura de cada fenda é menor do que a altura da subcamada laminar na área da fenda.

[0030] Preferencialmente, a pluralidade de fendas define uma lacuna entre as bordas opostas das fendas, em que a largura da referida lacuna é inferior a 50 mm, mais preferencialmente inferior a 25 mm. Numa concretização, as fendas têm uma largura de lacuna de aproximadamente 15 mm.

[0031] Adicionalmente ou alternativamente, a peça extensora de aeroescudo compreende um material flexível, o qual é proporcionado dentro ou sobre as lacunas definidas pela dita pluralidade de fendas. O material flexível pode compreender qualquer material adequado que seja operável para cobrir ou vedar as lacunas sem afetar significativamente as propriedades estruturais da peça extensora do aeroescudo, por exemplo, borracha, material plástico flexível, tela, etc.

[0032] Adicionalmente ou alternativamente, a peça extensora de aeroescudo compreende escovas ou cerdas proporcionadas nas lacunas definidas pela referida pluralidade de fendas. A utilização de cerdas ou escovas nas fendas pode atuar para cobrir as lacunas definidos pelas fendas e reduzir quaisquer efeitos aerodinâmicos negativos que possam resultar pela presença das fendas na borda de fuga.

[0033] Preferencialmente, a dita pluralidade de fendas é formada ao longo de pelo menos 50% da profundidade ou do comprimento da corda do corpo da peça extensora de aeroescudo, da dita extremidade de borda de fuga em direção à dita primeira extremidade, preferencialmente entre 50-90% da profundidade do corpo da dita extremidade de borda de fuga em direção à dita primeira extremidade, preferencialmente aproximadamente 80% da profundidade do corpo a partir da dita extremidade de borda de fuga em direção à dita primeira extremidade.

[0034] Preferencialmente, a peça extensora de aeroescudo compreende um painel de lado de pressão para formar um lado de pressão do perfil de borda de fuga de perfil de aerofólio estendido e um painel de lado de sucção para formar um lado de sucção de um perfil de borda de fuga de perfil de aerofólio estendido, em que a peça extensora de aeroescudo, compreende ainda, elementos de reforço localizados internamente no corpo da peça extensora, preferencialmente estendendo-se entre os referidos painéis laterais de pressão e de sucção.

[0035] Deve ser entendido que a peça extensora de aeroescudo pode compreender um painel de lado de pressão, que tem uma superfície externa relativamente côncava, para formar uma seção de uma superfície externa de lado de pressão de um perfil de borda de fuga. Adicionalmente ou alternativamente, deve ser compreendido que a peça extensora de aeroescudo pode compreender um painel de lado de sucção, que tem uma superfície externa relativamente convexa, para formar uma seção de uma superfície de lado de sucção externa de um perfil de borda de fuga.

[0036] Preferencialmente, os referidos elementos de reforço compreendem painéis de anteparo, preferencialmente alinhados com uma direção ao longo da corda da peça extensora. Deve ser entendido que as aberturas podem ser proporcionadas nos referidos painéis de anteparo, por exemplo, para assegurar a drenagem, a equalização da pressão, etc.

[0037] Preferencialmente, os elementos de reforço são dispostos em que um elemento de reforço está posicionado adjacente a cada fenda da referida pluralidade de fendas, mais preferencialmente, os elementos de reforço são dispostos em que um par de elementos de reforço é posicionado adjacente às fendas da referida pluralidade de fendas, o par de elementos de reforço posicionado em cada lado da fenda.

[0038] Ao posicionar os elementos de reforço ou anteparos em qualquer dos lados das fendas, em conformidade a peça extensora de aeroescudo é disposta como uma pluralidade de seções ao longo do comprimento da porção de pá de turbina eólica.

[0039] Preferencialmente, a referida pluralidade de fendas está espaçada umas das outras ao longo do comprimento em extensão da peça extensora.

[0040] Preferencialmente, a referida pluralidade de fendas está espaçada com aproximadamente 1-5 metros entre fendas adjacentes, mais preferencialmente cerca de 2-3 metros entre fendas adjacentes.

[0041] Num aspecto, a pá de turbina eólica compreende uma peça de pá exterior e uma peça extensora interior, em que a referida peça extensora de aeroescudo é disposta ao longo de uma porção da parte extensora interior.

[0042] Deve ser entendido que a peça de pá exterior pode ser passível de ser armada em relação à parte extensora interior, por exemplo, utilizando um mecanismo de armação de pá proporcionado na extremidade externa da parte extensora interna.

[0043] Preferencialmente, a parte extensora interna compreende um extensor de pá substancialmente cilíndrico.

[0044] Ao proporcionar uma peça extensora de aeroescudo para proporcionar uma borda de fuga prolongada de um extensor de pá cilíndrico, o desempenho aerodinâmico do extensor de lâmina interior pode ser melhorado.

[0045] Preferencialmente, a peça extensora de aeroescudo é ligada à pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando pelo menos uma cunha de perfil, dita pelo menos uma cunha de perfil moldada para compensar a geometria da pá de turbina eólica.

[0046] Preferencialmente, a pelo menos uma cunha de perfil é moldada para proporcionar uma superfície de ligação substancialmente planar para a peça extensora de aeroescudo.

[0047] Deve ser entendido que a pá de turbina eólica pode compreender uma superfície moldada ou curvada, em que as cunhas de perfil são moldadas para corresponder à referida superfície moldada ou curvada.

[0048] Onde a peça extensora está ligada a um extensor de pá substancialmente cilíndrico, preferencialmente as cunhas de perfil compreendem uma primeira superfície planar para fixar à peça extensora e uma segunda superfície curvada de forma côncava para fixar ao extensor de pá.

[0049] É ainda proporcionada uma turbina eólica que compreende uma pá de turbina eólica ou um conjunto de pá de turbina eólica, como descrito em qualquer das concretizações acima.

[0050] É ainda proporcionado um método de montagem de uma porção de pá de turbina eólica tendo uma extensão de borda de fuga, o método compreende os passos de:

[0051] Proporcionar uma porção de pá de turbina eólica tendo um lado de borda de ataque e um lado de borda de fuga;

[0052] Proporcionar um painel de lado de pressão de uma peça extensora de aeroescudo;

[0053] Proporcionar um painel de lado de sucção de uma peça extensora de aeroescudo;

[0054] Ligar uma primeira cunha de perfil a um primeiro lado da dita porção de pá de turbina eólica;

[0055] Ligar um primeiro dos referidos painéis de lado de pressão e de sucção à referida porção de pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando a referida primeira cunha de perfil;

[0056] Ligar uma segunda cunha de perfil a um segundo lado da referida porção de pá de turbina eólica; e

[0057] Ligar um segundo dos referidos painéis laterais de pressão e de sucção à referida porção de pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando a referida segunda cunha de perfil, em que os referidos painéis laterais de pressão e de sucção formam uma extensão de borda de fuga de aeroescudo para a referida porção de pá de turbina eólica.

[0058] Preferencialmente, o método compreende ainda o passo de ligar os elementos de reforço ao referido primeiro dos referidos painéis, preferencialmente, os referidos elementos de reforço compreendem painéis de anteparo.

[0059] Preferencialmente, o referido passo de fixação de um segundo dos referidos painéis laterais de pressão e de sucção compreende a ligação do referido segundo painel aos referidos elementos de reforço.

[0060] Preferencialmente, o método compreende ainda o passo de cortar a referida extensão de borda de fuga de aeroescudo a partir de uma extremidade de borda de fuga até um ponto localizado em direção à referida porção de pá de turbina eólica.

[0061] É também proporcionado um método de fabricação de uma peça extensora de aeroescudo para uma porção de um perfil de uma pá de turbina eólica, compreendendo o método as etapas de:

[0062] Proporcionar uma peça extensora de aeroescudo consolidada para ligação a uma borda de fuga de uma porção de uma pá de turbina eólica, preferencialmente uma peça interior da pá de turbina eólica, tendo a peça extensível uma primeira extremidade para ligação a borda de fuga do referido perfil, e uma segunda extremidade de borda de fuga para formar um perfil de borda de fuga de aerofólio prolongado para a porção do perfil da pá de turbina eólica; e

[0063] Proporcionar uma pluralidade de fendas na referida peça extensora de aeroescudo consolidada, cada uma das ditas fendas se estendendo a partir da dita segunda extremidade de borda de fuga até um ponto localizado na direção da dita primeira extremidade.

[0064] Preferencialmente, o referido passo de proporcionar fendas compreende a realização de cortes na referida peça extensível consolidada, a partir da referida extremidade de borda de fuga, em direção à referida primeira extremidade.

[0065] Preferencialmente, o passo de proporcionar uma peça extensível consolidada compreende a formação de um corpo extensor através de um processo de moldagem por infusão.

[0066] Preferencialmente, as referidas fendas são formadas em que as dimensões das fendas não têm um impacto significativo no desempenho aerodinâmico na área da peça extensora de aeroescudo. As fendas são dispostas de modo a serem aerodinamicamente insignificantes para o funcionamento normal da pá de turbina eólica. Deve ser entendido que aerodinamicamente insignificante deve ser mantido para significar que as dimensões das fendas são pequenas em relação ao que seria necessário para afetar o desempenho aerodinâmico do perfil de pá de turbina eólica, por exemplo, em relação ao ruído, ao levantar / arrastar, etc.

[0067] Num primeiro aspecto, o passo de realização de cortes é configurado em que a largura de cada fenda formada pelo corte é inferior à altura da camada limite na área de cada fenda. Num segundo aspecto, a largura de cada fenda é menor do que a altura da subcamada laminar na área de cada fenda, preferencialmente no ponto de concepção da pá da turbina eólica.

[0068] Preferencialmente, o passo de realização de cortes é configurado em que as fendas têm um intervalo entre as bordas opostas da fenda de menos de 50 mm, preferencialmente menos de 25 mm. Numa concretização, as fendas têm uma largura de fenda de aproximadamente 15 mm.

[0069] Preferencialmente, o método compreende o passo de arranjar um material flexível dentro ou sobre os intervalos definidos pela dita pluralidade de fendas, e / ou escovas ou cerdas proporcionadas nas aberturas definidas pela dita pluralidade de fendas. O material flexível e / ou as escovas ou as cerdas podem compreender qualquer material adequado que seja operável para cobrir ou vedar as aberturas sem afetar significativamente as propriedades estruturais da peça extensora de aeroescudo, por borracha, material plástico flexível, lona, etc.

[0070] Preferencialmente, o passo de realização de cortes é disposto em que a referida pluralidade de fendas é feita ao longo de pelo menos 50% da profundidade ou do comprimento de corda da peça extensível consolidada a partir da extremidade da borda de fuga na direção da primeira extremidade, preferencialmente entre 50-90% da profundidade da peça extensora consolidada a partir da extremidade da borda de fuga para a primeira extremidade, preferencialmente aproximadamente 80% da profundidade da peça extensível consolidada a partir da extremidade da borda de arrasto para a primeira extremidade.

[0071] Preferencialmente, o passo de realização de cortes compreende a formação, preferencialmente perfuração, de pelo menos uma abertura na referida peça extensora consolidada, preferencialmente uma abertura substancialmente circular, e o corte do corpo, da referida peça extensora consolidada, a partir da extremidade da borda de fuga para a referida pelo menos uma abertura.

[0072] Alternativamente, o passo de formação de pelo menos uma abertura pode ser feito quando a peça extensível consolidada é fabricada, por exemplo, através da utilização de inserções durante um processo de moldagem.

[0073] Preferencialmente, o método compreende o passo de proporcionar um material flexível e / ou escovas ou cerdas na ou sobre a referida pelo menos uma abertura.

[0074] Preferencialmente, o passo de realização de cortes ou fendas é configurado em que as fendas, no corpo da peça extensora de aeroescudo, estão espaçadas umas das outras ao longo do comprimento na extensão da peça extensora.

[0075] Preferencialmente, as fendas são espaçadas com aproximadamente 1-5 metros entre fendas adjacentes, mais preferencialmente cerca de 2-3 metros entre fendas adjacentes.

[0076] Preferencialmente, o passo de proporcionar uma peça extensora de aeroescudo consolidada compreende:

[0077] Proporcionar um painel de lado de pressão e proporcionar um painel de lado de sucção, os painéis formando um corpo;

[0078] Proporcionar elementos de reforço internos do corpo da peça extensora de aeroescudo, estendendo-se os elementos de reforço entre painéis opostos de pressão e de lado de sucção.

[0079] Preferencialmente, os elementos de reforço compreendem elementos de anteparo.

[0080] Preferencialmente, os passos de proporcionar painéis laterais de pressão e de sucção compreendem o fornecimento de painéis imprensados.

[0081] Preferencialmente, a peça extensora de aeroescudo é ligada ao perfil de pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, usando cunhas de perfil, em que as referidas cunhas de perfil são moldadas para proporcionar superfícies de ligação substancialmente planas para a peça extensora de aeroescudo. As cunhas de perfil são preferencialmente proporcionadas como peças que se prolongam longitudinalmente tendo uma seção transversal substancialmente em forma de cunha.

[0082] Deve ser entendido que o perfil de pá de turbina eólica compreende uma superfície moldada ou curvada, em que as referidas cunhas de perfil são moldadas para corresponder à referida superfície moldada ou curvada.

[0083] Preferencialmente, o perfil de pá de turbina eólica compreende um extensor de pá substancialmente cilíndrico. Neste caso, as cunhas de perfil compreendem, preferencialmente, uma superfície plana para ligar à referida peça extensora e uma superfície curvada de forma côncava para ligar a uma superfície do referido extensor de pá cilíndrico.

[0084] É ainda proporcionado um método de fabricação de uma peça extensora de aeroescudo para uma porção de um perfil de uma pá de turbina eólica, o método compreendendo os passos de:

[0085] Proporcionar um painel de lado de pressão;

[0086] Proporcionar um painel de lado de sucção;

[0087] Ligar uma pluralidade de elementos de reforço a um primeiro dos referidos painéis laterais de pressão e de sucção; e

[0088] Ligar um segundo dos referidos painéis de lado de pressão e de sucção à referida pluralidade de elementos de reforço e ao referido primeiro painel para formar uma peça extensora de aeroescudo consolidada.

[0089] Preferencialmente, a peça extensora de aeroescudo consolidada compreende uma primeira extremidade a ser ligada a uma porção de uma pá de turbina eólica e uma segunda extremidade de borda de fuga para formar um perfil de borda de fuga prolongado para a porção do perfil da pá de turbina eólica, em que o método compreende o passo de cortar a referida peça extensora de aeroescudo consolidada, a partir da referida segunda extremidade de borda de arrasto, para um ponto localizado na direção da referida primeira extremidade para proporcionar uma pluralidade de fendas no corpo do aeroescudo para formar uma peça de extensora de aeroescudo flexível.

[0090] Preferencialmente, a dita pluralidade de elementos de reforço compreende painéis de anteparo.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0091] As formas de realização da invenção serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0092] A Fig. 1 mostra uma turbina eólica;

[0093] A Fig. 2 ilustra uma vista esquemática de uma pá de turbina eólica de acordo com a invenção;

[0094] A Fig. 3 ilustra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio da pá da fig. 2;

[0095] A Fig. 4 ilustra uma vista esquemática da pá de turbina eólica da fig. 2, visto de cima e de lado;

[0096] As Figs. 5 a 8 ilustra uma vista em perspectiva isométrica de uma série de passos para um método de fabricação de uma peça extensível e flexível de aeroescudo de acordo com um aspecto da invenção;

[0097] A Fig. 9 ilustra uma vista em corte de uma porção de pá de turbina eólica tendo uma peça extensora de aeroescudo de acordo com um aspecto da invenção; e

[0098] A Fig. 10 ilustra uma vista em corte de uma cunha de perfil de acordo com a invenção.

[0099] Será entendido que os elementos comuns às diferentes formas de realização da invenção foram proporcionados com os mesmos números de referência nos desenhos.

[00100] A FIG. 1 ilustra uma turbina eólica (2) moderna contra o vento convencional de acordo com o chamado "conceito dinamarquês" com uma torre (4), uma nacelle (6) e um rotor com um eixo de rotor substancialmente horizontal. O rotor inclui uma armação (8) e três pás 10 que se prolongam radialmente a partir da armação (8), tendo, cada uma, uma raiz de pá (16) mais próxima da armação e uma ponta de pá (14) mais afastada da armação (8). O rotor tem um raio denotado R.

[00101] A FIG. 2 mostra uma vista esquemática de uma pá (10) de turbina eólica. A pá (10) de turbina eólica 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 uma região de aerofólio (34) mais afastada do cubo e uma zona de transição (32) entre a região de raiz (30) e a região de aerofólio (34). A pá (10) compreende uma borda dianteira (18) voltada para a direção de rotação da pá (10), quando a pá está montada na armação, e uma borda de fuga (20) virada para a direção oposta da borda dianteira (18).

[00102] A região de aerofólio (34) (também chamada de região perfilada) tem uma forma de pá ideal, ou quase ideal, em relação à geração de elevação, enquanto que a região de raiz (30), devido às considerações estruturais, tem uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica, a qual, por exemplo, torna mais fácil e seguro montar a pá (10) na armação. O diâmetro (ou a corda) da região de raiz (30) é tipicamente constante ao longo de toda a região de raiz (30). A zona de transição (32) tem um perfil de transição (42) variando gradualmente da forma circular, ou forma elíptica (40), da região de raiz (30) para o perfil de aerofólio (50) da região de aerofólio (34). O comprimento de corda da zona de transição (32) aumenta, tipicamente, substancialmente linearmente com o aumento da distância r da armação.

[00103] A região de aerofólio (34) tem um perfil de aerofólio (50) com um cordão que se estende entre a borda dianteira (18) e a borda de fuga (20) da pá (10). A largura do cordão diminui com o aumento da distância r da armação.

[00104] Deve notar-se que as cordas de diferentes seções da pá, normalmente, não se encontram num plano comum, uma vez que a lâmina pode ser torcida e / ou curvada (por exemplo, pré-dobrada), proporcionando assim ao plano de corda um plano correspondentemente torcido e / ou de curso curvado, este sendo mais frequente o caso para compensar a velocidade local da pá, dependendo do raio a partir da armação.

[00105] A FIG. 3 ilustra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio (50) de uma pá típica de uma turbina eólica representada com os vários parâmetros, que são tipicamente usados 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 utilização, por exemplo, durante a rotação do rotor, estão normalmente voltados para o lado exposto ao vento (ou contra o vento) e para o lado protegido do vento (ou a favor do vento), respectivamente. O perfil de aerofólio (50) tem uma corda (60), com um comprimento de corda c, que se estende entre uma borda dianteira (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 t, 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 desenhando círculos inscritos a partir da borda dianteira (56) para a borda de fuga (58). A linha mediana segue os centros destes círculos inscritos e o desvio, ou distância, a partir da corda (60), é chamada de curvatura f. A assimetria pode também ser definida por meio de uso de parâmetros chamados de curvatura superior (ou curvatura de lado de sucção) e curvatura inferior (ou curvatura de lado de pressão), que são definidos como as distâncias da corda (60), o lado de sucção (54) e o lado de pressão (52), respectivamente.

[00106] Os perfis de aerofólio são, frequentemente, caracterizados pelos seguintes parâmetros: o comprimento c de corda, a curvatura máxima f, a posição df da curvatura máxima f, a espessura máxima t do aerofólio, que é o maior diâmetro dos círculos inscritos ao longo da linha de curvatura (62) média, A posição dt da espessura máxima t, e um raio de ponta (não mostrado). Estes parâmetros são tipicamente definidos como proporções para o comprimento de corda c. Assim, uma espessura da pá relativa local t / c é dada como a relação entre a espessura máxima local t e o comprimento de corda local c. Além disso, a posição dp da curvatura de lado de pressão máxima pode ser utilizada como um parâmetro de concepção e, naturalmente, também a posição da curvatura de lado de sucção máxima.

[00107] A FIG. 4 mostra alguns outros parâmetros geométricos da pá. A pá tem um comprimento total de pá L. Como mostrado na Fig. 2, a extremidade de raiz está localizada na posição r = 0 e a extremidade de ponta localizada em r = L. O ressalto (40), da lâmina, está localizado numa posição r = Lw e tem uma largura de ressalto W, que é igual ao comprimento da corda no ressalto (40). O diâmetro da raiz é definido como D. Além disso, a pá é proporcionada com uma pré-dobra, que é definida como y, a qual corresponde à deflexão de fora do plano a partir de um eixo de passo (22) da pá.

[00108] A pá (10) de turbina eólica compreende, geralmente, um invólucro feito de polímero reforçado com fibras e é tipicamente feito como uma peça de invólucro de lado de pressão, ou peça de invólucro contra o vento (24), e uma peça de invólucro de sucção, ou peça de invólucro a favor do vento (26), que são coladas ao longo das linhas de ligação (28), que se estendem ao longo da borda de fuga (20) e a borda dianteira (18) da pá (10). As pás da turbina eólica são, geralmente, formadas a partir de material plástico reforçado com fibras, por exemplo, fibras de vidro e / ou fibras de carbono, que estão dispostas num molde e preparadas com uma resina para formar uma estrutura sólida. As pás de turbina eólica modernas podem, frequentemente, ter mais de 30 ou 40 metros de comprimento, tendo diâmetros de raízes de pás de vários metros. As pás das turbinas eólicas são geralmente concebidas para tempos de vida relativamente longos e para suportarem uma carga estrutural e dinâmica considerável.

[00109] A pá (10) de turbina eólica compreende uma peça extensora de aeroescudo flexível ligada a uma porção da pá para proporcionar um perfil aerodinâmico ajustado da porção da pá. A peça extensora de aeroescudo é, preferencialmente, utilizada para proporcionar um perfil de borda de fuga prolongado para a porção da pá.

[00110] Numa forma de realização particularmente vantajosa, a pá de turbina eólica é formada como um conjunto de pá de turbina eólica, compreendendo uma parte de pá externa e uma parte de pá interior, compreendendo a peça de pá interior um extensor de pá e uma peça extensora de aeroescudo proporcionada no extensor de pá para formar uma borda de fuga extensora, por exemplo, como descrito na Publicação do Pedido de Patente Internacional No. WO 2013/092852.

[00111] Nas Figs. 5-9, um método de fabricação de uma peça extensora de aeroescudo de acordo com uma forma de realização da invenção é ilustrado.

[00112] Com referência à Fig. 5, um extensor (70) de lâmina cilíndrico ou uma porção de extremidade de raiz de uma pá é proporcionada. O extensor (70) de lâmina pode ser formado a partir de qualquer material adequado, por exemplo, um extensor metálico formado a partir de aço ou outro material metálico, ou um extensor formado como uma estrutura compósita de fibras, por exemplo, utilizando fibras de vidro e / ou de carbono suspensas numa matriz de resina preparada. Deve entender-se que, em formas de realização alternativas, o extensor de lâmina pode ser proporcionado como tendo um perfil de seção transversal elíptico ou assimétrico.

[00113] Um primeiro painel (72) extensor é proporcionado para formar uma primeira superfície externa de uma peça extensora de aeroescudo. O primeiro painel (72) compreende uma superfície (73a) voltada para o exterior, que é utilizada para formar uma porção da superfície externa da borda de fuga prolongada da peça extensora de aeroescudo e uma superfície virada internamente (73b) oposta.

[00114] Com referência às Figs. 5 e 9, é proporcionada uma primeira cunha (74) de perfil para a ligação do primeiro painel (72) extensor a uma superfície do extensor (70) de lâmina cilíndrica. A primeira cunha (74) de perfil é utilizada para apresentar uma superfície de ligação adequada, por exemplo, uma superfície de ligação adesiva, para permitir a fácil fixação do primeiro painel (72) extensor ao extensor (70) de lâmina. A primeira borda (74) de perfil pode compreender um corpo estendido disposto para se estender ao longo da direção longitudinal do extensor (70) de lâmina, ao qual é desejado para ligar um extensor de aeroescudo e / ou a cunha (74) de perfil pode compreender uma pluralidade de elementos de cunha que estão ligados em posições ao longo do comprimento do extensor (70).

[00115] A cunha (74) compreende uma primeira superfície (75a) moldada para fixação da cunha (74) à superfície do extensor (70) de lâmina, em que a primeira superfície (75a) moldada é moldada para corresponder ao perfil de superfície do extensor (70) de lâmina. Por exemplo, na forma de realização da Fig. 5, a cunha (74) pode compreender uma superfície (75a) curvada individual para ligação à superfície curvada do extensor (70) cilíndrico, mas será compreendido que a cunha (74) de perfil pode compreender uma superfície duplamente curvada para ligação à superfície de estruturas relativamente mais complexas, por exemplo, uma região de transição de uma pá de turbina eólica. A cunha (74) compreende, ainda, uma segunda superfície planar (75b) localizada oposta à dita primeira superfície (75a) moldada, em que a cunha (74) está disposta de tal modo, que a segunda superfície planar (75b) apresenta uma superfície plana relativamente chata, adequada para uma superfície de ligação adesiva.

[00116] A primeira superfície (75a) moldada da cunha (74) de perfil está ligada à superfície do extensor (70) de lâmina, preferencialmente utilizando uma ligação adesiva, mas quaisquer outros métodos de ligação adequados podem ser utilizados, por exemplo, aparafusamento, rebitagem, etc. Por conseguinte, a segunda superfície planar (75b) da cunha (74) de perfil apresenta uma superfície de ligação a qual pode ser ligada uma primeira extremidade (72a) do primeiro painel (72) extensor, preferencialmente utilizando uma ligação adesiva, mas quaisquer outros métodos de ligação adequados podem ser utilizados, por exemplo, aparafusamento, rebitagem, etc. Por conseguinte, a Fig. 5 apresenta um extensor (70) de pá tendo um primeiro painel (72) extensor de uma peça extensora de um aeroescudo ligado por meio de uma primeira cunha (74) de perfil, o primeiro painel (72) extensor ligado à cunha (74) de perfil numa primeira extremidade (72a) do painel (72), com uma segunda extremidade (72b) de borda de fuga do painel (72) projetando distal do extensor (70).

[00117] Na Fig. 6, uma segunda clivagem 76 de perfil está ligada no lado oposto do extensor (70) de pá à primeira cunha (74) de perfil. Semelhante à primeira cunha (74) de perfil, a segunda cunha (76) de perfil pode compreender um corpo estendido disposto para se estender ao longo da direção longitudinal do extensor (70) de lâmina, ao qual se pretende ligar um extensor de aeroescudo e / ou a clivagem 76 de perfil pode compreender uma pluralidade de elementos de cunha, que estão ligados em locais ao longo do comprimento do extensor (70).

[00118] Com referência à Fig. 9, a segunda cunha (76) compreende uma primeira superfície (77a) moldada para fixação da cunha (76) à superfície do extensor (70) de lâmina, em que a primeira superfície (77a) moldada é moldada para corresponder ao perfil de superfície do extensor (70) de lâmina. Por exemplo, na forma de realização da Fig. 5, a cunha (76) pode compreender uma superfície (77a) curvada isoladamente para ligação à superfície curvada do extensor (72) cilíndrico, mas será compreendido que a segunda cunha (76) de perfil pode compreender uma superfície duplamente curvada para ligação à superfície de estruturas relativamente mais complexas, por exemplo, uma região de transição de uma pá de turbina eólica. A cunha (76) compreende, ainda, uma segunda superfície (77b) plana localizada oposta à dita primeira superfície (77a) moldada, em que a cunha (76) está disposta de tal modo, que a segunda superfície (77b) planar apresenta uma superfície plana relativamente plana, adequada para uma superfície de ligação adesiva. A primeira superfície (77a) moldada, da cunha (76) de perfil, está ligada à superfície do extensor (70) de lâmina, preferencialmente utilizando uma ligação adesiva, mas quaisquer outros métodos de ligação adequados podem ser utilizados, por exemplo, aparafusamento, rebitagem, etc.

[00119] Uma pluralidade de elementos (78) de reforço é proporcionada, a qual está a ser ligada à superfície virada internamente (73b) do primeiro painel (72) e que também pode ser ligada à superfície do extensor (72) de lâmina. Os elementos (78) de reforço, da Fig. 6, são proporcionados como elementos de painel planares, preferencialmente elementos de anteparo. Os elementos (78) de reforço podem ser formados como construções de painel imprensados, por exemplo, tendo um material de núcleo, tal como balsa ou uma espuma de baixa densidade possuindo uma camada externa de pele, mas será entendido que os elementos (78) de reforço podem ser adicionalmente, ou alternativamente, proporcionados em formas alternativas, por exemplo, como estrutura interna de armação, cabos de tensão, placas de metal, etc. Os elementos (78) de reforço podem ser ligados ao primeiro painel (72) e / ou ao extensor (70) de lâmina processando qualquer método de fixação adequado, preferencialmente ligação adesiva.

[00120] Com referência à Fig. 7, é proporcionado um segundo painel (80) extensor para formar uma segunda superfície externa de uma peça extensora de aeroescudo. O segundo painel (80) compreende uma superfície virada externamente (81a), que é utilizada para formar uma porção da superfície externa da borda de fuga prolongada da peça extensora do aeroescudo e uma superfície (81b) oposta virada internamente.

[00121] O segundo painel (80) extensor está ligado ao conjunto fixando uma primeira extremidade (80a) do segundo painel (80) à segunda superfície (77b) da cunha (76) perfilada, preferencialmente por uma ligação adesiva. De acordo com isto, uma segunda extremidade (80b) do segundo painel (80) extensor está disposta para formar uma extremidade de borda de arrasto da segunda superfície externa da peça extensora em aeroescudo.

[00122] Embora se entenda que o primeiro e segundo painéis (72) e (80) podem ser dispostos de tal modo, que as segundas extremidades (72b) e (80b) de borda de fuga se encontram para formar uma borda de fuga relativamente afiada da peça extensora de aeroescudo, na forma de realização mostrada na Fig. 7 a peça extensora de aeroescudo apresenta uma borda de fuga (82) sem corte, em que um painel (84) de borda de fuga estende-se entre a segunda extremidade (72b) de borda de fuga, do primeiro painel (72) extensor, e a segunda extremidade (80b) de borda de fuga do segundo painel (80) extensor. Será entendido que o painel (84) de borda de fuga pode ser proporcionado como um componente separado para ligação às segundas extremidades (72b) e (80b) de borda de fuga do primeiro e segundo painéis (72) e (80) e / ou para ligação à pluralidade de elementos (78) de reforço no lado de borda de fuga (82) da peça extensora de aeroescudo. Também se entenderá que o painel (84) de borda de fuga pode ser formado integralmente com um dos primeiro e segundo painéis (72) e (80) e / ou o painel (84) de borda de fuga pode ser formado por uma primeira seção de painel, que se projeta a partir da extremidade (72b) de borda de fuga do primeiro painel (72) extensor e uma segunda seção de painel que se projeta a partir da extremidade (80b) de borda de fuga do segundo painel (80) extensor.

[00123] A FIG. A figura 7 ilustra um extensor (70) de pás tendo uma peça extensora de aeroescudo consolidada indicada em 86, a peça (86) extensora de aeroescudo consolidada formando um perfil de borda de fuga prolongado para o extensor (70) de pá. A peça (86) extensora de aeroescudo consolidada pode ser convertida numa peça extensível, proporcionando fendas ou ranhuras de borda de fuga no corpo da peça (86) de extensor de aeroescudo consolidada.

[00124] Com referência à Fig. 8, uma pluralidade de fendas (88) são formadas no corpo da peça (86) de prolongamento de aeroescudo consolidada, preferencialmente executando cortes no corpo do aeroescudo, em particular no painel84 de borda de fuga e no primeiro e segundo painéis (72) e (80) da borda de fuga (82) da peça (86) extensora de aeroescudo consolidada. As fendas (88) prolongam-se a partir da borda de fuga (82) da peça (86) extensora de aeroescudo consolidada e prolongam-se para um ponto (88a) localizado em direção às primeiras extremidades (72a) e (80a) do primeiro e segundo painéis (72) e (80) da peça (86) de extensora de aeroescudo consolidada. Adicionalmente ou alternativamente, as fendas (88) podem ser realizadas cortando, a partir dos pontos (88a) de extremidade das fendas (88), em direção a borda de fuga (82) da peça (86) extensora de aeroescudo consolidada.

[00125] Preferencialmente, a pluralidade de fendas (88) está espaçada com aproximadamente 1-5 metros entre fendas (88) adjacentes, mais preferencialmente cerca de 2-3 metros entre fendas (88) adjacentes.

[00126] Ao proporcionar fendas (88) desta maneira na borda de fuga (82) da peça (86) de aeroescudo consolidada, a borda de fuga (82) do aeroescudo é efetivamente dividida em porções separadas ao longo do comprimento do aeroescudo. Em conformidade, é formada uma peça (90) extensora de aeroescudo relativamente flexível, uma vez que a borda de fuga ranhurada ou fendida permite uma dobragem ou flexão relativa entre porções separadas da borda de fuga (82) sem introduzir tensões de flexão relativamente grandes ao longo da borda de fuga (82). As fendas (88) podem permitir que o aeroescudo "abra", ou "feche", ao longo da extensão do espaço, devido a um movimento semelhante a uma sanfona entre seções separadas do aeroescudo como resultado da dobra da estrutura da pá durante a operação da turbina eólica. Como resultado, a peça (90) de extensão de aeroescudo flexível pode ser formada tendo menos requisitos de reforço, resultando numa construção relativamente mais leve e mais flexível do que na técnica anterior, e que proporciona uma construção e montagem relativamente fáceis.

[00127] Preferencialmente, a pluralidade de fendas (88) é formada ao longo de pelo menos 50% da profundidade ou comprimento de corda do corpo da peça (90) extensora de aeroescudo a partir da referida extremidade de borda de fuga (82) em direção às primeiras extremidades (72a) e (80a) do primeiro e segundo painéis (72) e (80) situados no extensor (70) de lâmina. Preferencialmente, as fendas (88) prolongam-se entre 50-90% da profundidade do corpo, a partir da referida extremidade de borda de fuga (82), em direção às referidas primeiras extremidades (72a) e (80a), preferencialmente, aproximadamente 80% da profundidade do corpo.

[00128] Ao proporcionar fendas (88) que se estendem ao longo de uma maior parte da profundidade do aeroescudo 90, mas inferior a 100% da profundidade, proporcionando-se, deste modo, uma aeroescudo 90 flexível que permite a deformação e dobragem da borda de fuga e que é, simultaneamente, solidamente ligada ao extensor (70) de lâmina ou outra porção de pá de turbina eólica. Também torna possível proporcionar o aeroescudo como uma peça uniforme, que é adaptada à parte interna da pá, que pode proporcionar uma ligação relativamente simples à peça interior da pá, enquanto ainda proporciona uma solução flexível que alivia as cargas.

[00129] As fendas (88) podem ser formadas utilizando qualquer ação de corte adequada, por exemplo, usinagem, perfuração, serragem, etc. Alternativamente, será compreendido que os painéis (70), (80) e (84) podem ser formados tendo ranhuras ou aberturas pré-formadas nos próprios painéis, em que tais ranhuras ou aberturas estão alinhadas durante a montagem do aeroescudo para definerem, coletivamente, a pluralidade de fendas (88).

[00130] Preferencialmente, as fendas (88) são formadas de modo que a abertura definida entre as bordas opostas das fendas (88) seja aerodinamicamente insignificante para o funcionamento normal da pá da turbina eólica. Deve ser entendido que as fendas (88) são dimensionadas, de tal modo, que a abertura é pequena em relação às dimensões que seriam necessárias para afetar o desempenho aerodinâmico do perfil de pá de turbina eólica, por exemplo, em relação ao ruído, ao levantar / arrastar, etc.

[00131] Num aspecto vantajoso, verifica-se que as fendas (88) são preferencialmente dimensionadas de tal modo, que a largura das aberturas proporcionadas pelas fendas seja menor do que a altura da camada limite projetada na área das fendas.

[00132] Num segundo aspecto vantajoso, a largura das aberturas proporcionadas pelas fendas é inferior à altura da subcamada laminar ou da subcamada viscosa na área das fendas.

[00133] Deve ser entendido que as dimensões das fendas (88) podem variar ao longo da extensão longitudinal do aeroescudo (86) flexível, dependendo das condições normais de funcionamento previstas da pá de turbina eólica ao longo do comprimento do aeroescudo. Preferencialmente, a largura das aberturas proporcionadas pelas fendas é inferior a 50 mm, mais preferencialmente inferior a 25 mm. Numa concretização, as fendas têm uma largura de abertura de aproximadamente 15 mm.

[00134] Adicionalmente ou alternativamente, a peça (90) extensora de aeroescudo pode compreender um material flexível (não ilustrado) que é proporcionado dentro ou sobre as aberturas ou lacunas definidas pela pluralidade de fendas (88). O material flexível pode compreender qualquer material adequado que seja operável para cobrir ou selar as aberturas sem afetar significativamente as propriedades estruturais da peça extensora do aeroescudo, por exemplo, borracha, um material plástico flexível, tela, etc. Adicionalmente ou alternativamente, a peça (90) extensora de aeroescudo pode compreender escovas ou cerdas (não mostradas) proporcionadas nas lacunas definidas pela pluralidade de fendas (88). O uso de cerdas, ou escovas, nas fendas pode atuar para cobrir os intervalos definidos pelas fendas e reduzir quaisquer efeitos aerodinâmicos negativos que possam resultar pela presença das fendas na borda de fuga.

[00135] Pode ser proporcionada uma abertura relativamente grande, preferencialmente uma abertura circular, no ponto (88a) de extremidade de cada uma da pluralidade de fendas (88).

[00136] Num aspecto, as aberturas de ponto (88a) de extremidade podem ser formadas nos painéis (72) e (80) antes do corte da pluralidade de fendas (88), de tal modo que as aberturas de ponto (88a) de extremidade proporcionam um ponto de alinhamento ou indicador visual a um operador para o alinhamento correto das fendas (88). Adicionalmente ou alternativamente, as aberturas de ponto (88a) de extremidade podem proporcionar um ponto de acesso para a introdução de um dispositivo de corte, que pode ser utilizado para cortar as ditas fendas (88) no corpo da peça extensora 86 de aeroescudo consolidada, cortando uma abertura, ou ranhura, da dita abertura de ponto (88a) de extremidade para a borda de fuga (82) da peça (86) extensora de aeroescudo consolidada. As aberturas de ponto (88a) de extremidade podem ser formadas por um corte ou usinagem dos painéis (72) e (80) e / ou as aberturas 88a podem ser formadas integrais aos painéis (72) e (80) durante a fabricação dos referidos painéis (72) e (80).

[00137] Numa concretização preferida, a pluralidade de elementos (78) de reforço está disposta dentro do interior da peça extensora de aeroescudo, em que um par de elementos (78) de reforço está posicionado em qualquer um dos lados e estreitamente adjacentes a cada uma da pluralidade de fendas (88). Em conformidade, cada par de elementos (78) de reforço pode atuar para vedar, substancialmente, cada seção de borda de fuga eficaz do aeroescudo (90) flexível, de qualquer lado das fendas (88), para impedir a entrada de detritos, etc., para o interior do aeroescudo (90). Além disso, os elementos (78) de reforço podem atuar para proporcionar resistência estrutural a cada seção eficaz de borda de fuga.

[00138] Embora o primeiro e / ou segundo painéis possam ser proporcionados como um painel plano substancialmente plano, deve-se entender que podem ser utilizadas formas mais complexas. Por exemplo, os painéis (72) e (80) podem ser moldados para formar uma superfície de lado de pressão ou de sucção convenientemente curvada, por exemplo, proporcionando um painel com uma superfície externa relativamente côncava ou convexa. Com referência à vista em corte representada na fig. 9, pode ver-se que o primeiro painel (72) é proporcionado para ter uma superfície (73a) orientada externamente de forma relativamente côncava, para formar uma porção do lado de pressão do extensor de aeroescudo da pá de turbina eólica. De modo semelhante, o segundo painel (80) pode ser proporcionado como um painel plano, ou com uma curvatura relativamente pequena, para formar uma superfície virada externamente (81a) ligeiramente convexa com a face exterior, para formar uma porção do lado de sucção do extensor de aeroescudo de pá de turbina eólica.

[00139] Além disso, enquanto os elementos (78) de reforço são, preferencialmente, fornecidos como elementos de anteparo para vedar, substancialmente, seções do aeroescudo (90), os elementos (78) de reforço podem ser proporcionados com aberturas (92) definidas no mesmo, para permitir drenagem, equalização de pressão, etc., entre lados opostos dos elementos (78) de reforço.

[00140] Deve ser entendido que os painéis (72), (80) e (84) e / ou os elementos (78) de reforço podem ser formados como construções de painel imprensadas, por exemplo, pela infusão de camadas de um material de fibra como uma pele proporcionada em torno de um material de núcleo interno, por exemplo, balsa e / ou material de núcleo de espuma de baixa densidade.

[00141] Embora as formas de realização ilustradas mostrem a utilização de um aeroescudo num extensor de pá cilíndrico, será compreendido que o aeroescudo pode ser utilizado em qualquer outra porção de uma pá de turbina eólica, por exemplo, na extremidade de raiz de uma pá de turbina eólica, ao longo de uma seção de borda de fuga de uma pá de turbina eólica, etc. Além disso, enquanto as formas de realização ilustradas mostram a fabricação e montagem do aeroescudo num extensor de pás cilíndrico, deve ser entendido que o aeroescudo pode ser fabricado separadamente para um componente de pá de turbina eólica existente, o aeroescudo configurado para ser posteriormente adaptado a um componente existente, por exemplo, uma pá de turbina eólica tendo uma parte cilíndrica interior, por exemplo, tendo uma seção transversal circular, elíptica ou oval.

[00142] Além disso, embora as concretizações ilustradas mostrem a utilização de cunhas (74) e (76) de perfil adicional para compensar as diferenças nas superfícies de ligação do extensor (70) de lâmina e dos painéis (72) e (70) do aeroescudo, deve entender-se que tais cunhas de perfil compensatório podem ser formadas, integralmente, com a porção da pá de turbina eólica, por exemplo, o extensor de lâmina, ao qual é desejado ligar um extensor de aeroescudo. Em princípio, seria também possível integrar as cunhas de perfil no extensor de aeroescudo, o que aliviaria as cargas na ligação de cola à superfície da referida porção da pá de turbina eólica.

[00143] A fabricação e utilização de uma lâmina de peça extensível flexível de aeroescudo, como mostrado, proporciona uma operação melhorada de uma pá de turbina eólica tendo um tal aeroescudo flexível, o qual é mais capaz de resistir forças operacionais de flexão ao longo da borda de fuga da pá durante o tempo de vida da pá.

[00144] Embora a invenção tenha sido previamente descrita com referência a uma peça extensora dotada de fendas integradas, é evidente que as cunhas de perfil podem ser utilizadas para todos os tipos de peças extensíveis de modo a obter uma superfície de ligação de cola maior. Consequentemente, as cunhas de perfil podem, também, serem utilizadas para peças extensoras sem fendas. De acordo com a invenção, as cunhas de perfil são, preferencialmente, adaptadas para ligação a uma peça interior da pá, onde a curvatura é relativamente grande (ou seja, o raio de curvatura é relativamente baixo).

[00145] A cunha (74) de perfil, de acordo com a invenção, é mostrada mais detalhadamente na Fig. 10. A cunha (74) de perfil está ligada ao extensor (70) de lâmina. A cunha (74) de perfil compreende uma superfície interior (97), que está ligada ao extensor de lâmina (70), e uma superfície exterior (98) para ligação do corpo da peça (90) extensora. A superfície interior (97) tem um raio interior de curvatura Ri, e a superfície exterior tem um raio de curvatura exterior Ro. A cunha (74) de perfil é vantajosamente concebida de modo que o raio de curvatura exterior Ro seja maior do que o raio interior de curvatura Ri. Além disso, a superfície exterior (98) pode ter uma área maior que a superfície interior (97). Deste modo, pode ser proporcionada uma superfície de ligação mais plana e maior para a ligação da peça (90) extensora de aeroescudo. Para uma superfície de ligação exterior verdadeiramente plana, o raio exterior de curvatura Ro se aproxima do infinito. A cunha (74) de perfil pode ser formada como uma estrutura compósita tendo um material de núcleo (94), tal como madeira de balsa ou polímero espumado, envolvido num material de reforço de fibras (96), por exemplo, polímero reforçado com fibra de vidro.

[00146] A invenção não está limitada às formas de realização aqui descritas, e pode ser modificada ou adaptada sem se afastar do âmbito da presente invenção.

Claims

1. Conjunto de pás de turbina eólica que compreende uma pá de turbina eólica tendo uma extremidade de ponta, uma extremidade de raiz, uma borda de ataque e uma borda de fuga com um comprimento de corda que se estende entre as mesmas, em que a pá de turbina eólica compreende uma parte interna e uma parte externa, em que a parte interna da pá de turbina eólica é formada como uma estrutura de suporte de carga tendo uma seção transversal substancialmente circular, elíptica ou oval, caracterizado por compreender adicionalmente uma peça extensora de aeroescudo que compreende: um corpo para ligação a um lado de borda de fuga de um perfil de uma pá de turbina eólica, tendo o corpo uma primeira extremidade para ligação ao lado de borda de fuga do perfil e uma segunda extremidade de borda de fuga para formar um perfil de borda de fuga de perfil de aerofólio prolongado, para uma porção do perfil da pá de turbina eólica, e compreendendo um painel de lado de pressão e um painel de lado de sucção; em que a peça extensora de aeroescudo está ligada à parte interna da pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando pelo menos uma primeira cunha de perfil para o primeiro lado da pá de turbina eólica e uma segunda cunha de perfil para um segundo lado da pá de turbina eólica, em que as ditas pelo menos primeira e segunda cunhas de perfil são moldadas para compensar a geometria da pá turbina de eólica, e em que a primeira e a segunda cunhas de perfil compreendem uma superfície de fixação interna para fixação à superfície da lâmina de turbina eólica e uma superfície externa para fixação ao extensor aeroescudo, em que a superfície de fixação externa tem uma superfície maior do que a superfície de fixação interna.

2. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira e pela segunda cunhas de perfil estarem dispostas entre a peça extensora de aeroescudo e a pá de turbina eólica.

3. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela peça extensora de aeroescudo estar ligada à pá de turbina eólica por meio de duas cunhas de perfil.

4. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela superfície de fixação interior ter um primeiro raio de curvatura e a superfície de ligação exterior ter um segundo raio de curvatura, em que o primeiro raio de curvatura é menor do que o segundo raio de curvatura.

5. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela superfície de ligação externa ser substancialmente planar ou achatada.

6. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela parte interior ser cilíndrica.

7. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela parte de dentro ser um extensor de lâmina.

8. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela primeira e pela segunda cunhas de perfil serem formadas integralmente com a pá de turbina eólica.

9. Conjunto de pás de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela primeira e pela segunda cunhas de perfil serem formadas como uma estrutura compósita, por exemplo, um material de núcleo, tal como madeira de balsa ou polímero espumado envolvido numa pele de reforço de fibra.

10. Turbina eólica eólica caracterizada por compreender uma pá de turbina eólica ou um conjunto de pás de turbina conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

11. Método de montagem de uma porção de pá de turbina eólica tendo uma extensão de borda de fuga, caracterizado por compreender as etapas de: proporcionar uma porção de pá de turbina eólica tendo um lado de borda dianteira e um lado de borda de fuga, em que a porção de pá de turbina eólica compreende uma parte interna e uma parte externa, em que a parte interna da pá de turbina eólica é formada como uma estrutura de suporte de carga tendo uma seção transversal substancialmente circular, elíptica ou oval; proporcionar um painel de lado de pressão de uma peça extensora de aeroescudo; proporcionar um painel de lado de sucção de uma peça extensora de aeroescudo; ligar uma primeira cunha de perfil a um primeiro lado da parte interna da dita porção de pá de turbina eólica; ligar um primeiro dos referidos painéis de lado de pressão e de sucção à referida porção de pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando a referida primeira cunha de perfil; ligar uma segunda cunha de perfil a um segundo lado da parte interna da referida porção de pá de turbina eólica; e ligar um segundo dos referidos painéis laterais de pressão e de sucção à referida porção de pá de turbina eólica, pelo menos parcialmente, utilizando a referida segunda cunha de perfil, em que os referidos painéis laterais de pressão e de sucção formam uma extensão de borda de fuga de aeroescudo para a referida porção de pá de turbina eólica, em que a primeira e a segunda cunhas de perfil compreendem uma superfície de fixação interna para fixação à superfície da lâmina de turbina eólica e uma superfície externa para fixação ao extensor aeroescudo, em que a superfície de fixação externa tem uma superfície maior do que a superfície de fixação interna.