BR112019003620B1 - Sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica (10), o sistema compreendendo um conjunto de estrutura de raiz e um conjunto de estrutura de ponta. Os conjuntos de estrutura compreendem partes de estrutura laterais (72, 74) tendo, cada uma, um elemento superior (84), um elemento inferior (86), uma viga central (88), uma primeira e uma segunda viga inclinada superior (90, 92) e uma primeira e uma segunda viga inclinada inferior (94, 96). A presente invenção também refere-se ao uso do sistema para transportar e/ou armazenar uma ou mais lâminas de turbina eólica.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica. Noutro aspecto, a presente invenção refere-se à utilização do sistema para transportar e/ou armazenar uma ou mais lâminas de turbina eólica.

Estado da técnica

[002] A energia eólica está se tornando cada vez mais popular devido à sua produção de energia limpa e ambientalmente amigável. As lâminas do rotor de turbinas eólicas modernas capturam energia cinética do vento ao usar um design sofisticado de lâmina criado para maximizar a eficiência. As lâminas da turbina podem, hoje, exceder 80 metros de comprimento e 4 metros de largura. As lâminas são tipicamente feitas de um material polimérico reforçado com fibra e compreendem uma metade de invólucro de lado de pressão e uma metade de invólucro de lado de sucção. O perfil da seção transversal de uma lâmina típica inclui um aerofólio para criar um fluxo de ar que conduz a uma diferença de pressão entre ambos os lados. A força de elevação resultante gera torque para produzir eletricidade.

[003] Transportar lâminas de turbinas eólicas a partir de um local de produção para uma usina de energia eólica requer muitas etapas de transporte. Normalmente, as lâminas são transportadas por caminhão, trem ou navio e novamente por caminhão até o local da usina de energia eólica. Além disso, é necessário recarregar entre os diferentes tipos de transporte. Finalmente, as lâminas são armazenadas na instalação de produção e no local da usina de turbina eólica. Devido ao tamanho e à fragilidade das grandes lâminas de rotor, as lâminas podem ser danificadas durante o transporte, bem como durante o carregamento e o descarregamento. Tal dano pode degradar seriamente o desempenho das lâminas. Portanto, as lâminas precisam ser cuidadosamente embaladas para garantir que não sejam danificadas.

[004] Em vista das dimensões crescentes das lâminas de turbina eólica modernas, está se tornando mais desafiador e dispendioso transportar as lâminas. Os custos de transporte podem chegar a até 20% dos custos totais para fabricar, transportar e montar a lâmina de turbina eólica no rotor de uma lâmina de turbina eólica. Além disso, algumas lâminas são transportadas para a usina de energia eólica usando diferentes modos de transporte, tal como por caminhão, trem e navio. Alguns desses modos de transporte podem ter restrições sobre grandes cargas, alturas máximas, larguras máximas, distâncias máximas entre estruturas ou suportes de transporte, por exemplo, ditadas por regulamentações locais. Portanto, existe um problema logístico de fornecer soluções de transporte adequadas para vários tipos de transporte.

[005] No geral, há uma demanda para tornar as soluções de transporte mais simples, mais seguras e mais baratas. Em particular, existe uma demanda para tornar tais sistemas mais flexíveis, de modo que a adaptação a uma certa situação de transporte seja possível. Isto aplica-se, por exemplo, à mudança do transporte terrestre para o transporte marítimo. Embora as restrições de altura exijam o mínimo possível de espaçamento entre as lâminas, o transporte marítimo pode exigir um aumento do espaçamento entre as lâminas para evitar o contato entre as lâminas durante a perturbação do mar.

[006] O documento WO 2014/064247 descreve um sistema de transporte e armazenamento para pelo menos duas lâminas de turbina eólicas O sistema é adaptado para empilhar as lâminas em uma disposição alternada de extremidade de raiz para extremidade de ponta. A extremidade de ponta da segunda lâmina de turbina eólica pode prolongar-se para além da extremidade de raiz da primeira lâmina de turbina eólica, e a extremidade de ponta da primeira lâmina de turbina eólica pode prolongar-se para além da extremidade de raiz da segunda lâmina de turbina eólica, quando a primeira e a segunda lâminas de turbina eólica estão dispostas no sistema de embalamento.

[007] O documento EP1387802 divulga um método e sistema para transportar duas lâminas de turbina eólica retas, em que a extremidade de raiz, de uma primeira lâmina, é disposta em uma primeira estrutura de embalamento e a extremidade de ponta, de uma segunda lâmina vizinha, é disposta em uma segunda estrutura de embalamento que é disposta ao lado e conectada à primeira estrutura de embalagem com o efeito de que as lâminas são armazenadas compactamente ao lado umas das outras em uma disposição "ponta para raiz". No entanto, neste sistema de transporte, as estruturas de extremidade de ponta suportam as lâminas na extremidade de ponta das lâminas, onde são mecanicamente mais frágeis. Além disso, as estruturas de embalamento estão dispostas na extremidade de raiz e na ponta de lâmina. Portanto, a distância entre as estruturas de embalamento é aproximadamente igual ao comprimento das lâminas. Para lâminas muito longas de 45 metros ou mais, isso pode não ser possível devido a regulamentações locais e restrições ao transporte.

[008] Utilizando algumas destas abordagens do estado da técnica para transportar e/ou armazenar lâminas de turbina eólica cada vez maiores envolve o desafio de proporcionar uma estrutura com baixo peso e alta flexibilidade, enquanto mantém um elevado padrão de estabilidade estrutural e segurança.

[009] É, portanto, um primeiro objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de transporte e armazenamento para lâminas de turbina eólica que supere ou aperfeiçoe pelo menos uma das desvantagens do estado da técnica ou que proporcione uma alternativa útil.

[010] Particularmente, é um objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de transporte e armazenamento que seja suficientemente leve, mas mecanicamente estável.

[011] É outro objetivo da presente invenção fornecer uma solução de transporte e armazenamento que seja simples e econômica.

Resumo da invenção

[012] Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica, a lâmina tendo um contorno perfilado incluindo um lado de pressão e um lado de sucção, e uma borda de ataque e uma borda de fuga com uma corda tendo um comprimento de corda prolongando-se entre elas, a lâmina de turbina eólica prolongando-se em uma direção de envergadura entre uma extremidade de raiz e uma extremidade de ponta, em que o sistema compreende um conjunto de estrutura de raiz compreendendo pelo menos um receptáculo de extremidade de raiz e uma estrutura de extremidade de raiz, em que o receptáculo de extremidade de raiz é montado na estrutura de extremidade de raiz, o sistema compreendendo adicionalmente um conjunto de estrutura de ponta compreendendo pelo menos um receptáculo de extremidade de ponta e uma estrutura de extremidade de ponta, em que o receptáculo de extremidade de ponta é montado na estrutura de extremidade de ponta, em que a estrutura de extremidade de raiz e/ou a estrutura de extremidade de ponta compreende, cada uma, uma primeira parte de estrutura lateral e uma segunda parte de estrutura lateral estando lateralmente espaçadas e estando rigidamente conectadas mutuamente por meio de pelo menos uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente, em que cada parte de estrutura lateral compreende - um elemento superior disposto horizontalmente, - um elemento inferior disposto substancialmente horizontalmente oposto ao elemento superior, - uma viga central disposta substancialmente verticalmente e que conecta o elemento superior ao elemento inferior, - uma primeira e uma segunda viga inclinada superior dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada superior prolonga-se entre o elemento superior e a viga central, - uma primeira e uma segunda viga inclinada inferior dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada inferior se prolonga entre o elemento inferior e a viga central.

[013] A primeira e a segunda viga inclinada superior podem prolongar-se no mesmo plano. A primeira e a segunda viga inclinada inferior podem prolongar-se no mesmo plano. A primeira e segunda viga inclinada superior e a primeira e segunda viga inclinada inferior podem prolongar-se no mesmo plano.

[014] A primeira parte de estrutura lateral pode prolongar-se em um primeiro plano lateral. A segunda parte de estrutura lateral pode prolongar-se em um segundo plano lateral. O primeiro plano lateral e o segundo plano lateral podem ser paralelos. O primeiro plano lateral e/ou o segundo plano lateral podem ser perpendiculares a pelo menos uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente.

[015] Os presentes inventores descobriram que esta configuração permite um design melhor e mais leve em comparação com algumas das disposições do estado da técnica, enquanto mantem a estabilidade mecânica necessária. Em uma modalidade preferida, a primeira viga inclinada superior e a segunda viga inclinada superior formam um ângulo agudo, e/ou a primeira viga inclinada inferior e a segunda viga inclinada inferior formam um ângulo agudo. De um modo preferido, a primeira e segunda viga inclinada superior prolongam-se a partir das duas extremidades opostas respectivas do elemento superior, enquanto que a primeira e segunda viga inclinada inferior se prolongam a partir das duas extremidades opostas respectivas do elemento inferior.

[016] Em outra modalidade, o ângulo formado entre a primeira viga inclinada superior e a segunda viga inclinada superior é o mesmo que o ângulo formado entre a primeira viga inclinada inferior e a segunda viga inclinada inferior. De acordo com outra modalidade, a primeira viga inclinada superior tem o mesmo comprimento que a segunda viga inclinada superior, e/ou a primeira viga inclinada inferior tem o mesmo comprimento que a segunda viga inclinada inferior. Preferencialmente, todas as vigas inclinadas têm o mesmo comprimento.

[017] Em uma modalidade preferida, a viga central, a primeira e segunda viga inclinada superior e a primeira e segunda viga inclinada inferior estão dispostas simetricamente. Nesta disposição, a primeira e segunda viga inclinada superior formam vantajosamente uma forma em V, e a primeira e segunda viga inclinada inferior formam uma forma em V invertido.

[018] Em uma outra modalidade, a respectiva primeira e segunda viga inclinada superior e a respectiva primeira e segunda viga inclinada inferior são fixas à viga central dentro de uma região da viga central que está afastada da extremidade superior e inferior da mesma pelo menos por pelo menos 30% do comprimento vertical total da viga central. É, portanto, preferido que o ponto de contato entre a viga central e as respectivas vigas inclinadas esteja próximo do ponto médio da viga central, conforme visto na sua extensão vertical. Preferencialmente, todas as vigas inclinadas contatam a viga central dentro de uma região correspondente a não mais do que 30% de sua extensão vertical, isto é, uma região que está espaçada mais/menos que 15% do seu ponto médio.

[019] Preferencialmente, cada estrutura de extremidade de ponta é empilhável no topo de uma estrutura de extremidade de raiz e vice- versa, de modo que o sistema seja operável para empilhar lâminas de turbina eólica sucessivas em uma disposição alternada de extremidade raiz para extremidade de ponta. Em uma modalidade preferida, a estrutura de extremidade de ponta e a estrutura de extremidade de raiz compreendem, cada uma, meios de empilhamento inferiores em uma parte de base das mesmas e meios de empilhamento superiores em uma parte superior das mesmas, os referidos meios de empilhamento inferiores estando dispostos de modo a serem conectados aos meios de empilhamento superiores por meio de meios de bloqueio para permitir o empilhamento de uma primeira estrutura de extremidade de ponta no topo de uma segunda estrutura de extremidade de ponta, os referidos meios de empilhamento inferiores definindo pelo menos uma porção da superfície inferior da estrutura de extremidade de ponta. Portanto, as armações de extremidade de ponta e as armações de extremidade de raiz podem ser empilhadas em uma configuração extremidade de ponta para extremidade de raiz. No entanto, com uma estrutura intermediária, elas também podem ser empilhadas em uma configuração extremidade de raiz para extremidade de raiz.

[020] Em uma modalidade, o elemento superior compreende uma superfície superior substancialmente horizontal, a referida superfície superior compreendendo uma ou mais protrusões, e em que o elemento inferior compreende uma superfície inferior substancialmente horizontal, a referida superfície inferior compreendendo uma ou mais cavidades para receber a uma mais protrusão na superfície superior do elemento superior de outra estrutura de extremidade de raiz ou estrutura de extremidade de ponta em uma disposição empilhada.

[021] De acordo com outra modalidade, dois blocos em forma de trapézio são fixos em lados opostos da viga central para receber porções de extremidade da primeira e segunda viga superior e inferior inclinada. Isto foi encontrado para resultar em um design particularmente estável.

[022] De acordo com outra modalidade, a viga central tem uma seção transversal retangular. Em uma modalidade preferida, as vigas inclinadas têm uma seção transversal retangular. Preferencialmente, a viga central e/ou as vigas inclinadas são ocas. Portanto, os conjuntos de estrutura da presente invenção têm um design leve vantajoso.

[023] Em uma modalidade, o receptáculo de extremidade de raiz é montado de forma articulável à estrutura de extremidade de raiz, preferencialmente ao longo de um eixo horizontal. Os receptáculos de extremidade de raiz podem ser suportados de forma articulável para evitar que grandes momentos de flexão entrem nas estruturas.

[024] O receptáculo de extremidade de raiz pode ser montado na viga central da primeira parte de estrutura lateral e/ou na viga central da segunda parte de estrutura lateral.

[025] Em uma modalidade preferida, o receptáculo de extremidade de raiz é montado de modo removível na estrutura de extremidade de raiz. Os receptáculos da extremidade da raiz podem, com vantagem, ser desmontados da estrutura de extremidade de raiz e instalados na lâmina antes de serem carregados na estrutura principal. De acordo com outra modalidade, o sistema compreende dois receptáculos de extremidade de raiz montados na estrutura de extremidade de raiz.

[026] Vantajosamente, cada receptáculo de extremidade de raiz compreende uma pluralidade de orifícios de passagem para aparafusar a extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica ao receptáculo de extremidade de raiz. Em uma modalidade preferida, os orifícios de passagem estão dispostos em pelo menos um arco e/ou pelo menos uma linha.

[027] Preferencialmente, os orifícios de passagem estão dispostos para aparafusar extremidades de raiz de pelo menos dois diâmetros diferentes ao receptáculo de extremidade de raiz. É particularmente preferido que os orifícios de passagem estejam dispostos para receber três tipos diferentes de lâminas com diferentes padrões de parafusos.

[028] De acordo com outra modalidade, o receptáculo de extremidade de raiz compreende um bloco de material, o referido bloco compreendendo uma superfície de suporte arqueada para receber a extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica. A superfície de suporte arqueada, vantajosamente, corresponde a parte da superfície externa da extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica e é, de preferência, feita de um material que previne arranhões na superfície da lâmina. Em uma modalidade, a superfície de suporte do receptáculo de extremidade de raiz é moldada de modo a, pelo menos parcialmente, conformar-se a um contorno de superfície de extremidade de raiz da lâmina.

[029] Em uma modalidade preferida, o receptáculo de extremidade de ponta é um fixador de extremidade de ponta. O fixador de extremidade de ponta pode compreender uma superfície de suporte para receber a lâmina de turbina eólica perto da sua extremidade de ponta. A superfície de suporte pode ser fabricada a partir de um material flexível, sendo capaz de adaptar-se, pelo menos parcialmente, à superfície da lâmina. A superfície de suporte é, de preferência, fabricada a partir de um material que previne arranhões na superfície da lâmina. A superfície de suporte que não é arranhada pode ser formada por um material de madeira, um material de borracha, um material têxtil ou um material polimérico, por exemplo, um polímero em espuma, tal como espuma de poliuretano. A superfície de suporte do fixador de extremidade de ponta pode, além disso, compreender um enchimento que é graduado com dureza, de modo que as maiores forças são desviadas para o laminado principal no qual a lâmina é suportada.

[030] De acordo com outra modalidade, o receptáculo de extremidade de ponta é deslizável em pelo menos uma direção, de preferência uma direção horizontal. Preferencialmente, o receptáculo de extremidade de ponta é deslizável na direção z, tal como mais ou menos 50 mm, para permitir que a lâmina se mova livremente quando oscila. O receptáculo de extremidade de ponta também pode articular em torno da direção x. Os receptáculos de extremidade de ponta podem ser removidos sem a necessidade de remover a estrutura inteira.

[031] Em uma modalidade, o receptáculo de extremidade de ponta é montado de modo articulável na estrutura de extremidade de ponta. De acordo com modalidade, o receptáculo de extremidade de ponta é montado de modo removível na estrutura de extremidade de ponta.

[032] O receptáculo de extremidade de ponta pode ser montado na viga central da primeira parte de estrutura lateral e/ou na viga central da segunda parte de estrutura lateral.

[033] Em uma modalidade, a parte de estrutura transversal compreende uma ou mais barras dispostas horizontalmente, interligando a primeira e segunda parte de estrutura lateral. Em uma modalidade preferida, a barra disposta horizontalmente tem uma seção transversal circular para receber pelo menos um anel fixador de um receptáculo de extremidade de raiz. Além disso, a parte de estrutura transversal pode compreender adicionalmente uma primeira e uma segunda barra de reforço, de preferência em uma orientação inclinada, e um elemento de base transversal, substancialmente horizontalmente disposto, interligando a primeira e segunda parte de estrutura lateral.

[034] De acordo com outra modalidade, o conjunto de estrutura de raiz e/ou o conjunto de estrutura de ponta compreende pelo menos uma escada, de preferência duas escadas. Isso é vantajoso para permitir que a equipe operacional instale e desmonte os receptáculos e/ou as lâminas.

[035] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se ao uso de um sistema de acordo com a presente invenção para transportar e/ou armazenar uma ou mais lâminas de turbina eólica.

[036] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica, a lâmina tendo um contorno perfilado incluindo um lado de pressão e um lado de sucção, e uma borda de ataque e uma borda de fuga com uma corda tendo um comprimento de corda prolongando-se entre elas, a lâmina de turbina eólica prolongando-se em uma direção de envergadura entre uma extremidade de raiz e uma extremidade de ponta, em que o sistema compreende um conjunto de estrutura de raiz compreendendo pelo menos um receptáculo de extremidade de raiz e uma estrutura de extremidade de raiz, em que o receptáculo de extremidade de raiz é montado na estrutura de extremidade de raiz, em que o receptáculo de extremidade de raiz compreende um bloco de material, o referido bloco compreendendo uma superfície de suporte arqueada para receber a extremidade da raiz de uma lâmina de turbina eólica, em que o conjunto da estrutura de extremidade de raiz, tal como a estrutura de extremidade de raiz, compreende um espaço aberto para cima, tal como uma pluralidade de espaços abertos para cima, para receber uma pluralidade de parafusos de fixação fixos à extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica. O bloco pode compreender a pluralidade de espaços abertos para cima.

[037] A vantagem deste conjunto de estrutura de raiz é que ele pode ser facilmente usado para lâminas offshore, uma vez que as lâminas podem ser removidas diretamente verticalmente para cima e para fora do conjunto, enquanto nos invólucros de instalação. Isto é, em particular, facilitado pelo bloco com a superfície de suporte arqueada, de preferência tendo a forma de meia lua. O bloco com a superfície de meia lua é, de preferência, conectado de forma articulável na estrutura de extremidade de raiz. A superfície de suporte arqueada, vantajosamente, corresponde a parte da superfície externa da extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica e é, de preferência, feita de um material que previne arranhões na superfície da lâmina.

Descrição detalhada da invenção

[038] A invenção é explicada mais detalhadamente abaixo com referência às modalidades mostradas nos desenhos, em que

[039] A Figura 1 mostra uma turbina eólica,

[040] A Figura 2 mostra uma vista esquemática de uma lâmina de turbina eólica,

[041] A Figura 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio da seção I-I da Figura 4,

[042] A Figura 4 mostra uma vista esquemática da lâmina de turbina eólica, vista de cima e de lado,

[043] A Figura 5 mostra uma vista em perspectiva de um conjunto de estrutura de raiz de acordo com a presente invenção,

[044] A Figura 6 mostra outra vista em perspectiva de um conjunto de estrutura de raiz de acordo com a presente invenção,

[045] A Figura 7 é uma vista em corte ao longo da linha A-A’ na Figura 5,

[046] A Figura 8 é uma vista superior de um elemento inferior de um conjunto de estrutura de raiz de acordo com a presente invenção;

[047] A Figura 9 é uma vista em corte ao longo da linha B-B’ na Figura 6,

[048] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de um receptáculo de extremidade de raiz de acordo com a presente invenção, e

[049] A Figura 11 é uma vista em perspectiva de outro tipo de receptáculo de extremidade de raiz de acordo com a presente invenção, e

[050] A Figura 12 é uma vista em perspectiva de um conjunto de estrutura de ponta de acordo com a invenção.

Descrição detalhada

[051] A Figura 1 ilustra uma turbina eólica moderna convencional contra o vento de acordo com o chamado "Conceito dinamarquês" com uma torre 4, uma nacele 6 e um rotor com um eixo de rotor substancialmente horizontal. O rotor inclui um cubo 8 e três lâminas 10 prolongando-se radialmente a partir do cubo 8, cada uma tendo uma raiz de lâmina 16 mais próxima do cubo e uma ponta de lâmina 14 mais afastada do cubo 8. O rotor tem um raio denotado por R.

[052] A Figura 2 mostra uma vista esquemática de uma primeira modalidade de uma lâmina de turbina eólica 10 de acordo com a invenção. A lâmina de turbina eólica 10 tem a forma de uma lâmina 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 de raiz 30 e a região de aerofólio 34. A lâmina 10 compreende uma borda de ataque 18 voltada para a direção de rotação da lâmina 10, quando a lâmina é montada no cubo, e uma borda de fuga 20 voltada para a direção oposta da borda de ataque 18.

[053] A região de aerofólio 34 (também chamada de região perfilada) tem uma forma de lâmina ideal ou quase ideal em relação à geração de elevação, enquanto a região de raiz 30, devido às considerações estruturais, tem uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica, o que, por exemplo, facilita e torna mais seguro montar a lâmina 10 no cubo. O diâmetro (ou a corda) da região de raiz 30 pode ser constante ao longo de toda a região de raiz 30. A região de transição 32 tem um perfil de transição mudando gradualmente da forma circular ou elíptica, da região de raiz 30, para o perfil de aerofólio, da região de aerofólio 34. O comprimento da corda da região de transição 32 tipicamente aumenta com o aumento da distância r do cubo. A região de aerofólio 34 tem um perfil de aerofólio com uma corda prolongando-se entre a borda de ataque 18 e a borda de fuga 20 da lâmina 10. A largura da corda diminui com o aumento da distância r do cubo.

[054] Um ressalto 40 da lâmina 10 é definido como a posição, em que a lâmina 10 tem o seu maior comprimento de corda. O ressalto 40 é tipicamente fornecido no limite entre a região de transição 32 e a região de aerofólio 34.

[055] Deve-se notar que as cordas de diferentes seções da lâmina normalmente não estão em um plano comum, uma vez que a lâmina pode ser torcida e/ou curvada (ou seja, pré-dobrada), fornecendo assim o plano de corda com um curso correspondente torcido e/ou curvado, sendo este o caso mais frequente para compensar a velocidade local da lâmina que depende do raio do cubo.

[056] As Figuras 3 e 4 descrevem parâmetros que são utilizados para explicar a geometria da lâmina de turbina eólica de acordo com a invenção.

[057] A Figura 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio 50 de uma lâmina típica de uma turbina eólica representada com os vários parâmetros, que 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 o uso - isto é, durante a rotação do rotor - normalmente estão voltados para o lado de barlavento (ou contra o vento) e o lado de sotavento (ou a favor), respectivamente. O aerofólio 50 tem uma corda 60 ou linha de corda com um comprimento de corda c prolongando-se entre uma borda de ataque 56 e uma borda de fuga 58 da lâmina. 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 arqueamento 62, que é uma linha mediana através do perfil de aerofólio 50. A linha mediana pode ser encontrada ao desenhar círculos inscritos a partir da borda de ataque 56 para a borda de fuga 58. A linha mediana segue os centros desses círculos inscritos e o desvio ou distância a partir da corda 60 é chamado de arqueamento f. A assimetria também pode ser definida pelo uso de parâmetros chamados de arqueamento superior (ou arqueamento do lado de sução) e arqueamento inferior (ou arqueamento do lado de pressão), que são definidos como as distâncias da corda 60 e do lado de sucção 54 e do lado de pressão 52, respectivamente.

[058] Os perfis de aerofólio são frequentemente caracterizados pelos seguintes parâmetros: o comprimento da corda c, o arqueamento máximo f, a posição df do arqueamento máximo f, a espessura máxima do aerofólio t, que é o maior diâmetro dos círculos inscritos ao longo da linha de arqueamento média 62, a posição dt da espessura máxima t e um raio de bico (não mostrado). Esses parâmetros são geralmente definidos como relações para o comprimento da corda c. Portanto, uma espessura de lâmina 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 do arqueamento máximo do lado de pressão pode ser usada como um parâmetro de projeto e, claro, também a posição do arqueamento máximo do lado de sução.

[059] A Figura 4 mostra outros parâmetros geométricos da lâmina. A lâmina tem um comprimento total de lâmina L. Conforme mostrado na Figura 3, 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 em uma posição r = Lw, e tem uma largura de ressalto W, que é igual ao comprimento de corda no ressalto 40. O diâmetro da raiz é definido como D. A curvatura da borda de fuga da lâmina na região de transição pode ser definida por dois parâmetros, viz. um raio de curvatura externa mínima ro e um raio de curvatura interna mínima ri, definidos como o raio de curvatura mínima da borda de fuga, visto a partir do exterior (ou atrás da borda de fuga), e o raio de curvatura mínimo, visto a partir do interior (ou na frente da borda de fuga), respectivamente. A lâmina é provida com uma pré-dobra, que é definida como (Δy), que corresponde à deflexão fora do plano a partir de um eixo transversal (22) da lâmina.

[060] As Figuras 5 e 6 são vistas frontal e posterior em perspectiva de um conjunto de estrutura de raiz 64 de acordo com a presente invenção. O conjunto de estrutura de raiz 64 inclui dois receptáculos de extremidade de raiz 68a, 68b montados em uma estrutura de extremidade de raiz compreendendo uma primeira parte de estrutura lateral 72 e uma segunda parte de estrutura lateral 74 rigidamente conectadas por uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente 76 compreendendo uma barra transversal orientada horizontalmente 76. Cada parte de estrutura lateral 72, 74 compreende um elemento superior 84 disposto horizontalmente e um elemento inferior 86 disposto horizontalmente.

[061] As partes de estrutura lateral 72, 74 também compreendem uma viga central 88 disposta substancialmente verticalmente e que conecta o elemento superior 84 ao elemento inferior 86. Uma primeira e uma segundo viga inclinada superior 90, 92 estão dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada superior 90, 92 prolonga-se entre o elemento superior 84 e a viga central 88. Similarmente, uma primeira e uma segunda viga inclinada inferior 94, 96 estão dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada inferior 94, 96 prolonga-se entre o elemento inferior 86 e a viga central 88.

[062] Tanto a primeira viga inclinada superior 90 como a segunda viga inclinada superior 92 formam um ângulo agudo, bem como a primeira viga inclinada inferior 94 e a segunda viga inclinada inferior 96, resultando em uma disposição simétrica da viga central 88, das vigas inclinadas 90, 92, 94, 96 e dos elementos superiores e inferiores 84, 86. Isto é melhor ilustrado na vista em seção transversal da Figura 7, que é tomada ao longo da linha A-A’ na Figura 5.

[063] Conforme visto nas Figuras 5-7, dois blocos em forma de trapézio 97a, 97b são fixos em lados opostos da viga central 88 para receber porções de extremidade da primeira e segunda viga inclinada superior e inferior 90, 92, 94, 96. As vigas inclinadas são fixas à viga central 88 perto do ponto médio da sua extensão de comprimento vertical, isto é, dentro de uma região da viga central que está espaçada da extremidade superior e inferior da mesma em pelo menos 30% do comprimento vertical total da viga central.

[064] Como melhor visto na Figura 7, o elemento superior 84 compreende uma superfície superior horizontal que compreende três protrusões 98a, 98b, 98c. Além disso, o elemento inferior 86 compreende uma superfície inferior horizontal que compreende três cavidades correspondentes 100a, 100b, 100c para receber as três protrusões 98a, 98b, 98c na superfície superior do elemento superior de outra estrutura de extremidade de raiz ou estrutura de extremidade de ponta em uma disposição empilhada. As cavidades 100a, 100b, 100c são mostradas na vista superior isolada do elemento inferior 86 na Figura 8. O conjunto de estrutura de raiz 64 também compreende duas escadas 75 para permitir ao pessoal operacional montar ou remover componentes.

[065] A Figura 9 é uma vista em corte ao longo da linha B-B’ na Figura 6. Ela ilustra a primeira parte de estrutura lateral 72 e a segunda parte de estrutura lateral 74 estando rigidamente conectadas por uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente compreendendo uma barra transversal orientada horizontalmente 76, primeira e segunda barras de reforço 78, 80 e um elemento de base transversal 82.

[066] Conforme visto na vista ampliada da Figura 10, o receptáculo de extremidade de raiz 68 compreende uma pluralidade de orifícios de passagem 69 para aparafusar a extremidade de raiz, de uma lâmina de turbina eólica, ao receptáculo de extremidade de raiz 68. Os orifícios de passagem 69 estão dispostos em três filas substancialmente em forma de arco para permitir o aparafusamento de diferentes extremidades de raiz de diferentes diâmetros ao receptáculo de extremidade de raiz 68. O receptáculo de extremidade de raiz 68 pode ser montado de modo removível à estrutura de extremidade de raiz utilizando a sua região de fixação 67, a qual, nesta modalidade, toma a forma de um grampo em forma de bucha. Preferencialmente, o receptáculo de extremidade de raiz 68 é montado de modo articulável à estrutura de extremidade de raiz, ao longo de um eixo horizontal, preferencialmente à barra transversal horizontal 76.

[067] A Figura 11 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de um receptáculo de extremidade de raiz 68 de acordo com a presente invenção. Aqui, o receptáculo de extremidade de raiz 68 compreende um bloco 102 de material, o bloco 102 compreendendo uma superfície de suporte arqueada 104 para receber a extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica. A superfície de suporte arqueada 104 pode ser feita de borracha. Ela corresponde a parte da superfície externa da extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica. O receptáculo de extremidade de raiz 68 da Figura 11 também compreende uma placa de fixação 106 para fixar o receptáculo de extremidade de raiz 68 à estrutura. O bloco 102 pode compreender vários espaços abertos para cima, tais como fendas ou receptáculos que podem receber elementos de fixação, tais como parafusos de fixação inseridos na extremidade de raiz da lâmina. O bloco 102 tem a vantagem de que a raiz de lâmina pode ser removida do bloco 102 ao elevar verticalmente a raiz de lâmina. O bloco 102 pode ser usado de forma independente ou em combinação com a estrutura ou o conjunto de estrutura mencionados acima.

[068] A Figura 12 é uma vista em perspectiva de um conjunto de estrutura de ponta de acordo com a invenção. O conjunto de estrutura de ponta 66 compreende um receptáculo de extremidade de ponta na forma de um fixador de extremidade de ponta 70 para receber uma lâmina de turbina eólica perto da sua extremidade de ponta. O fixador 70 tem uma superfície de suporte 71, de preferência fabricada a partir de material que não é arranhado. O fixador de extremidade de ponta 70 é montado na estrutura de extremidade de ponta, de modo que é deslizável em uma direção da envergadura substancialmente horizontal.

[069] A invenção não está limitada às modalidades descritas aqui e pode ser modificada ou adaptada sem se afastar do âmbito da presente invenção. Lista de numerais de referência 2 turbina eólica 4 torre 6 nacele 8 cubo 10 lâmina 14 ponta de lâmina 16 raiz de lâmina 18 borda de ataque 20 borda de fuga 22 eixo transversal 30 região de raiz 32 região de transição 34 região de aerofólio 40 ressalto/posição de corda máxima 50 perfil de aerofólio 52 lado de pressão 54 lado de sucção 56 borda de ataque 58 borda de fuga 60 corda 62 linha de arqueamento/linha mediana 64 conjunto de estrutura de raiz 66 conjunto de estrutura de ponta 67 região de fixação de receptáculo de extremidade de raiz 68 receptáculo de extremidade de raiz 69 orifícios de passagem 70 receptáculo de extremidade de ponta 71 superfície de suporte de receptáculo de extremidade de ponta 72 primeira parte de estrutura lateral 74 segunda parte de estrutura lateral 75 escada 76 barra transversal horizontal 78 primeira barra de reforço 80 segunda barra de reforço 82 elemento de base transversal 84 elemento superior 86 elemento inferior 88 viga central 90 primeira viga inclinada superior 92 segunda viga inclinada superior 94 primeira viga inclinada inferior 96 segunda viga inclinada inferior 97 blocos em forma de trapézio 98 protrusões de elemento superior 100 cavidades de elemento inferior 102 bloco de material 104 superfície de suporte arqueada 106 placa de fixação c comprimento de corda dt posição de espessura máxima df posição de arqueamento máximo Dp posição de arqueamento máximo do lado de pressão f arqueamento L comprimento de lâmina r raio local, distância radial a partir da raiz de lâmina t espessura Δy pré-dobra S seção de borda de fuga

Claims (20)

1. Sistema de transporte e armazenamento para uma lâmina de turbina eólica (10), a lâmina tendo um contorno perfilado incluindo um lado de pressão (52) e um lado de sucção (54), e uma borda de ataque (18) e uma borda de fuga (20) com uma corda (60) tendo um comprimento de corda prolongando-se entre elas, a lâmina de turbina eólica (10) prolongando-se em uma direção de envergadura entre uma extremidade de raiz (16) e uma extremidade de ponta (14), caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto de estrutura de raiz compreendendo pelo menos um receptáculo de extremidade de raiz (68) e uma estrutura de extremidade de raiz, em que o receptáculo de extremidade de raiz (68) é montado na estrutura de extremidade de raiz, o sistema compreendendo adicionalmente um conjunto de estrutura de ponta compreendendo pelo menos um receptáculo de extremidade de ponta (70) e uma estrutura de extremidade de ponta, em que o receptáculo de extremidade de ponta (70) é montado na estrutura de extremidade de ponta, em que a estrutura de extremidade de raiz e/ou a estrutura de extremidade de ponta compreende, cada uma, uma primeira parte de estrutura lateral (72) e uma segunda parte de estrutura lateral (74) estando lateralmente espaçadas e estando rigidamente conectadas mutuamente por meio de pelo menos uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente, em que cada parte de estrutura lateral compreende - um elemento superior (84) disposto substancialmente horizontalmente, - um elemento inferior (86) disposto substancialmente horizontalmente oposto ao elemento superior (84), - uma viga central (88) disposta substancialmente verticalmente e que conecta o elemento superior (84) ao elemento inferior (86), - uma primeira e uma segunda viga inclinada superior (90,92) dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada superior prolonga-se entre o elemento superior (84) e a viga central (88), - uma primeira e uma segunda viga inclinada inferior (94,96) dispostas em uma configuração em forma de V, em que cada viga inclinada inferior se prolonga entre o elemento inferior (86) e a viga central (88).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira viga inclinada superior (90) e a segunda viga inclinada superior (92) formam um ângulo agudo, e/ou em que a primeira viga inclinada inferior (94) e a segunda viga inclinada inferior (96) formam um ângulo agudo, e opcionalmente, - em que o ângulo formado entre a primeira viga inclinada superior (90) e a segunda viga inclinada superior (92) é o mesmo que o ângulo formado entre a primeira viga inclinada inferior (94) e a segunda viga inclinada inferior (96), e/ou - em que a primeira viga inclinada superior (90) tem o mesmo comprimento que a segunda viga inclinada superior (92), e/ou em que a primeira viga inclinada inferior (94) tem o mesmo comprimento que a segunda viga inclinada inferior (96), e/ou - em que a viga central (88), a primeira e segunda viga inclinada superior e a primeira e segunda viga inclinada inferior estão dispostas simetricamente.

3. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a respectiva primeira e segunda viga inclinada superior e a respectiva primeira e segunda viga inclinada inferior são fixas à viga central (88) dentro de uma região da viga central (88) que está afastada da extremidade superior e inferior da mesma pelo menos por pelo menos 30% do comprimento vertical total da viga central (88).

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura de extremidade de ponta e a estrutura de extremidade de raiz compreendem, cada uma, meios de empilhamento inferiores (100) em uma parte de base das mesmas e meios de empilhamento superiores (98) em uma parte superior das mesmas, os referidos meios de empilhamento inferiores estando dispostos de modo a serem conectados aos meios de empilhamento superiores por meio de meios de bloqueio para permitir o empilhamento de uma primeira estrutura de extremidade de ponta no topo de uma segunda estrutura de extremidade de ponta, os referidos meios de empilhamento inferiores definindo pelo menos uma porção da superfície inferior da estrutura de extremidade de ponta.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento superior (84) compreende uma superfície superior substancialmente horizontal, a referida superfície superior compreendendo uma ou mais protrusões (98), e em que o elemento inferior (86) compreende uma superfície inferior substancialmente horizontal, a referida superfície inferior compreendendo uma ou mais cavidades (100) para receber a uma mais protrusão na superfície superior do elemento superior (84) de outra estrutura de extremidade de raiz ou estrutura de extremidade de ponta em uma disposição empilhada.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dois blocos em forma de trapézio (97) são fixos em lados opostos da viga central (88) para receber porções de extremidade da primeira e segunda viga superior e inferior inclinada.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de raiz (68) é montado de forma articulável à estrutura de extremidade de raiz, preferencialmente ao longo de um eixo horizontal.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de raiz (68) é montado de forma removível à estrutura de extremidade de raiz.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende dois receptáculos de extremidade de raiz (68) montados na estrutura de extremidade de raiz.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada receptáculo de extremidade de raiz (68) compreende uma pluralidade de orifícios de passagem (69) para aparafusar a extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica ao receptáculo de extremidade de raiz (68), por exemplo - em que os orifícios de passagem estão dispostos em pelo menos um arco e/ou pelo menos uma linha, e/ou - em que, os orifícios de passagem estão dispostos para aparafusar extremidades de raiz de pelo menos dois diâmetros diferentes ao receptáculo de extremidade de raiz (68).

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de raiz (68) compreende um bloco de material, o referido bloco compreendendo uma superfície de suporte arqueada para receber a extremidade de raiz de uma lâmina de turbina eólica.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de ponta (70) é deslizável em pelo menos uma direção, de preferência uma direção horizontal.

13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a parte de estrutura transversal compreende uma ou mais barras dispostas horizontalmente, interligando a primeira e segunda parte de estrutura lateral (74).

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a barra disposta horizontalmente tem uma seção transversal circular para receber pelo menos um anel fixador de um receptáculo de extremidade de raiz (68).

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda viga inclinada superior (90, 92) prolongam-se no mesmo plano.

16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda viga inclinada inferior (90, 92) prolongam-se no mesmo plano.

17. Sistema, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira parte de estrutura lateral (72) prolonga-se num primeiro plano lateral e/ou a segunda parte de estrutura lateral (74) prolonga-se num segundo plano lateral.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o primeiro plano lateral e/ou o segundo plano lateral são perpendiculares a pelo menos uma parte de estrutura transversal que se prolonga transversalmente.

19. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de raiz (68) é montado na viga central (88) da primeira parte de estrutura lateral (72) e/ou na viga central (88) da segunda parte de estrutura lateral (74).

20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o receptáculo de extremidade de ponta (70) é montado na viga central (88) da primeira parte de estrutura lateral (72) e/ou na viga central (88) da segunda parte de estrutura lateral (74).