BR112020000672A2

BR112020000672A2 - lâmina de turbina eólica e um método de fabricação da lâmina de turbina eólica

Info

Publication number: BR112020000672A2
Application number: BR112020000672-6A
Authority: BR
Inventors: Michael LUND-LAVERICK; Lars Nielsen
Original assignee: Lm Wind Power International Technology Ii Aps
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-07-14
Also published as: WO2019012119A1; BR112020000672B1; EP3427931B1; PL3651975T3; CN110869198B; ES2920514T3; EP3427931A1; EP3651975B1; CN110869198A; US11592001B2; CA3066014A1; US20200386203A1; EP3651975A1

Abstract

Esta invenção refere-se a um método de fabricação de uma lâmina de turbina eólica e a uma lâmina de turbina eólica. Um elemento de núcleo central (23c) e uma pluralidade de elementos centrais laterais (23a, 23b) é ensanduichada entre as primeiras camadas (20) e as segundas camadas (25) de um primeiro material de fibra. O elemento de núcleo central é separado dos elementos de núcleo laterais para formar uma primeira e uma segunda reentrância (24a, 24b). Essa estrutura em sanduíche é então impregnada com uma primeira resina e curada em uma primeira etapa. As camadas de um segundo material de fibra de um primeiro e um segundo laminados principais são colocadas na primeira e na segunda reentrâncias. O primeiro e o segundo laminados principais são então impregnados com uma segunda resina e curados em uma segunda etapa.

Description

“LÂMINA DE TURBINA EÓLICA E UM MÉTODO DE FABRICAÇÃO DA LÂMINA DE TURBINA EÓLICA” CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um método de fabricação de uma lâmina de turbina eólica que compreende as etapas de colocação de camadas de um primeiro material de fibra em um molde, organização de elementos de núcleo no topo das ditas camadas, colocação adicional de camadas de um primeiro material de fibra no topo dos elementos de núcleo, infusão do dito primeiro material de fibra e elementos de núcleo com uma primeira resina e cura da dita primeira resina para formar uma estrutura em sanduíche da lâmina de turbina eólica, em que os principais componentes laminados são dispostos em reentrâncias formadas pelos elementos de núcleo fixados à estrutura em sanduíche para formar uma parte da carcaça da lâmina.

[0002] A presente invenção refere-se ainda a uma lâmina de turbina eólica.

ANTECEDENTES

[0003] É sabido que as lâminas de turbinas eólicas para turbinas eólicas modernas se tornaram maiores e mais pesadas, em um esforço para aumentar a produção de energia a partir da turbina eólica. Isso é alcançado aumentando o perfil aerodinâmico das lâminas de turbinas eólicas e, assim, aumentando o comprimento das lâminas. Aumentar o tamanho da lâmina de turbina eólica também aumenta as cargas aerodinâmicas e estáticas na lâmina de turbina eólica, o que, por sua vez, também requer estruturas maiores e mais pesadas de cubos e nacelas, a fim de transferir essas cargas para a torre da turbina eólica.

[0004] Para lâminas maiores de turbinas eólicas, são necessários moldes maiores para fabricar as partes da carcaça da lâmina dessas lâminas grandes de turbinas eólicas. Isso, por sua vez, aumenta a quantidade de material necessário para fabricar a carcaça da lâmina e a estrutura de suporte de carga disposta dentro da carcaça da lâmina, aumentando assim ainda mais os custos e o tempo total de fabricação.

[0005] A lâmina de turbina eólica pode ser fabricada colocando-se camadas de um laminado de um material de fibra em um molde de lâmina, opcionalmente após a aplicação de um revestimento de gel sobre a superfície de moldagem. Opcionalmente, um material de núcleo pode ser disposto entre um primeiro conjunto de camadas de material de fibra e um segundo conjunto de camadas de material de fibra para formar uma estrutura em sanduíche. Uma resina é então introduzida no material de fibra e no material de núcleo opcional e, finalmente, curada para formar uma primeira parte de carcaça de lâmina com um perfil aerodinâmico desejado. O processo é então repetido para uma segunda parte da carcaça da lâmina. As duas partes da carcaça da lâmina curada podem então ser unidas através de um adesivo. As superfícies externas, opcionalmente apenas as linhas de cola, da carcaça da lâmina podem ser trabalhadas em sua forma final e depois revestidas para formar a lâmina acabada da turbina eólica.

[0006] O documento EP 2934857 A2 divulga um processo de fabricação em duas etapas, em que camadas de um material de fibra são inicialmente colocadas na superfície de moldagem, após o qual são colocados elementos de núcleo, reforços da borda de fuga e reforços da borda de ataque. As camadas adicionais de materiais de fibra são, em seguida, colocadas sobre os elementos de núcleo e os reforços de borda de fuga e de ataque. Uma resina é então introduzida e curada. Um laminado principal contínuo da lâmina da turbina eólica é posteriormente disposto em uma reentrância contínua formada pelos elementos de núcleo. O laminado principal é então fixado à parte da lâmina pré-curada, por exemplo, introduzindo uma resina que é então curada.

[0007] O documento EP 3086924 A1 divulga um processo de fabricação de etapa única, em que as primeiras camadas de um material de fibra e, em seguida, os elementos de núcleo são inicialmente colocados na superfície de moldagem. Após isso, camadas de um primeiro e um segundo laminado principal são dispostas em uma primeira reentrância e uma segunda reentrância formadas pelos elementos de núcleo. As segundas camadas de um material de fibra são finalmente colocadas sobre os elementos de núcleo e adicionalmente sobre o primeiro e o segundo laminados principais. Uma resina é então introduzida e curada. Os tecidos permeáveis são ainda dispostos em ambos os lados de cada laminado principal, a fim de facilitar o fluxo da resina em cada laminado principal.

[0008] O documento EP 2788176 A1 divulga um processo de fabricação alternativo, em que várias porções da carcaça da lâmina são pré-fabricadas separadamente usando moldes de fabricação e depois unidas em um molde de união. Uma porção central pré-curada compreende um elemento de núcleo central, um laminado principal e ainda um primeiro elemento de núcleo lateral localizado em cada lado do elemento de núcleo central é inicialmente colocado no molde de união. Outras porções pré- curadas compreendendo os elementos de núcleo do segundo lado são subsequentemente colocadas no molde de união e depois unidas a cada primeiro elemento do núcleo usando uma infusão a vácuo. Alternativamente, os elementos de núcleo do segundo lado podem ser colocados diretamente no molde de união e depois fundidos e curados.

[0009] O documento EP 3099471 A1 divulga um processo de fabricação em duas etapas em que camadas de um primeiro material de fibra são colocadas em um molde, infundidas com uma primeira resina e depois curadas. Posteriormente, as camadas de um segundo material de fibra são colocadas na estrutura curada e infundidas com uma segunda resina. O segundo material de fibra infundido é finalmente curado para formar uma lâmina de turbina eólica integrada.

[0010] O documento EP 1162058 A1 divulga um processo de fabricação de uma estrutura compósita tendo um material de núcleo oco ensanduichado entre camadas de um material reforçado com fibra,

em que a resina pode ser infundida de maneira uniforme e rápida devido à forma do material do núcleo.

OBJETO DA INVENÇÃO

[0011] Um objetivo da invenção é fornecer um método e uma lâmina de turbina eólica que resolvam os problemas acima mencionados.

[0012] Outro objetivo da invenção é fornecer um método e uma lâmina de turbina eólica que reduzam o tempo total de fabricação.

[0013] Ainda outro objetivo da invenção é fornecer um método e uma lâmina de turbina eólica que forneçam uma colocação aprimorada dos laminados principais.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0014] Um objetivo da invenção é alcançado por um método de fabricação de uma lâmina de turbina eólica, em que o método compreende as etapas de:

[0015] - colocar inúmeras primeiras camadas de um primeiro material de fibra em um molde, sendo que as primeiras camadas definem uma superfície lateral externa da lâmina de turbina eólica,

[0016] - dispor vários elementos de núcleo de um material de núcleo no topo do dito primeiro número de camadas,

[0017] - colocar adicionalmente várias segundas camadas do primeiro material de fibra no topo do pelo menos dito número de elementos de núcleo, sendo que as segundas camadas definem uma superfície lateral interna da lâmina de turbina eólica,

[0018] - infundir as ditas camadas do primeiro material de fibra e os ditos elementos de núcleo com uma primeira resina,

[0019] - curar substancialmente a dita primeira resina para formar uma estrutura em sanduíche da lâmina de turbina eólica,

[0020] - dispor vários componentes laminados principais em um número correspondente de reentrâncias formadas pelo dito número de elementos de núcleo,

[0021] - fixar os ditos componentes laminados principais à estrutura em sanduíche para formar uma parte da carcaça da lâmina da lâmina de turbina eólica, caracterizada por

[0022] - um elemento de núcleo central ser disposto entre pelo menos dois elementos de núcleo laterais, em que os ditos pelo menos dois elementos de núcleo laterais são separados do elemento de núcleo central em uma direção no sentido da corda para formar uma primeira reentrância para receber um primeiro componente laminado principal e uma segunda reentrância para receber um segundo componente laminado principal.

[0023] Isso fornece um método aprimorado de fabricação de grandes lâminas de turbinas eólicas com um laminado principal dividido ou uma tampa de longarina. Isso permite que a parte da carcaça da lâmina a ser fabricada utilize um processo de duas etapas, em que a estrutura de suporte de carga e o resto da parte da carcaça da lâmina são fabricados em etapas separadas. Isso, por sua vez, permite um processo de colocação aprimorado da estrutura de suporte de carga e, portanto, uma redução no tempo total de fabricação. Isso também pode permitir o posicionamento otimizado da estrutura de suporte de carga e/ou a transferência otimizada das cargas de cisalhamento na alma.

[0024] O presente método pode ser vantajosamente usado para fabricar a porção aerodinâmica da carcaça da lâmina em uma primeira etapa e depois fabricar pelo menos os laminados principais em uma segunda etapa. Opcionalmente, as almas de cisalhamento adjacentes ou viga de caixa podem ser fabricadas em conjunto com o respectivo laminado principal, formando assim uma estrutura integrada. As almas de cisalhamento ou viga de caixa podem ser formadas por um ou mais subelementos unidos.

[0025] Inicialmente, é fornecido um molde de lâmina com uma superfície de moldagem conformada para formar um lado de pressão ou sucção da lâmina de turbina eólica fabricada. A superfície de moldagem se estende em uma direção longitudinal a partir de uma primeira extremidade, por exemplo, uma raiz da lâmina, até uma segunda extremidade, por exemplo, uma extremidade da ponta. A superfície de moldagem se estende adicionalmente em uma direção no sentido da corda a partir de uma primeira borda, por exemplo, uma borda de ataque, até uma segunda borda, por exemplo, uma borda de fuga.

[0026] Inúmeras primeiras camadas de um primeiro material de fibra são colocadas na superfície de moldagem na direção longitudinal e/ou no sentido da corda. Aqui, o termo genérico “primeiro material de fibra” refere-se a quaisquer tipos de material de fibra usados para formar a estrutura em sanduíche. Por exemplo, uma, duas, três ou mais primeiras camadas podem ser dispostas em uma configuração empilhada na superfície de moldagem. Essas primeiras camadas formam uma película externa da parte da carcaça da lâmina. Opcionalmente, um revestimento, por exemplo, um revestimento de gel, pode ser aplicado à superfície de moldagem antes da colocação das primeiras camadas. Isso reduz a quantidade de pós-moldagem necessária e, portanto, reduz o tempo de acabamento.

[0027] Um ou mais elementos de núcleo centrais são então posicionados acima das primeiras camadas, em uma direção longitudinal. Os elementos de núcleo centrais podem ser dispostos com um comprimento de corda predeterminado medido a partir da borda de ataque ou de fuga. Os elementos de núcleo centrais podem, após a cura da primeira resina, ser usados para guiar a estrutura de suporte de carga, se pré-fabricada ou pré-empilhada, para sua posição correta ou como uma barreira lateral durante a colocação, como descrito posteriormente.

[0028] Um ou mais elementos de núcleo laterais são ainda posicionados acima das primeiras camadas em ambos os lados dos elementos de núcleo centrais. Vários primeiros elementos de núcleo laterais estão separados dos elementos de núcleo centrais em direção à borda de ataque para formar uma primeira reentrância que se estende na direção longitudinal. Vários segundos elementos de núcleo são separados dos elementos de núcleo centrais em direção à borda de fuga para formar uma segunda reentrância estendendo-se na direção longitudinal. Isso permite que cargas e tensões sejam distribuídas na parte da carcaça da lâmina.

[0029] Várias segundas camadas do primeiro material de fibra são subsequentemente colocadas acima dos elementos de núcleo centrais e laterais na direção longitudinal e/ou no sentido da corda. As segundas camadas se estendem adicionalmente ao longo acima das primeiras camadas na primeira e segunda reentrâncias. Por exemplo, uma, duas, três ou mais segundas camadas podem ser dispostas em uma configuração empilhada. Essas segundas camadas formam uma película interna da parte da carcaça da lâmina, confinando assim os respectivos elementos de núcleo.

[0030] Após a colocação, as segundas camadas são cobertas com um material de saco e uma primeira resina é introduzida no material de fibra usando um processo VARTM (moldagem por transferência de resina assistida a vácuo) ou RTM (moldagem por transferência de resina). À primeira resina é então curada em uma primeira etapa para formar uma estrutura em sanduíche da parte da carcaça da lâmina. Nas respectivas reentrâncias, a primeira e a segunda camadas formam um laminado combinado com uma espessura aumentada. Um primeiro e um segundo laminados principais são fabricados, como descrito mais adiante, e depois fixados à estrutura em sanduíche acima em um berço de suporte de lâmina ou no molde de lâmina. Isso permite que o laminado principal dividido seja posicionado com precisão e fixado à parte da carcaça da lâmina, uma vez que os elementos de núcleo centrais podem ser usados para alinhar cada laminado principal.

[0031] De acordo com uma modalidade, pelo menos um dos ditos primeiro e segundo componentes laminados principais compreende uma pluralidade de camadas de um segundo material de fibra disposto em uma configuração empilhada, em que o dito pelo menos um do primeiro e segundo componentes laminados principais é fixado por infusão das ditas camadas do segundo material de fibra com uma segunda resina e depois pela cura da dita segunda resina.

[0032] O primeiro e/ou o segundo laminados principais podem ser fabricados dispondo uma pluralidade de camadas de um segundo material de fibra em uma configuração empilhada. Aqui, o termo genérico “segundo material de fibra” refere-se a quaisquer tipos de material de fibra usados para formar o laminado principal. A colocação dessas camadas pode ser realizada em um molde laminado principal ou separado do molde da lâmina. As camadas individuais podem ser costuradas ou enroladas em conjunto, usando outras fibras ou, caso contrário, colocadas no local, durante ou após a colocação. Isso fornece um componente laminado principal empilhado a seco que pode então ser posicionado na respectiva reentrância na estrutura em sanduíche acima.

[0033] As camadas individuais podem alternativamente ser unidas com um aglutinante termoplástico ou um adesivo ou uma resina disposta entre as camadas individuais. Alternativamente, as camadas individuais, por exemplo, os panos tecidos ou as malhas individuais, podem ser cobertas com o dito aglutinante ou adesivo termoplástico, de modo que as camadas entrem em contato direto entre si. As camadas empilhadas podem assim formar um componente laminado principal pré-formado ou pré-fabricado. Esses componentes laminados principais pré-formados ou pré-fabricados podem então ser posicionados na respectiva reentrância na estrutura em sanduíche acima.

[0034] Uma vez posicionado, o componente laminado principal pode ser coberto com um material de saco e uma segunda resina é introduzida no segundo material de fibra usando um processo VARTM ou RTM. A segunda resina é então curada para integrar o componente laminado principal na parte da carcaça da lâmina.

[0035] De acordo com uma modalidade especial, as ditas camadas do segundo material de fibra são colocadas diretamente na primeira ou na segunda reentrância.

[0036] O processo de colocação das camadas do primeiro e/ou do segundo laminados principais pode ser alternativamente realizado diretamente nas respectivas reentrâncias. Os elementos de núcleo centrais e os elementos de núcleo laterais podem, assim, funcionar como barreiras laterais durante esse processo de colocação, permitindo, assim, uma colocação mais precisa das camadas individuais. Isso também forma um componente laminado principal empilhado a seco.

[0037] Opcionalmente, pelo menos uma camada do segundo material de fibra pode ser colocada para se estender sobre o elemento de núcleo central e se estender ainda, parcial ou totalmente, sobre o primeiro e o segundo laminados principais. Isso forma uma película intermediária ou porções de película entre o primeiro e o segundo laminados principais, como mencionado mais adiante.

[0038] De acordo com outra modalidade especial, pelo menos um dos ditos primeiro e segundo componentes laminados principais é fabricado separadamente da lâmina de turbina eólica usando um molde laminado principal e, em seguida, fixado à estrutura em sanduíche usando um adesivo.

[0039] Alternativamente, a segunda resina pode ser introduzida nas camadas do primeiro e/ou do segundo laminados principais após a colocação no molde de laminado principal para formar uma estrutura de pré-impregnação. Esse componente laminado principal pré-impregnado pode então ser posicionado na respectiva reentrância na estrutura em sanduíche e finalmente curado. O molde laminado principal pode ter uma superfície de moldagem que corresponde substancialmente à forma da respectiva reentrância formada na estrutura em sanduíche. Isso permite que o laminado principal seja manufaturado separadamente da parte da carcaça da lâmina, por exemplo, sob condições controladas.

[0040] A segunda resina pode alternativamente ser curada para formar uma estrutura pré-fabricada quando o primeiro e/ou o segundo laminado principal ainda estão no molde de laminado principal. Esse componente laminado principal pré-fabricado pode então ser posicionado na respectiva reentrância na estrutura em sanduíche e fixado por meio de um adesivo disposto entre o laminado principal e a reentrância. O adesivo pode, por exemplo, ser aplicado nas superfícies da reentrância e/ou nas superfícies correspondentes do laminado principal antes ou depois da colocação do componente laminado principal pré-fabricado. Por exemplo, o adesivo pode ser um adesivo fluido ou uma fita adesiva ou filme.

[0041] A película intermediária ou porções de película podem então ser impregnadas com a segunda resina e, opcionalmente, curadas no molde laminado principal antes que os componentes laminados principais sejam posicionados nas reentrâncias.

[0042] De acordo com uma modalidade, a primeira resina é introduzida pelo menos nas camadas do primeiro material de fibra através de um canal de entrada central localizado entre as ditas primeira e segunda reentrâncias.

[0043] Várias entradas e saídas podem ser dispostas na superfície interna das segundas camadas acima antes de introduzir a primeira resina. As entradas e saídas individuais podem compreender cada uma abertura, por exemplo, um canal em forma de ômega, configurado para orientar a primeira resina para dentro ou para fora do primeiro material de fibra, respectivamente. Pelo menos um canal de entrada central pode ser disposto nos elementos de núcleo centrais e pelo menos um canal de entrada lateral pode ser disposto nos elementos de núcleo laterais. Pelo menos um canal de saída pode ser disposto nos elementos de núcleo centrais e/ou nos elementos de núcleo laterais. Isso permite que o primeiro material de fibra seja efetivamente impregnado com a primeira resina.

[0044] Da mesma forma, várias entradas e saídas podem ser distribuídas sobre a superfície interna de cada um do primeiro e segundo “laminados principais antes da introdução da segunda resina. Alternativa ou adicionalmente, as entradas podem ser dispostas sobre uma película intermediária ou porções de película que se estendem entre o primeiro e o segundo laminados principais, como descrito mais adiante. Isso permite que o segundo material de fibra seja efetivamente impregnado com a segunda resina.

[0045] Alternativamente, a entrada (ou entradas) podem ser dispostas entre o primeiro e o segundo laminados principais e a saída (ou saídas) podem ser dispostas nos lados opostos do primeiro e do segundo laminados principais, ou vice-versa. Desse modo, nenhuma entrada ou saída é disposta nas superfícies internas do primeiro e do segundo laminados principais. Isso também permite que o segundo material de fibra seja efetivamente impregnado com a segunda resina.

[0046] As entradas e saídas individuais podem cada uma compreender uma abertura, por exemplo, um canal em forma de ômega, configurado para guiar a segunda resina para dentro ou para fora do segundo material de fibra, respectivamente. A entrada (ou entradas) podem ser dispostas em direção a uma linha central do primeiro ou segundo laminado principal, enquanto a saída (ou saídas) podem ser dispostas em direção às bordas opostas do primeiro ou do segundo laminado principal, ou vice- versa. Isso permite que o segundo material de fibra seja efetivamente impregnado com a segunda resina.

[0047] O primeiro e o segundo laminados principais podem ser impregnados e/ou curados simultaneamente em uma ou mais etapas combinadas. Alternativamente, o primeiro laminado principal pode ser impregnado e curado em uma primeira subetapa e o segundo laminado principal pode ser impregnado e curado em uma segunda subetapa, ou vice- versa.

[0048] De acordo com uma outra modalidade especial, a dita primeira resina é introduzida no primeiro material de fibra por meio de segundos canais de fluxo integrados no elemento de núcleo central.

[0049] Os elementos de núcleo laterais podem compreender uma rede de fluxo de resina integrada configurada para distribuir a primeira resina sobre a área de superfície e permitir que a primeira resina flua para o material de fibra na primeira e na segunda camadas. Por exemplo, a rede de fluxo pode ser formada no lado superior e/ou no lado inferior dos elementos de núcleo laterais. Os sulcos individuais podem ser interligados e se estendem na direção longitudinal e/ou na direção no sentido da corda. Isso facilita adicionalmente o fluxo da primeira resina pelo material da fibra e reduz o risco de formação de pontos secos.

[0050] Da mesma forma, o elemento de núcleo central pode compreender uma rede de fluxo de resina integrada. Por exemplo, a rede de fluxo de resina pode ser formada no lado superior e/ou no lado inferior dos elementos de núcleo centrais. Pelo menos um sulco central pode se estender na direção longitudinal e pode funcionar como uma entrada central para conduzir resina para a rede de fluxo da resina. Uma pluralidade de sulcos laterais pode se estender na direção no sentido da corda e ser interligada ao suco central. Por exemplo, o sulco central pode ter um perfil de seção transversal que é maior que o perfil de seção transversal dos sulcos laterais. Isso facilita ainda mais o fluxo da primeira resina através do material da fibra e reduz o risco de formação de pontos secos.

[0051] De acordo com uma modalidade especial, a segunda resina é introduzida pelo menos nas camadas do segundo material de fibra por meio de um canal de entrada central localizado entre os ditos primeiro e segundo componentes laminados principais.

[0052] Nessa configuração alternativa, os elementos de núcleo centrais podem ser parcial ou totalmente impregnados com a segunda resina juntamente com o primeiro e o segundo laminados principais. Por exemplo, os elementos de núcleo centrais podem ser impregnados com uma mistura da primeira resina e da segunda resina. Por exemplo, a porção da primeira camada do primeiro material de fibra adjacente aos elementos de núcleo centrais e, opcionalmente, o lado inferior dos elementos de núcleo centrais podem ser impregnados com a primeira resina e depois curados na primeira etapa de cura. Por exemplo, a segunda porção de camada de primeiro material de fibra que se encosta ao elemento de núcleo central e, opcionalmente, o lado da parte superior dos elementos de núcleo centrais podem ser impregnadas com a segunda resina e, em seguida, curados na segunda etapa de cura. Isso permite que ambos os laminados principais sejam impregnados com a segunda resina simultaneamente usando o canal de entrada central acima.

[0053] De acordo com uma outra modalidade especial, a dita segunda resina é introduzida no segundo material de fibra através dos primeiros canais de fluxo integrados no elemento de núcleo central.

[0054] A rede de fluxo de resina nos elementos de núcleo centrais pode, alternativamente, ser usada para também guiar a segunda resina no primeiro e segundo laminados principais através das bordas laterais opostas, como descrito mais adiante. Isso permite uma introdução mais uniforme da resina no primeiro e no segundo laminados principais.

[0055] Um objetivo da presente invenção também é alcançado por uma lâmina de turbina eólica fabricada como descrito acima, em que a lâmina de turbina eólica se estende de uma raiz de lâmina até uma extremidade de ponta em uma direção longitudinal e adicionalmente de uma borda de ataque até uma borda de fuga em uma direção no sentido da corda, a lâmina de turbina eólica compreende pelo menos uma parte da carcaça da lâmina com uma superfície lateral externa e uma superfície lateral interna, a pelo menos uma parte da carcaça da lâmina compreende uma estrutura em sanduíche com um primeiro número de camadas de um primeiro material de fibra, um elemento de núcleo central, pelo menos dois elementos de núcleo laterais e um segundo número de camadas de um primeiro material de fibra, em que o elemento de núcleo central é separado do pelo menos dois elementos de núcleo laterais para formar uma primeira reentrância e um segunda reentrância, em que um primeiro laminado principal está disposto dentro da primeira reentrância e um segundo laminado principal está disposto dentro da segunda reentrância, caracterizado por o dito segundo número de camadas de um primeiro material de fibra se estender ao longo do elemento de núcleo central do pelo menos dois elementos de núcleo laterais e adicionalmente ao longo do primeiro número de camadas dentro da primeira e da segunda reentrâncias.

[0056] O presente método pode ser adequadamente utilizado para fabricar lâminas de turbinas eólicas com um comprimento de lâmina igual ou superior a 35 metros, preferencialmente igual ou superior a 50 metros. O presente método pode ser adequadamente utilizado para fabricar lâminas de turbinas eólicas com um laminado principal dividido. Os elementos de núcleo centrais são usados adequadamente para alinhar corretamente as camadas individuais dos laminados principais durante o processo de colocação. Isso reduz o risco de formação de rugas nos laminados principais.

[0057] A lâmina da turbina eólica pode ser uma lâmina de extensão completa ou uma lâmina modular compreendendo pelo menos seções de lâmina configuradas para serem juntas. A lâmina de turbina eólica pode compreender pelo menos duas partes da carcaça da lâmina que juntas formam o perfil aerodinâmico ou o corpo da lâmina de turbina eólica. Cada parte da carcaça da lâmina compreende uma estrutura em sanduíche, em que um primeiro e um segundo laminado principal são integrados à carcaça da lâmina. Os elementos de núcleo centrais e laterais formam uma primeira e uma segunda reentrância nas quais o primeiro e o segundo laminados principais são posicionados. O primeiro e o segundo laminados principais fazem parte da estrutura de suporte de carga.

[0058] As películas interna e externa da estrutura em sanduíche se estendem sobre os elementos centrais individuais e avançam uma sobre as outras na primeira e na segunda reentrâncias. As películas interna e externa formam assim uma película ou laminado combinado nas ditas primeira e segunda reentrâncias. O primeiro e o segundo laminados principais são fixados pelo menos nas superfícies laterais opostas e no lado inferior da primeira e da segunda reentrâncias. Isso permite uma fixação firme entre os laminados principais e o restante da parte da carcaça da lâmina.

[0059] Opcionalmente, uma película interna do primeiro e/ou segundo laminado principal pode se estender parcialmente sobre a película interna da estrutura em sanduíche. A película interna pode ser formada por uma ou mais camadas de um segundo material de fibra, como descrito abaixo. A película interna pode ser formada por um único elemento contínuo ou vários elementos que se estendem ao longo do comprimento do respectivo laminado principal. A película interna pode ser adequadamente utilizada para fixar o laminado principal à superfície interna da estrutura em sanduíche. Como alternativa, a película interna pode funcionar como uma barreira de cola durante a fixação.

[0060] De acordo com uma modalidade, pelo menos um do primeiro e segundo laminados principais compreende uma pluralidade de camadas de um segundo material de fibra infundido com uma segunda resina.

[0061] Um ou ambos os primeiro e segundo laminados principais podem compreender uma pluralidade de camadas de um segundo material de fibra dispostas em uma configuração empilhada. As camadas podem assim formar um laminado do segundo material de fibra. As camadas podem opcionalmente também formar uma película intermediária ou flange de instalação, como mencionado mais adiante As camadas podem ser impregnadas com uma segunda resina e depois curadas, como descrito anteriormente.

[0062] De acordo com uma modalidade, os ditos primeiro e segundo laminados principais são interconectados por pelo menos uma película intermediária ou flange de instalação que se estende sobre o lado superior do elemento de núcleo central.

[0063] Uma ou mais camadas mais superiores do laminado acima podem formar uma película interna. Por exemplo, uma, duas, três ou mais camadas podem formar a película interna. A película interna pode se estender sobre a largura do laminado principal e ainda parcialmente sobre a superfície interna da estrutura em sanduíche. A película interna pode formar um certo número de primeiros flanges de instalação voltados para o elemento de núcleo central e um certo número de segundos flanges de instalação voltados para os elementos de núcleo laterais. Os primeiros flanges de instalação individuais do primeiro e do segundo laminados principais podem ser alinhados ou deslocados na direção longitudinal. Os primeiros flanges de instalação do primeiro laminado principal podem encostar ou se intersectar com os primeiros flanges de instalação do segundo laminado principal, assim parcialmente ou totalmente cobrindo a película interna ao longo dos elementos de núcleo centrais. Isso aumenta a área total de conexão. O primeiro e o segundo flanges de instalação individuais também podem funcionar como barreiras de cola durante a fixação.

[0064] O primeiro e segundo flanges de instalação podem ser interconectados para formar uma pluralidade de porções de película intermediárias ou uma película intermediária que se estende sobre todos os elementos de núcleo centrais. A película intermediária ou porções de película podem compreender pelo menos uma camada do segundo material de fibra. Essa configuração pode ser adequada para elementos de núcleo centrais muito estreitos. Isso permite que a segunda resina flua de uma entrada central para os dois laminados principais ou de ambos os laminados principais para uma saída central.

[0065] O primeiro e o segundo laminados principais podem ter, cada um, um lado inferior, um lado superior e superfícies de borda opostas. Por exemplo, a superfície lateral superior pode ser substancialmente nivelada com a superfície interna adjacente da estrutura em sanduíche. Alternativamente, o lado superior pode formar uma porção saliente que se estende a partir da superfície interna adjacente da estrutura em sanduíche. Uma porção adjacente da segunda camada pode ter um perfil cônico que se afunila do laminado principal em direção à borda de ataque ou de fuga.lsso pode ser conseguido adicionando uma ou mais camadas adicionais na película interna. Alternativamente, o elemento de núcleo lateral adjacente pode ter um perfil cônico que se afunila do laminado principal em direção à borda de ataque ou de fuga. Assim, proporcionando uma transição suave entre o laminado principal e a estrutura em sanduíche.

[0066] As superfícies de bordas podem estar voltadas para os elementos de núcleo centrais e os elementos de núcleo laterais, respectivamente. Por exemplo, uma primeira superfície de borda do primeiro laminado principal pode estar voltada para uma segunda superfície de borda do segundo laminado principal. As ditas primeira e segunda superfícies de borda de cada laminado principal podem ser moldadas para formar um perfil de borda cônico ou inclinado. Isso permite maior rigidez e uma transferência ideal de tensão do laminado principal para o restante da parte da carcaça da lâmina.

[0067] De acordo com uma modalidade, a dita primeira resina é igual à dita segunda resina e/ou o dito primeiro material de fibra é igual ao dito segundo material de fibra.

[0068] A primeira resina pode, por exemplo, ser igual à segunda resina, de modo que a mesma resina possa ser usada para impregnar o material da fibra na estrutura em sanduíche e nos laminados principais. Isso permite que a primeira e a segunda resina tenham as mesmas propriedades adesivas para aderir ao primeiro e ao segundo materiais de fibra, respectivamente.

[0069] A primeira resina pode, por exemplo, diferir da segunda resina, portanto, dois tipos de resina podem ser utilizados para fabricar a estrutura em sanduíche e os laminados principais. Por exemplo, a primeira resina pode ser uma resina que cura por meio de uma reação química catalítica. A primeira resina pode ser uma resina à base de poliéster ou éster vinílico. Por exemplo, a segunda resina pode ser uma resina que cura aplicando calor, tal como uma resina à base de epóxi. Outros tipos de resinas de cura térmica ou ativadas pelo calor podem ser utilizados.

[0070] O primeiro material de fibra pode, por exemplo, ser igual ao segundo material de fibra, de modo que o mesmo material de fibra possa ser utilizado tanto na estrutura em sanduíche quanto nos laminados principais. Isso permite que o primeiro e o segundo materiais de fibra tenham as mesmas propriedades estruturais. O primeiro material de fibra pode, por exemplo, diferir do segundo material de fibra, portanto, dois tipos de material de fibra podem ser utilizados para fabricar a estrutura em sanduíche e os laminados principais. Isso permite uma maior resistência estrutural.

[0071] Por exemplo, o primeiro e/ou o segundo material de fibra podem compreender fibras feitas de vidro, carbono ou aramida. Alternativamente, o primeiro e/ou o segundo materiais de fibra podem compreender uma mistura de fibras, como uma mistura de vidro e carbono. Por exemplo, o primeiro e/ou o segundo materiais de fibra podem compreender fibras unidirecionais, fibras multiaxiais, fibras triaxiais, fibras biaxiais ou outras orientações de fibras ou uma combinação das mesmas.

[0072] De acordo com uma modalidade, o elemento de núcleo central tem um lado superior, um lado inferior e duas superfícies de bordas opostas, em que o elemento de núcleo central compreende uma rede de fluxo de resina integrada configurada para guiar a resina não curada a partir de uma entrada central e ao longo do elemento de núcleo central, opcionalmente, mais adiante no primeiro e no segundo laminados principais.

[0073] Os elementos de núcleo centrais se estendem na direção longitudinal de uma primeira extremidade local para uma segunda extremidade local. Por exemplo, a primeira extremidade local pode estar localizada na primeira extremidade ou colocada a uma distância predeterminada da primeira extremidade. Por exemplo, a segunda extremidade local pode estar localizada na segunda extremidade ou colocada a uma distância predeterminada da segunda extremidade. O elemento de núcleo central tem ainda uma primeira e uma segunda superfícies de borda, em que uma ou ambas as superfícies de borda podem ser moldadas para formar um perfil de borda cônico ou inclinado. Por exemplo, o elemento de núcleo central pode ter um perfil de seção transversal substancialmente trapezoidal. Isso permite uma fabricação mais fácil da parte da carcaça da lâmina.

[0074] Os elementos de núcleo centrais podem cada um compreender pelo menos uma rede de fluxo de resina integrada que se estende entre as superfícies da borda oposta e/ou as extremidades opostas do elemento de núcleo central. Por exemplo, uma primeira rede de fluxo de resina pode ser disposta no lado de topo e uma segunda rede de fluxo de resina pode ser disposta no lado inferior, tal como descrito anteriormente. A rede de fluxo de resina pode ser configurada para distribuir resina não curada, por exemplo, a primeira ou a segunda resina, ao longo do elemento de núcleo central e mais para dentro do primeiro material de fibra e, por exemplo, também para o segundo material de fibra. A resina pode ser alimentada através de uma entrada central localizada acima do elemento de núcleo central e fora de uma saída, por exemplo, localizada acima do elemento de núcleo lateral. Isso permite uma distribuição uniforme da resina sobre os elementos de núcleo. Isso reduz o risco de delaminação da estrutura em sanduíche central ou dos seus elementos de núcleo centrais.

[0075] Os primeiros elementos de núcleo laterais se estendem na direção longitudinal de uma primeira extremidade local para uma segunda extremidade local e adicionalmente no sentido da corda, de uma primeira borda local voltada para os elementos de núcleo centrais até uma segunda borda local voltada para a borda de ataque. Os segundos elementos de núcleo laterais se estendem na direção longitudinal de uma primeira extremidade local para uma segunda extremidade local e adicionalmente no sentido da corda, desde uma primeira borda local voltada para os elementos de núcleo centrais até uma segunda borda local voltada para a borda de fuga. Cada elemento de núcleo lateral tem ainda uma primeira e uma segunda superfícies de borda. Uma ou ambas as superfícies de borda voltadas para o elemento central do primeiro e segundo elementos de núcleo laterais podem ser moldadas para formar um perfil de borda afunilado ou inclinado. Isso permite ainda uma fabricação mais fácil da parte da carcaça da lâmina.

[0076] Da mesma forma, os elementos de núcleo laterais podem cada um compreender pelo menos uma rede de fluxo de resina integrada que se estende entre as superfícies de borda opostas e/ou as extremidades opostas do elemento de núcleo central. Essa rede de fluxo de resina pode ser configurada para distribuir a primeira resina não curada ao longo do elemento de núcleo lateral e ainda mais no primeiro material de fibra. A primeira resina pode ser alimentada através de uma ou mais entradas localizadas acima dos elementos de núcleo laterais e de uma ou mais saídas localizadas acima dos elementos de núcleo laterais. Isso permite uma distribuição unificada da resina sobre os elementos centrais. Isso reduz o risco de delaminação da estrutura lateral em sanduíche ou dos elementos de núcleo laterais da mesma.

[0077] Os elementos de núcleo centrais e/ou os elementos de núcleo laterais podem ser feitos de madeira balsa, um material de espuma ou outro material leve e adequado. Por exemplo, o material de espuma pode ser poliestireno, poliuretano, polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila (PVC), acetato de celulose ou náilon.

[0078] De acordo com uma modalidade especial, a rede de fluxo de resina compreende vários sulcos formados em pelo menos um dentre o lado superior, o lado inferior e as duas superfícies de borda opostas.

[0079] A rede de fluxo de resina acima mencionada pode ser fabricada por usinagem CNC dos respectivos elementos de núcleo. A rede de fluxo de resina pode ser formada como sulcos com uma profundidade constante ou variável. Isso permite uma fabricação simples e fácil da rede de resina.

[0080] Por exemplo, os elementos de núcleo laterais voltados para o elemento do núcleo central podem compreender sulcos dispostos no lado superior, no lado inferior e em uma ou ambas as superfícies da borda. De modo similar, os elementos de núcleo centrais podem compreender sulcos dispostos no lado de cima, no lado da parte inferior e nas superfícies de borda. Alternativamente, os elementos de núcleo centrais podem compreender primeiros sulcos dispostos no lado superior e parte das superfícies de borda e segundos sulcos dispostos no lado inferior e parte das superfícies de borda. O primeiro e segundo sulcos podem ser separados um do outro para permitir o fluxo de resina independente.

[0081] Alternativamente, as redes de fluxo de resina podem ser tubos embutidos ou canais formados internamente conectados a uma pluralidade de vãos de entrada e aberturas de saída dispostas nas superfícies externas dos elementos de núcleo. Outras configurações das redes de fluxo de resina podem ser usadas.

[0082] De acordo com uma outra modalidade especial, um elemento permeável à resina é disposto dentro de pelo menos um do dito número de sulcos.

[0083] O fluxo da primeira e/ou segunda resina pode ser ainda melhorado por meio de elementos permeáveis dispostos na rede de fluxo de resina acima, por exemplo, sulcos. O elemento permeável pode ser formado como uma tira, pano ou malha de um material permeável. O material permeável pode ser feito de poliéster, poliestireno, náilon, poliéter, acetato de polivinila (PVA) ou outro material permeável ou poroso adequado. Isso facilita ainda mais a distribuição da resina, pois permite que a resina seja guiada na direção longitudinal e/ou no sentido da corda desejada.

[0084] Opcionalmente, uma ou mais camadas de meio de fluxo ou de distribuição de fluxo podem ser dispostas na primeira e/ou na segunda camadas do primeiro material de fibra para facilitar o processo de infusão da primeira resina. Alternativa ou adicionalmente, uma ou mais camadas de meio de fluxo ou de distribuição de fluxo podem ser dispostas nas camadas do segundo material de fibra para facilitar o processo de infusão da segunda resina. Por exemplo, uma camada de meio de fluxo ou de distribuição de fluxo pode se estender sobre a superfície interna de cada componente laminado principal. Por exemplo, uma camada de meio de fluxo ou de distribuição de fluxo pode se estender sobre as superfícies internas do primeiro e segundo componentes laminados principais e adicionalmente sobre a superfície interna do elemento central.

Descrição Dos DESENHOS

[0085] A invenção é explicada em detalhes abaixo com referência a modalidades mostradas nos desenhos, nas quais

[0086] A Figura 1 mostra uma turbina eólica,

[0087] A Figura 2 mostra uma modalidade exemplificadora da lâmina de turbina eólica,

[0088] A Figura 3 mostra uma modalidade exemplificadora de uma porção aerodinâmica de uma parte da carcaça da lâmina após a primeira cura,

[0089] A Figura 4 mostra a parte da carcaça da lâmina após a segunda cura com uma primeira modalidade da estrutura de suporte de carga,

[0090] A Figura 5 mostra a parte da carcaça da lâmina após a segunda cura com uma segunda modalidade da estrutura de suporte de carga,

[0091] A Figura 6 mostra uma modalidade exemplificadora de um molde laminado principal,

[0092] A Figura 7 mostra uma primeira modalidade do primeiro e do segundo laminados principais,

[0093] A Figura 8 mostra uma segunda modalidade do primeiro e segundo laminados principais,

[0094] A Figura 9 mostra uma primeira etapa de fabricação da parte da carcaça da lâmina,

[0095] A Figura 10 mostra uma primeira modalidade de uma segunda etapa de fabricação da parte da carcaça da lâmina,

[0096] A Figura 11 mostra uma segunda modalidade da segunda etapa de fabricação,

[0097] A Figura 12 mostra uma terceira modalidade da segunda etapa de fabricação,

[0098] A Figura 13 mostra uma seção transversal de uma primeira modalidade do elemento de núcleo central com um elemento permeável à resina,

[0099] A Figura 14 mostra uma seção transversal de uma segunda modalidade do elemento de núcleo central com uma rede de fluxo de resina integrada, e

[0100] A Figura 15 mostra uma seção transversal de uma terceira modalidade do elemento de núcleo central com uma primeira e uma segunda redes de fluxo de resina.

[0101] LISTA DE REFERÊNCIAS

1. Turbina de vento

2. Torre de turbina eólica

3. Nacela

4. Cubo

5. Lâminas de turbina eólica

6. Rolamento de passo

7. Raiz da lâmina

8. Extremidade de ponta

9. Borda de ataque

10. Borda de fuga

11. Carcaça da lâmina

12. Lado de pressão

13. Lado de sucção

14. Porção da raiz da lâmina

15. Porção da lâmina aerodinâmica

16. Porção de transição

17. Comprimento da lâmina de turbina eólica

18. Comprimento da corda da lâmina de turbina eólica

19. Parte da carcaça da lâmina

20. Primeiro número de camadas do primeiro material de fibra

21. Molde da lâmina

22. Superfície de moldagem 23a-b. Elementos de núcleo laterais 23c. Elemento de núcleo central 24a-b. Reentrâncias

23. Segundo número de camadas do primeiro material de fibra

24. Reforço da borda de fuga

25. Berço de suporte da lâmina 28a-b. Laminados principais

29. Vão 30a-b. Almas de cisalhamento

31. Molde laminado principal

32. Superfície de moldagem

33. Camadas do segundo material de fibra

34. Lado inferior do laminado principal

35. Lado superior do laminado principal

36. Superfícies de borda 37a-b. Flanges de instalação

38. Entradas

39. Saídas

40. Saco de vácuo

41. Elemento permeável à resina

42. Sulco central

43. Sulcos transversais

[0102] Os números de referência listados são mostrados nos desenhos acima mencionados, onde nem todos os números de referência são mostrados na mesma figura para fins ilustrativos. A mesma parte ou posição vista nos desenhos será numerada com o mesmo número de referência em figuras diferentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0103] A Figura 1 mostra uma turbina eólica moderna 1 compreendendo uma torre de turbina eólica 2, uma nacela 3 disposta no topo da torre 2 de turbina eólica e um rotor definindo um plano de rotor. A nacela 3 está conectada à torre 2 da turbina eólica, por exemplo, através de uma unidade de mancal de guinada. O rotor compreende um cubo 4 e um número de lâminas de turbinas eólicas 5. Aqui, três lâminas de turbinas eólicas são mostradas, mas o rotor pode compreender mais ou menos lâminas de turbinas eólicas 5. O cubo 4 está conectado a um trem de acionamento, por exemplo, um gerador, localizado na turbina eólica 1 através de um eixo de rotação.

[0104] O cubo 4 compreende uma interface de montagem para cada lâmina de turbina eólica 5. Uma unidade de rolamento de passo 6 é opcionalmente conectada a esta interface de montagem e ainda a uma raiz da lâmina da lâmina de turbina eólica 5.

[0105] A Figura 2 mostra uma vista esquemática da lâmina da turbina eólica 5 que se estende em uma direção longitudinal de uma raiz da lâmina 7 até uma extremidade da ponta 8. A lâmina da turbina eólica 5 se estende ainda mais em uma direção no sentido da corda desde uma borda de ataque 9 até uma borda de fuga 10. A lâmina da turbina eólica 5 compreende uma carcaça da lâmina 11 com duas superfícies laterais opostas, definindo um lado de pressão 12 e um lado de sucção 13, respectivamente. À carcaça da lâmina 1 1 define ainda uma porção de raiz da lâmina 14, uma porção de lâmina aerodinâmica 15 e uma porção de transição 16 entre a porção de raiz da lâmina 14 e a porção de lâmina aerodinâmica 15.

[0106] A porção de raiz da lâmina 14 tem uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica (indicada por linhas tracejadas). A porção de raiz da lâmina 14, juntamente com uma estrutura de suporte de carga, por exemplo, um laminado principal combinado com uma alma de cisalhamento ou uma viga de caixa, são configurados para adicionar resistência estrutural à lâmina de turbina eólica 5 e transferir as cargas dinâmicas para o cubo 4. A estrutura de suporte de carga se estende entre o lado de pressão 12 e o lado de sucção 13 e adicionalmente na direção longitudinal.

[0107] A porção de lâmina aerodinâmica da lâmina 15 tem uma seção transversal de forma aerodinâmica (indicada por linhas tracejadas) projetada para gerar elevação. O perfil de seção transversal da carcaça da lâmina 11 se transforma gradualmente do perfil circular ou elíptico para o perfil aerodinâmico na porção de transição 16.

[0108] A lâmina da turbina eólica 5 tem um comprimento longitudinal 17 de pelo menos 35 metros, preferencialmente pelo menos 50 metros. A lâmina de turbina eólica 5 tem ainda um comprimento de corda 18 em função do comprimento 17, em que o comprimento máximo de corda é encontrado entre a porção de lâmina aerodinâmica da lâmina 15 e a porção de transição 16. A lâmina de turbina eólica 5 tem ainda uma espessura de lâmina 19 em função do comprimento de corda 18, em que a espessura da lâmina 19 é medida entre o lado de pressão 12 e o lado de sucção 13.

[0109] A Figura 3 mostra uma modalidade exemplificadora de uma porção aerodinâmica de uma parte 19 da carcaça da lâmina disposta em um molde de lâmina 21 após a primeira cura. A parte da carcaça da lâmina 19 compreende um número de primeiras camadas 20 de um material de fibra que se estende ao longo de uma superfície de montagem 22. Vários primeiros e segundos elementos centrais laterais 23a, 23b estão dispostos nas camadas 20 em relação às bordas de ataque 9 e de fuga 10 da parte da carcaça da lâmina.

[0110] Vários elementos de núcleo centrais 23c estão ainda dispostos nas camadas 20 entre o primeiro e o segundo elementos centrais laterais 23a, 23b. O elemento de núcleo central 23c é separado do primeiro e segundo elementos centrais laterais 23a, 23b para formar uma primeira reentrância 24a e uma segunda reentrância 24b para receber laminados principais de uma estrutura de suporte de carga (mostrada nas Figuras 4-5).

[0111] Várias segundas camadas 25 se estendem ao longo dos respectivos elementos centrais 23a-c e adicionalmente ao longo das primeiras camadas 20 nos respectivos vãos 24a-b, como indicado na Figura 3.

[0112] Opcionalmente, o reforço da borda de fuga 26 é ainda disposto entre a primeira e a segunda camadas 20, 25 para adicionar resistência à borda de fuga 10. O reforço de borda de ataque (não mostrado) também pode ser disposto entre a primeira e a segunda camadas 20, 25 para adicionar resistência à borda de ataque 9.

[0113] A Figura 4 mostra a parte 19 da carcaça da lâmina após a segunda cura com uma primeira modalidade da estrutura de suporte de carga disposta no primeiro e segundo vãos 24a-b. Aqui, a parte da carcaça da lâmina 19 é disposta em um berço de suporte da lâmina 27.

[0114] A estrutura de suporte de carga compreende um primeiro laminado principal 28a disposto na primeira reentrância 24a e um segundo laminado principal 28b disposto na segunda reentrância 24b. Um vão 29 é formado entre a superfície interna das segundas camadas 25 e as respectivas superfícies inferiores do primeiro e segundo laminados principais 28a-b. O primeiro e o segundo laminados principais 28a-b são fixados ao restante da parte da carcaça da lâmina 19 por meio de um adesivo disposto nos vãos 29.

[0115] A Figura 5 mostra a parte 19 da carcaça da lâmina após a segunda cura com uma segunda modalidade da estrutura de suporte de carga. Aqui, a parte da carcaça da lâmina 19 está disposta no berço de suporte da lâmina 27.

[0116] Uma primeira alma de cisalhamento 30a da estrutura de suporte de carga é formada integralmente com o primeiro laminado principal 28a. Da mesma forma, uma segunda alma de cisalhamento 30b da estrutura de suporte de carga é formada integralmente com o segundo laminado principal 28b. Outro primeiro e segundo laminado principal 28a-b são ainda formados integralmente com a primeira e a segunda almas de cisalhamento 30a-b na outra extremidade, formando assim uma estrutura de suporte de carga integrada.

[0117] A Figura 6 mostra uma modalidade exemplificadora de um molde laminado principal 31 para fabricar o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b separadamente do molde de lâmina 21. O molde laminado principal 31 tem uma superfície de moldagem 32 que define a superfície inferior do primeiro e do segundo laminados principais 28a-b.

[0118] A Figura 7 mostra uma primeira modalidade do primeiro e do segundo laminados principais 28a-b, em que o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b são fabricados individualmente como componentes separados.

[0119] O primeiro e o segundo laminados principais 28a- b compreendem, cada um, uma pluralidade de camadas 33 de um segundo material de fibra disposto em uma configuração empilhada. As camadas mais baixas da pilha definem um lado inferior 34 e as camadas mais altas da pilha definem um lado superior 35. A pilha possui ainda uma primeira superfície de borda 36a voltada para o primeiro ou segundo elemento lateral 23a, 23b e uma segunda superfície de borda 36b voltada para o elemento de núcleo central 23c.

[0120] A primeira e segunda superfícies de borda 36a-b são aqui afuniladas em relação à superfície superior ou inferior 34, 35, de modo a formarem um perfil de borda cônica. Isso permite uma transferência de carga ideal e um posicionamento mais fácil na primeira e na segunda reentrâncias.

[0121] As camadas superiores do laminado principal respectivo 28a-b projetam-se além das superfícies de borda 36a-b para formar dois flanges de instalação ou batentes de resina. O primeiro flange de instalação 37a se projeta a partir da primeira superfície de borda 36a para entrar em contato com o elemento de núcleo lateral 23a, 23b e o segundo flange de instalação 37b se projeta a partir da segunda superfície de borda 36b.

[0122] A Figura 8 mostra uma segunda modalidade do primeiro e segundo laminados principais 28a-b, em que os segundos flanges de instalação opostos 37b do primeiro e segundo laminados principais 28a-b formam um flange de instalação combinado 37b'. Esse flange de instalação combinado 37b' se estende sobre a largura do elemento de núcleo central 23c. Isso facilita o manuseio dos dois laminados principais.

[0123] Alternativamente, os flanges de instalação 37a, 37b, 37b' podem ser omitidos e o lado superior 35 do laminado principal é substancialmente nivelado com a superfície interna dos elementos laterais e centrais 23a-c, como indicado nas Figuras 10-11.

[0124] A Figura 9 mostra uma primeira etapa de fabricação da parte 19 da carcaça da lâmina, em que as primeiras camadas 20 do primeiro material de fibra são colocadas inicialmente na superfície de moldagem 22. Os elementos de núcleo laterais 23a-b e o elemento do núcleo central 23c são então dispostos no topo das camadas 20. As segundas camadas 25 do primeiro material de fibra são posteriormente colocadas sobre os respectivos elementos de núcleo laterais e centrais 23a-c e adicionalmente ao longo das primeiras camadas 20 na primeira e segunda reentrâncias 24a-b para formar uma estrutura em sanduíche.

[0125] Várias entradas 38 e várias saídas 39 são posicionadas na estrutura em sanduíche e toda a estrutura é coberta com um saco de vácuo 40. Uma primeira resina é então introduzida no primeiro material de fibra e no material do núcleo usando um sistema de infusão a vácuo. O excesso da primeira resina é guiado para fora da estrutura através das saídas

39. A primeira resina é finalmente curada em uma primeira etapa de cura para formar a porção aerodinâmica da parte 19 da carcaça da lâmina.

[0126] Uma vez curada, a porção aerodinâmica da parte da carcaça da lâmina 19 pode ser transferida para o berço de suporte da lâmina 27 ou permanecer no molde da lâmina 21.

[0127] A Figura 10 mostra uma primeira modalidade de uma segunda etapa de fabricação da parte 19 da carcaça da lâmina. Aqui, o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b são depositados e curados diretamente na primeira e na segunda reentrâncias 24a-b.

[0128] As camadas 33 do primeiro laminado principal 28a são colocadas na primeira reentrância 24a usando as superfícies de borda das reentrâncias para alinhar com precisão as camadas individuais para formar a pilha.

[0129] A pilha do segundo material de fibra é então coberta com outro saco de vácuo 40 e a segunda resina é introduzida no segundo material de fibra usando outro sistema de infusão a vácuo. O excesso de segunda resina é guiado para fora da estrutura através das saídas 39. A segunda resina é então curada em uma segunda etapa para anexar o primeiro laminado principal 28a ao restante da parte da carcaça da lâmina 19.

[0130] O processo é repetido para a fabricação do segundo laminado principal 28b.

[0131] A Figura 11 mostra uma segunda modalidade da segunda etapa de fabricação, em que o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b são infundidos com a segunda resina simultaneamente por meio de uma entrada central 38' e as entradas 38. A entrada central 38' está disposta acima do elemento de núcleo central 23c e a segunda resina é conduzida para o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b através de suas superfícies de borda opostas.

[0132] Nessa configuração, as entradas 38 dispostas acima do primeiro e do segundo laminados principais 28a-b podem ser omitidas. Alternativa ou adicionalmente, as saídas mais internas 39 dispostas acima do primeiro e segundo laminados principais 28a-b e mais próximas da entrada central 38' podem ser omitidas.

[0133] A Figura 12 mostra uma terceira modalidade da segunda etapa de fabricação, na qual nenhuma entrada ou saída é disposta nas superfícies internas do primeiro e do segundo laminados principais 28a-b.

[0134] Nessa configuração, o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b são infundidos com a segunda resina simultaneamente através de uma entrada central 38'. A entrada central 38' está disposta acima do elemento de núcleo central 23c e a segunda resina é conduzida para o primeiro e o segundo laminados principais 28a-b através de suas superfícies de borda opostas.

[0135] O excesso da segunda resina é guiado para fora da estrutura através das saídas 39. As saídas 39 estão dispostas acima dos elementos centrais laterais 23a-b adjacentes ao primeiro e segundo laminados principais 28a-b.

[0136] A Figura 13 mostra uma seção transversal de uma primeira modalidade do elemento de núcleo central 23c com um elemento permeável à resina 41 disposto em um sulco central 42. O sulco central 42 é conectado a uma abertura de entrada formada no lado superior do elemento de núcleo central 23c. O sulco central 42 é adicionalmente interligado a uma pluralidade de sulcos 43 que se estendem na direção no sentido da corda ou transversal. Os sulcos individuais 43 são finalmente conectados a uma abertura de saída formada na superfície da borda 44 do elemento de núcleo central 23c.

[0137] O elemento de núcleo central 23c aqui tem um perfil trapezoidal, em que as superfícies de borda 44 são modeladas como superfícies de borda afuniladas que afunilam do lado inferior para o lado superior.

[0138] A resina, por exemplo, a segunda resina, é introduzida no elemento de núcleo central 23c através do lado superior, como indicado pelas setas. A resina é então guiada através dos sulcos 42, 43 e para fora das superfícies de borda 44, conforme indicado pelas setas. Isso permite uma introdução uniforme de resina no primeiro e segundo laminados principais 28a-b.

[0139] O elemento permeável à resina 41 é configurado para facilitar o fluxo de resina dentro dos sulcos reflexivos 42, 43. Aqui, o elemento permeável à resina 41 é modelado como uma malha.

[0140] A Figura 14 mostra uma seção transversal de uma segunda modalidade do elemento de núcleo central 23c com uma rede de fluxo de resina integrada 45. Os sulcos 43 dispostos no lado superior 46 formam uma primeira parte da rede de fluxo de resina 45.

[0141] Um segundo conjunto de sulcos 47 está disposto no lado inferior 48 do elemento de núcleo central 23c. Esses sulcos 47 são interconectados ao sulco central 4 2 e ainda a outro conjunto de aberturas de saída dispostas nas superfícies de borda 44. Esses sulcos 47 formam uma segunda parte da rede de fluxo de resina 45. A primeira e a segunda partes da rede de fluxo de resina 45 são interconectadas através dos elementos de núcleo centrais 42.

[0142] A Figura 15 mostra uma seção transversal de uma terceira modalidade do elemento de núcleo central 23c com uma primeira rede de fluxo de resina 45' e uma segunda rede de fluxo de resina 49. À primeira rede de fluxo de resina 45' é disposta no lado superior 46, enquanto a segunda rede de fluxo 49 é ordenada no lado inferior 48.

[0143] Cada uma das duas redes de fluxo de resina 45', 49 compreende um número de sulcos centrais 42', 42" conectados aos sulcos 43, 47, respectivamente. Aqui, a primeira e a segunda redes de fluxo 45', 49 estão dispostas como redes separadas para fluxo independente de resinas.

[0144] Em uma configuração, a primeira resina é introduzida nas redes de fluxo de resina 45', 49 durante a primeira etapa de fabricação. O elemento de núcleo central 23c é totalmente saturado com a primeira resina e depois pelo menos substancialmente curado. A segunda resina é posteriormente introduzida diretamente nos dois laminados principais 28a-b através das entradas 38 durante a segunda etapa de fabricação e finalmente curada.

[0145] Em uma configuração alternativa, a primeira resina é introduzida apenas na segunda rede de fluxo de resina 49 durante a primeira etapa de fabricação. O elemento de núcleo central 23c é assim parcialmente saturado com a primeira resina que é pelo menos substancialmente curada. A segunda resina é posteriormente introduzida na primeira rede de fluxo de resina 45' através das entradas centrais 38' e posteriormente nos dois laminados principais 28a-b durante a segunda etapa de fabricação. A segunda resina é finalmente curada. O elemento de núcleo central 23c é assim saturado com uma mistura da primeira e da segunda resinas.

[0146] As modalidades acima mencionadas podem ser combinadas em qualquer combinação sem se desviar da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de uma lâmina de turbina eólica (5), em que o método compreende as etapas de: - colocar várias primeiras camadas (20) de um primeiro material de fibra em um molde (21), em que as primeiras camadas (20) definem uma superfície lateral externa da lâmina de turbina eólica (5), - dispor vários elementos de núcleo de um material do núcleo no topo do dito primeiro número de camadas (20), - colocar adicionalmente várias segundas camadas (25) do primeiro material de fibra no topo do pelo menos dito número de elementos de núcleo; em que as segundas camadas (25) definem uma superfície lateral interna da lâmina de turbina eólica (5), - infundir o dito primeiro material de fibra e elementos de núcleo com uma primeira resina, - curar substancialmente a dita primeira resina para formar uma estrutura em sanduíche da lâmina de turbina eólica (5), - dispor vários componentes laminados principais em um número correspondente de reentrâncias formadas pelo dito número de elementos de núcleo, - fixar os ditos componentes laminados principais à estrutura em sanduíche para formar uma parte da carcaça da lâmina (19) da lâmina de turbina eólica (5), caracterizado pelo fato de que - um elemento de núcleo central (23c) está disposto entre pelo menos dois elementos centrais laterais (23a, 23b), em que os ditos pelo menos dois elementos de núcleo centrais (23a, 23b) estão separados do elemento de núcleo central (23c) em uma direção no sentido da corda para formar uma primeira reentrância (24a) para receber um primeiro componente de laminado principal (28a) e uma segunda reentrância (24b) para receber um segundo componente de laminado principal (28b).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos ditos primeiro e segundo componentes laminados principais (28a, 28b) compreende uma pluralidade de camadas (33) de um segundo material de fibra disposto em uma configuração empilhada, em que o dito pelo menos um do primeiro e segundo componentes principais do laminado (28a, 28b) é fixado infundindo o dito segundo material de fibra com uma segunda resina e depois curando a dita segunda resina.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de camadas (33) do segundo material de fibra é colocada diretamente na primeira ou na segunda reentrância (24a, 24b).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos ditos primeiro e segundo componentes laminados principais (28a, 28b) é fabricado separadamente da lâmina de turbina eólica (5) usando um molde laminado principal (31) e, em seguida, fixado à estrutura em sanduíche usando um adesivo.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira resina é introduzida pelo menos no elemento de núcleo central por meio de um canal de entrada central (38') localizado entre as ditas primeira e segunda reentrâncias (24a, 24b).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita primeira resina é introduzida no primeiro material de fibra através de segundos canais de fluxo integrados no elemento de núcleo central (23c).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que a segunda resina é introduzida em pelo menos o segundo material de fibra através de um canal de entrada central (38') localizado entre os ditos primeiro e segundo componentes do laminado principal (28a, 28b).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita segunda resina é introduzida no segundo material de fibra através dos primeiros canais de fluxo integrados no elemento de núcleo central (23c).

9. Lâmina de turbina eólica (5) fabricada pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que a lâmina de turbina eólica (5) se estende de uma raiz de lâmina (7) para uma extremidade de ponta (8) em uma direção longitudinal e adicionalmente de uma borda de ataque (9) para uma borda de fuga (10) em uma direção no sentido da corda, sendo que a lâmina de turbina eólica (5) compreende pelo menos uma parte da carcaça da lâmina (19) com uma superfície lateral externa e uma superfície lateral interna, a pelo menos uma parte da carcaça da lâmina (19) compreende uma estrutura em sanduíche com um número de primeiras camadas (20) de um primeiro material de fibra, um elemento de núcleo central (23c), pelo menos dois elementos centrais laterais (23a, 23b) e um número de segundas camadas (25) do primeiro material de fibra, em que o elemento de núcleo central (23c) está separado dos pelo menos dois elementos de núcleo laterais (23a, 23b) para formar uma primeira reentrância (24a) e uma segunda reentrância (24b), em que um primeiro laminado principal (28a) está disposto dentro da primeira reentrância (24a) e um segundo laminado principal (28b) está disposto dentro da segunda reentrância (24b), caracterizada pelo fato de que o dito segundo número de camadas (25) de um primeiro material de fibra se estende ao longo do elemento de núcleo central (23c), dos pelo menos dois elementos de núcleo laterais (23a, 23b) e adicionalmente ao longo do primeiro número de camadas (20) dentro da primeira e segunda reentrâncias (24a, 24b).

10. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que pelo menos um do primeiro e do segundo laminados principais (28a, 28b) compreende uma pluralidade de camadas (33) de um segundo material de fibra infundido com uma segunda resina.

11. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita primeira resina é igual à dita segunda resina e/ou o dito primeiro material de fibra é igual ao dito segundo material de fibra.

12. Lâmina de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizada pelo fato de que os ditos primeiro e segundo laminados principais (28a, 28b) são interconectados por pelo menos uma película intermediária ou flange de instalação (37b') que se estende sobre o lado superior (46) do elemento de núcleo central (23c).

13. Lâmina de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o elemento de núcleo central (23c) tem um lado superior (48), um lado inferior (46) e duas superfícies de bordas opostas (44), em que o elemento de núcleo central (23c) compreende uma rede de fluxo de resina integrada (45) configurada para guiar a resina não curada a partir de uma entrada central (38') e ao longo do elemento de núcleo central (23c), opcionalmente, ainda mais para o primeiro e segundo laminados principais (28a, 28b).

14. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a rede de fluxo de resina (25) compreende um número de sulcos (42, 43) formados em pelo menos um dos lados superior (46), inferior (48) e duas superfícies opostas das bordas (44).

15. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que um elemento permeável à resina (41) está disposto dentro de pelo menos um do dito número de sulcos (42, 43).