BR112020011866B1

BR112020011866B1 - Sistema e método para fabricar uma pluralidade de pré-formas para uma lâmina de rotor de turbina eólica

Info

Publication number: BR112020011866B1
Application number: BR112020011866-4A
Authority: BR
Inventors: Kristian LEHMANN MADSEN
Original assignee: Lm Wind Power International Technology Ii Aps
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2023-12-19
Also published as: US20200384707A1; MX2020007215A; CN111465486A; BR112020011866A2; EP3723968A1; WO2019115337A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de fabricação e a um método para a fabricação de pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica. o sistema compreende dois ou mais moldes de pré-forma (70), uma estação de colocação de fibra (88) para colocar um material de fibra nos moldes de pré-forma (70) e uma estação de aquecimento (90) para aquecer o material de fibra para formar as pré-formas. pelo menos dois dos moldes de pré-forma (70) têm largura w substancialmente idêntica e altura h substancialmente idêntica.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de fabricação e um método para a fabricação de pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As lâminas de rotor das modernas turbinas eólicas capturam energia eólica cinética usando um sofisticado design de lâminas criado para maximizar a eficiência. Há uma demanda crescente por grandes lâminas eólicas, que podem 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 da carcaça do lado de pressão e uma metade da carcaça do lado de sucção, também referidas como metades da lâmina. O perfil de seção transversal de uma lâmina típica inclui um perfil aerodinâmico para criar um fluxo de ar que leva a uma diferença de pressão entre os dois lados. A força de sustentação resultante gera torque para produzir eletricidade.

[0003] As metades da carcaça das lâminas de turbina eólica são geralmente fabricadas usando-se moldes de lâminas. Primeiro, um revestimento de gel de lâmina ou primer é aplicado ao molde. Posteriormente, reforço de fibra e/ou tecidos são colocados no molde, seguido de infusão de resina. Um vácuo é normalmente usado para levar material de resina epóxi para dentro de um molde. Alternativamente, a tecnologia de pré-impregnação pode ser usada na qual uma fibra ou tecido pré-impregnado com resina forma um material homogêneo que pode ser introduzido no molde. Várias outras técnicas de moldagem são conhecidas na fabricação de lâminas de turbina eólica, incluindo moldagem por compressão e moldagem por transferência de resina. As metades da carcaça são montadas sendo coladas ou aparafusadas substancialmente ao longo de um plano de corda da lâmina.

[0004] No processo de fabricação descrito acima, pré-formas podem ser usadas. Uma pré-forma é um arranjo moldado de fibras, como múltiplas camadas destas, que foi ligado e/ou consolidado para uso posterior como parte da colocação da fibra no molde de lâmina. A lógica para o uso de pré-formas para a fabricação de lâminas é reduzir o tempo de ciclo no molde de lâmina. Além disso, o uso de pré-formas pode reduzir o número de reparos necessários devido à estrutura pré-consolidada das pré-formas.

[0005] Normalmente, várias pré-formas serão usadas na fabricação de uma lâmina de turbina eólica. Isso geralmente requer um grande espaço para fabricação e armazenamento das pré-formas. Além disso, a fabricação de pré-formas de diferentes formas e tamanhos pode ser demorada e cara.

[0006] É um primeiro objetivo da presente invenção fornecer uma maneira econômica de fabricar pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica.

[0007] Um outro objetivo da presente invenção é fornecer um modo flexível e com economia de tempo de fabricação de tais pré-formas.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0008] Os presentes inventores descobriram que um ou mais dos referidos objetos podem ser alcançados por um sistema de fabricação para a fabricação de pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica, o sistema compreendendo - dois ou mais moldes de pré-forma, cada molde de pré-forma tendo uma largura W, uma altura H e um comprimento L, - uma estação de colocação de fibra para colocar um material de fibra nos moldes de pré-forma, e - uma estação de aquecimento para aquecer o material de fibra para formar as pré-formas, em que pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica.

[0009] De preferência, a pré-forma resultante é um arranjo consolidado de material que compreende fibras, como fibras de vidro, e um agente de ligação. A parte da lâmina da turbina eólica será tipicamente uma metade da lâmina. A parte da lâmina da turbina eólica pode ser fabricada usando as pré-formas. As pré-formas podem ser usadas no processo subsequente de moldagem da lâmina como parte da colocação da fibra no molde de lâmina, como um molde de metade da lâmina. Numa modalidade preferida, as pré-formas fabricadas de acordo com a presente invenção são colocadas na região de raiz de um molde de lâmina, constituindo assim parte do laminado da raiz. A região de raiz pode corresponder a uma região da lâmina que possui uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica. No entanto, elas também podem ser usadas para outras partes e regiões de uma lâmina de turbina eólica, como reforços no bordo de fuga ou no bordo de ataque ou flanges adesivas.

[00010] Fornecendo pelo menos dois dos moldes de pré-forma, como pelo menos três, quatro, cinco, seis, sete ou oito ou até 20, dos moldes de pré-forma com largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica, um sistema modular e unitário para pré-formar moldes pode ser criado, que facilita muito o manuseio, transporte e armazenamento dos moldes de pré-forma tanto antes quanto depois da moldagem das pré-formas. Uma grande vantagem reside no fato de que esses moldes de pré-forma podem ser empilhados uns sobre os outros, ao contrário dos moldes de pré-forma do estado da técnica de diferentes formas e tamanhos, que ocupam grandes capacidades de espaço do espaço de trabalho. Em algumas modalidades, dois ou mais dos moldes de pré-forma diferem em comprimento. Verificou-se que as vantagens descritas acima também se aplicam a essas modalidades.

[00011] A estação de colocação de fibra normalmente compreende um ou mais dispositivos de colocação de fibra. A estação de aquecimento normalmente compreende um ou mais dispositivos de aquecimento, como um forno. É uma vantagem da presente invenção que moldes de pré-forma de tamanho semelhante ou unitário possam ser processados mais facilmente na estação de colocação de fibras e na estação de aquecimento. Por exemplo, um único forno central pode ser usado para aquecimento, sendo adequado para o tamanho padronizado dos moldes de pré-forma, em vez de fornecer caro aquecimento interno em cada molde de pré-forma. Assim, um regime de aquecimento mais eficiente em termos de espaço e menos dispendioso é permitido pela presente invenção.

[00012] Numa modalidade preferida, a estação de aquecimento é configurada para acomodar simultaneamente os moldes de pré-forma. É particularmente preferido que a estação de aquecimento compreenda um forno para acomodar e aquecer múltiplos moldes de pré-forma simultaneamente, como pelo menos dois, pelo menos três, pelo menos quatro ou pelo menos cinco moldes de pré-forma simultaneamente.

[00013] Da mesma forma, a estação de colocação de fibras pode ser projetada centralmente, acomodando com eficiência o tamanho unitário do molde de pré-forma. Além disso, os presentes inventores descobriram que as características da presente invenção permitem um alto grau de automação do processo de fabricação de pré-formas para lâminas de turbina eólica.

[00014] O sistema de fabricação pode incluir até 20 moldes de pré-forma, como até 15 ou até 10 moldes de pré-forma, de preferência por tipo de lâmina. O material para fazer os moldes de pré-forma pode incluir aço ou um material compósito, ou um híbrido de aço e material compósito. Em uma modalidade preferida, uma estação de colocação de fibra e uma estação de aquecimento, como um forno, podem ser usadas para produzir pré-formas para mais de um tipo de lâmina no mesmo local de fabricação ou ao mudar de um tipo de lâmina para outro. Verificou-se que isso resulta em uma redução significativa de custos.

[00015] Numa modalidade, a estação de colocação de fibra e a estação de aquecimento são localizações espaciais separadas. Em outra modalidade, a estação de colocação de fibra e a estação de aquecimento estão localizadas no mesmo local, ou pelo menos próximas uma da outra, de modo que as pré-formas não precisem ser transferidas entre as etapas de colocação de fibra e aquecimento. Em algumas modalidades, o molde de lâmina para moldar a parte da lâmina, como uma metade da lâmina, usando as pré-formas, é instalado em um local separado.

[00016] De preferência, um agente de ligação é adicionado às fibras antes da etapa de aquecimento. Esse agente de ligação está preferencialmente presente em uma quantidade de 0,1-15% em peso em relação ao peso do material da fibra. O agente aglutinante também pode estar presente em uma quantidade de 10 a 20 gramas por metro quadrado de superfície de vidro.

[00017] É preferível que pelo menos dois dos moldes de pré- forma tenham largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico. Em outras modalidades, pelo menos três, como pelo menos quatro, cinco, seis, sete ou oito dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico.

[00018] Normalmente, cada molde de pré-forma compreende uma superfície de moldagem para a colocação do material de fibra para formar a pré-forma posterior. De preferência, a superfície de moldagem é diferente para cada molde de pré-forma do sistema de fabricação. É preferível que as respectivas superfícies de moldagem dos moldes de pré-forma sejam configuradas de modo que as pré-formas resultantes juntas formem uma região de raiz de uma metade da lâmina quando dispostas em uma configuração adjacente ou sobreposta em um molde de lâmina, em que cada pré-forma se estende a partir da extremidade da raiz do molde de lâmina em direção à extremidade da ponta. É particularmente preferido que todos os moldes de pré- forma tenham largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica e, opcionalmente, comprimento L substancialmente idêntico.

[00019] Em outra modalidade preferida, todos os moldes de pré- forma têm largura W substancialmente idêntica, em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma, todos os moldes de pré-forma têm altura H1 substancialmente idêntica, e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma todos os moldes de pré-forma têm altura H2 substancialmente idêntica, em que a altura H2 excede a altura H1 e em que, opcionalmente, todos os moldes de pré-forma têm comprimento L substancialmente idêntico. A largura W pode, por exemplo, estar entre 1,8 e 2,2 metros, como 2 metros. A altura H1 pode, por exemplo, estar entre 0,5 e 0,7 metros, tal como 0,6 metros. A altura H2 pode, por exemplo, estar entre 0,8 e 1,0 metros, tal como 0,9 metros. Assim, todos os moldes de pré-forma podem ter uma largura W substancialmente idêntica entre 1,8 e 2,2 metros, por exemplo, 2 metros, em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma todos os moldes de pré-forma têm uma altura H1 substancialmente idêntica entre 0,5 e 0,7 metros, por exemplo, 0,6 metros, e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma, todos os moldes de pré-forma têm uma altura H2 substancialmente idêntica entre 0,8 e 1,0 metros, por exemplo, 0,9 metros.

[00020] De acordo com uma modalidade preferida, cada molde de pré-forma tem uma largura W entre 1 e 3 metros e uma altura H entre 0,5 e 2 metros. Isso resulta em moldes pré-formados mais delgados em comparação com os sistemas do estado da técnica e facilita muito os efeitos de economia de espaço e tempo e a automação desejada resultante da presente invenção.

[00021] Em uma modalidade preferida da presente invenção, cada molde de pré-forma tem uma largura W entre 1 e 3 metros, preferencialmente entre 1,8 e 2,2 metros, e uma altura H de 1 metro ou menos, preferencialmente entre 0,6 e 1 metros.

[00022] Em outra modalidade da presente invenção, cada molde de pré-forma tem um comprimento L entre 15 e 30 metros.

[00023] Em algumas modalidades, cada molde de pré-forma tem uma proporção comprimento-largura de pelo menos 5:1. Em outras modalidades, cada molde de pré-forma tem uma proporção comprimento- largura de pelo menos 5:1, como pelo menos 10:1. Numa modalidade preferida, cada molde de pré-forma tem uma proporção comprimento-largura de pelo menos 15:1.

[00024] Em algumas modalidades, cada molde de pré-forma compreende uma estrutura com uma superfície de moldagem, como uma estrutura compósita ou metálica com uma superfície de moldagem, a estrutura sendo montada sobre ou entre uma estrutura de suporte, como uma armação, preferencialmente uma armação de metal. Por exemplo, uma estrutura com uma superfície de moldagem pode ser montada entre duas armações que se estendem lateralmente para formar um molde de pré-forma. Assim, as armações podem definir a altura, o comprimento e/ou a largura do molde de pré-forma.

[00025] De acordo com uma modalidade da presente invenção, cada molde de pré-forma tem uma superfície inferior, uma superfície de moldagem e um bordo superior adjacente à superfície de moldagem, em que os moldes de pré-forma são empilháveis de modo que o bordo superior de um molde de pré-forma subjacente suporte a superfície inferior de um molde de pré-forma sobrejacente. Foi encontrado um arranjo empilhado para facilitar o armazenamento e o manuseio de moldes de pré-forma durante a fabricação da lâmina. Também pode ser usado com vantagem para fins de transporte. Por exemplo, uma quantidade de quatro, seis ou oito moldes de pré-forma pode ser armazenada e/ou transportada em um carrinho adequado. Tipicamente, cada molde de pré-forma compreenderá dois bordos superiores opostos adjacentes à superfície de moldagem, em que as pré-formas são empilháveis de modo que os dois bordos superiores opostos de um molde de pré-forma subjacente suportem a superfície inferior de um molde de pré-forma sobrejacente.

[00026] Em uma modalidade preferida, em uma pilha de moldes de pré-forma de acordo com a presente invenção, os moldes de pré-forma são interconectados através das respectivas peças de ajuste de contêiner ou peças moldadas de contêiner, em que as referidas peças de ajuste de contêiner ou peças moldadas de contêiner são preferencialmente dispostas nos cantos de dois ou mais moldes de pré-forma empilhados no topo um do outro.

[00027] Em outra modalidade da presente invenção, os moldes de pré-forma compreendem meios de fixação para fixar os moldes de pré-forma um ao outro quando os moldes de pré-forma são empilhados de modo que o bordo superior de um molde de pré-forma subjacente suporte a superfície inferior de um molde de pré-forma sobrejacente. Tais meios de fixação podem, por exemplo, incluir pinos fornecidos no bordo superior do molde de pré-forma e orifícios correspondentes fornecidos na superfície inferior dos moldes de pré- forma, ou vice-versa.

[00028] É particularmente preferido que cada molde de pré-forma esteja configurado para moldar uma pré-forma, que deve estar disposta adjacente a um ou mais outras pré-formas, de modo que as pré-formas adjacentes sejam orientadas em uma direção longitudinal ou spanwise da lâmina de turbina eólica. É preferível que a orientação longitudinal ou geralmente longitudinal dos moldes de pré-forma e das pré-formas produzidas coincida, geralmente, com a direção longitudinal ou spanwise da lâmina de turbina eólica que deve ser fabricada usando as pré-formas da presente invenção.

[00029] Assim, os moldes de pré-forma da presente invenção são particularmente úteis para produzir metades da lâmina de turbina eólica a partir de múltiplas pré-formas que são montadas ao longo de um plano longitudinal ou spanwise. Portanto, é preferido que o sistema de fabricação da presente invenção seja configurado para produzir uma pluralidade de pré-formas que devem ser montadas ao longo de um plano longitudinal ou spanwise para obter uma metade da lâmina de turbina eólica ou uma parte dela, como uma região de raiz.

[00030] Os moldes de pré-forma da presente invenção terão preferencialmente uma largura que corresponde a apenas parte da circunferência da metade posterior da lâmina, como visto em sua seção transversal, tal como cerca de um terço da circunferência da metade posterior da lâmina. Assim, por exemplo, três pré-formas produzidas com o sistema de fabricação da presente invenção podem, juntas, dar conta da circunferência da metade da lâmina quando dispostas adjacentes uma à outra no molde de lâmina.

[00031] Em particular, ao fabricar grandes metades de lâminas, a colocação de fibras na extremidade da raiz pode ser desafiador. O material de fibra pode deslizar pelas paredes quase verticais do molde de lâmina devido à seção transversal quase semicircular ou à circunferência na extremidade da raiz. O deslizamento do material da fibra durante a fabricação pode levar à formação de rugas indesejadas na estrutura da carcaça, que pode apresentar zonas de fraqueza estrutural dentro da lâmina. O sistema de fabricação da presente invenção aborda esse desafio com um conjunto de pré-formas, por exemplo, três pré-formas, que juntas cobrem toda a circunferência da metade da lâmina, como visto em sua seção transversal para um processo de colocação melhorado e mais seguro no molde de lâmina.

[00032] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a estação de colocação de fibra é disposta para colocar um material de fibra em dois ou mais moldes de pré-forma simultaneamente. De preferência, a estação de colocação de fibra é disposta para colocar um material de fibra em três ou mais moldes de pré-forma simultaneamente. Isso pode ser conseguido por um dispositivo de colocação de fibra que atende a dois ou mais moldes de pré- forma simultaneamente. Em outras modalidades, a estação de colocação de fibra pode compreender dois ou mais dispositivos de colocação de fibra.

[00033] Noutra modalidade da presente invenção, o sistema compreende quatro ou mais moldes de pré-forma. Em outra modalidade, o sistema compreende cinco ou mais moldes de pré-forma. Em outra modalidade, o sistema compreende seis ou mais moldes de pré-forma. Em outra modalidade, o sistema compreende sete ou mais moldes de pré-forma. Em outra modalidade, o sistema compreende oito ou mais moldes de pré- forma. Em outra modalidade, o sistema compreende nove ou mais moldes de pré-forma. Em outra modalidade, o sistema compreende dez ou mais moldes de pré-forma.

[00034] Numa modalidade preferida, cada uma das pré-formas obteníveis pelo sistema de fabricação da presente invenção é configurada para formar uma seção da lâmina a partir da extremidade da raiz da lâmina. Em outras palavras, de preferência cada uma das pré-formas obtidas pelo sistema de fabricação da presente invenção está configurada para ser disposta na extremidade da raiz do molde de lâmina.

[00035] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a parte da lâmina de turbina eólica é um laminado da raiz ou uma parte dele.

[00036] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um método de fabricação de uma pluralidade de pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica, o referido método compreendendo - fornecer dois ou mais moldes de pré-forma, cada molde de pré- forma tendo uma largura W, uma altura H e um comprimento L, - colocar um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma e - aquecer o material de fibra e o agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas, em que pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica.

[00037] Numa modalidade preferida, o método compreende fornecer três ou mais, como quatro ou mais, cinco ou mais, seis ou mais, sete ou mais ou oito ou mais moldes de pré-forma. É preferível que pelo menos dois dos moldes de pré-forma tenham largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico. Em outras modalidades, pelo menos três, como pelo menos quatro, cinco, seis, sete ou oito dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico.

[00038] Normalmente, o material de fibra é colocado sucessivamente na superfície de moldagem de cada molde de pré-forma. O material de fibra pode compreender fibras de vidro, fibras de carbono ou uma combinação destas. De acordo com uma modalidade preferida do método, um material de fibra de vidro é colocado em cada molde de pré-forma, como múltiplas camadas de material de fibra de vidro. O material da fibra pode vantajosamente ser colocado em contato com um agente aglutinante antes ou durante a colocação da fibra.

[00039] Em outra modalidade, o material de fibra pode incluir mechas de fibra, como mechas de fibra de vidro. O processo de colocação pode incluir a colocação de múltiplos grupos de mecha únicos no molde, os grupos de mecha sendo preferencialmente alinhados unidirecionalmente. Em uma modalidade preferida, várias camadas de mechas de fibra ou grupos de mecha são sucessivamente colocados em cada molde de pré-forma, em que as mechas de fibra são fixadas em uma extremidade do molde de pré-forma, como a extremidade da raiz. Devido ao design unitário/padronizado dos moldes de pré-forma, um dispositivo de colocação de fibra pode ser projetado de acordo com as dimensões específicas dos referidos moldes de pré-forma, tornando mesmo uma colocação de fibra mais complexa, como a descrita, conveniente para o alto rendimento de moldes de pré-forma de tamanho unitário. Numa modalidade, o dispositivo de colocação de fibra inclui meios de fixação para fixar mechas de fibra em uma extremidade do molde de pré-forma.

[00040] O agente aglutinante pode ser adicionado simultaneamente com as fibras ou subsequentemente à colocação das fibras. O agente de ligação está de preferência presente numa quantidade de 0,1-15% em peso em relação ao peso do material de fibra. O agente de ligação também pode estar presente em uma quantidade de 5-40, preferencialmente 10-20, grama por m2 de superfície de vidro. Em modalidades preferidas, o agente de ligação está presente numa quantidade de 0,5-5% em peso, preferencialmente 0,5-2,5% em peso, em relação ao peso do material de fibra. Vantajosamente, o agente de ligação é um agente de ligação termoplástico. O agente de ligação pode compreender um poliéster, de preferência um poliéster bisfenólico.

[00041] Numa modalidade preferida, o aquecimento do material de fibra e do agente de ligação ocorre a uma temperatura entre 40 e 160 °C, preferencialmente entre 90 e 160 °C.

[00042] Um exemplo de um agente de ligação adequado é um poliéster comercializado sob o nome NEOXIL 940. Os exemplos incluem NEOXIL 940 PMX, NEOXIL 940 KS 1 e NEOXIL 940 HF 2B, todos fabricados pela DSM Composite Resins AG. Outro exemplo é uma resina de poliéster comercializada sob o nome C.O.I.M. FILCO® 661 FPG 005, que é uma resina de poliéster bisfenólica insaturada em pó. De preferência, o agente de ligação é um poliéster, de preferência um poliéster bisfenólico. Em outras modalidades, o agente de ligação é um adesivo hotmelt ou com base em uma resina pré- impregnada.

[00043] Normalmente, cada molde de pré-forma compreenderá uma superfície de moldagem para colocação do material de fibra para formar a pré-forma. Em algumas modalidades da presente invenção, a forma da superfície de moldagem pode diferir entre os moldes de pré-forma. Assim, enquanto dois ou mais moldes de pré-forma podem ter largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e, opcionalmente, comprimento L substancialmente idêntico, a forma e a curvatura da superfície de molde podem diferir entre os moldes de pré-forma.

[00044] É particularmente preferido que todos os moldes de pré- forma tenham largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica e, opcionalmente, comprimento L substancialmente idêntico.

[00045] Numa modalidade preferida, as pré-formas fabricadas de acordo com o método mencionado acima são usadas como parte da região de raiz de uma lâmina de turbina eólica, tal como o laminado da raiz. A região de raiz pode se estender até 40 metros, como até 25 metros, a partir da extremidade da raiz da lâmina, como visto em sua direção longitudinal. Em outras modalidades, a região de raiz pode se estender até o ressalto da lâmina +/- 5 metros. No entanto, as pré-formas também podem ser usadas para outras partes e regiões de uma lâmina de turbina eólica.

[00046] Em uma modalidade, a etapa de colocar um material de fibra e, opcionalmente, um agente de ligação em cada molde de pré-forma é realizada simultaneamente por dois ou mais, como três ou mais, ou quatro ou mais moldes de pré-forma. Em outras modalidades, a etapa de aquecimento do material de fibra e do agente de ligação é realizada simultaneamente por dois ou mais, como três ou mais, ou quatro ou mais moldes de pré-forma. Verificou- se pelos presentes inventores que as dimensões unitárias/padronizadas dos moldes de pré-forma da presente invenção permitem um projeto dedicado das estações de colocação de fibra e aquecimento, respectivamente. Isso permite a simultânea colocação de fibras e/ou o aquecimento de vários moldes de pré- forma e layouts personalizados dessas estações, as quais são economicamente viáveis devido ao alto rendimento do dimensionamento padronizado/unitário do molde. Verificou-se que isso resulta em uma redução significativa do tempo e do custo do ciclo.

[00047] Em outras modalidades, a etapa de colocar um material de fibra e, opcionalmente, um agente de ligação em cada molde de pré-forma é realizada para um molde de pré-forma de cada vez. Em outras modalidades, a etapa de aquecimento do material de fibra e do agente de ligação é realizada para um molde de pré-forma por vez.

[00048] Em uma modalidade preferencial do método, todos os moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica e, opcionalmente, comprimento L substancialmente idêntico. Como descrito com referência ao sistema da presente invenção, de acordo com modalidades preferidas do método da presente invenção, cada molde de pré-forma tem uma largura W entre 1 e 3 metros e uma altura H entre 0,5 e 2 metros. Em outra modalidade preferida, cada molde de pré-forma tem uma largura W entre 1 e 3 metros, preferencialmente entre 1,8 e 2,2 metros, e uma altura H de 1 metro ou menos, preferencialmente entre 0,6 e 1 metros. Em outra modalidade, cada molde de pré-forma tem um comprimento L entre 15 e 30 metros.

[00049] Em outra modalidade preferida do método, todos os moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica, e em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma todos os moldes de pré-forma têm altura H1 substancialmente idêntica e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma todos moldes de pré-forma têm altura H2 substancialmente idêntica, em que a altura H2 excede a altura H1. A largura W pode, por exemplo, estar entre 1,8 e 2,2 metros, como 2 metros. A altura H1 pode, por exemplo, estar entre 0,5 e 0,7 metros, como 0,6 metros. A altura H2 pode, por exemplo, estar entre 0,8 e 1,0 metros, como 0,9 metros. Assim, todos os moldes de pré-forma podem ter uma largura W substancialmente idêntica entre 1,8 e 2,2 metros, por exemplo, 2 metros, em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma todos os moldes de pré-forma têm uma altura H1 substancialmente idêntica entre 0,5 e 0,7 metros, por exemplo, 0,6 metros, e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma, todos os moldes de pré-forma têm uma altura H2 substancialmente idêntica entre 0,8 e 1,0 metros, por exemplo, 0,9 metros.

[00050] De acordo com outra modalidade do método, cada molde de pré-forma tem uma superfície inferior, uma superfície de moldagem e um bordo superior adjacente à superfície de moldagem, em que pelo menos duas pré-formas são empilhadas durante a etapa de aquecimento, de modo que o bordo superior de um molde de pré-forma subjacente suporta a superfície inferior de um molde de pré-forma sobrejacente. Tipicamente, cada molde de pré-forma compreenderá dois bordos superiores opostos adjacentes à superfície de moldagem, em que as pré-formas são empilháveis de modo que os dois bordos superiores opostos de um molde de pré-forma subjacente suportem a superfície inferior de um molde de pré-forma sobrejacente.

[00051] De preferência, a parte da lâmina de turbina eólica é uma metade da lâmina, um laminado da raiz ou uma parte destes. De preferência, a parte da lâmina de turbina eólica é uma metade da lâmina. Em algumas modalidades do sistema ou método da invenção, cada pré-forma tem um comprimento de pelo menos 5, 7, 10, 15, 20 ou 25 metros.

[00052] De acordo com outra modalidade, o agente de ligação é um agente de ligação termoplástico. Normalmente, as mechas de fibra são pelo menos parcialmente unidas por meio do agente de ligação por ligação térmica. Numa modalidade preferida, o agente de ligação é um pó de ligação, tal como um pó de ligação termoplástico.

[00053] Numa modalidade, as pré-formas da presente invenção consistem essencialmente no material de fibra e no agente de ligação. Isto significa que as pré-formas contêm não mais do que 10% em peso, de preferência não mais que 5% em peso ou não mais que 1% em peso, de material que não seja material de fibra e agente ligante em relação ao peso total da pré-forma. De acordo com outra modalidade, a pré-forma consiste no material de fibra e no agente de ligação.

[00054] Noutra modalidade, o material de fibra usado para as pré- formas da presente invenção consiste essencialmente em fibras de vidro. Isto significa que o material de fibra não contém mais de 10% em peso, de preferência não mais que 5% em peso ou não mais que 1% em peso, de material que não seja fibra de vidro em relação ao peso total do material de fibra. De acordo com outra modalidade, o material de fibra consiste em fibras de vidro.

[00055] Numa modalidade, o agente de ligação está presente em uma quantidade de 1 a 6% em peso em relação ao peso do material de fibra. De acordo com outra modalidade, o ponto de fusão do agente de ligação está entre 40° e 220 °C, preferencialmente entre 40 e 160 °C. De acordo com outra modalidade, o agente de ligação compreende um poliéster, de preferência um poliéster bisfenólico.

[00056] Numa modalidade da presente invenção, cada pré-forma consiste essencialmente no material de fibra e no agente de ligação. De acordo com outra modalidade, o material de fibra compreende mechas de fibra, de preferência mechas de fibra de vidro. De acordo com outra modalidade, o material de fibra compreende um tecido de fibra, como um tapete de fibra. Em outra modalidade, uma pré-forma pode ainda compreender pelo menos um tecido de fibra, como um tapete de fibra. As mechas de fibra podem ser dispostas em cima e/ou abaixo desse tecido.

[00057] Será entendido que qualquer uma das características descritas acima pode ser combinada em qualquer modalidade do método ou sistema da invenção. Em particular, os recursos e modalidades descritos em relação ao sistema para a fabricação de pré-formas também podem se aplicar ao método de fabricação de uma pluralidade de pré-formas e vice-versa. Da mesma forma, as características e modalidades aqui descritas em relação a um aspecto da presente invenção também podem ser aplicadas a, e combinadas com, cada um dos outros aspectos da presente invenção.

[00058] Noutro aspecto, a presente invenção refere-se a uma pluralidade de pré-formas obteníveis pelo método acima descrito.

[00059] Em ainda outro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de fabricação para a fabricação de pré-formas para partes da lâmina de turbina eólica, o sistema compreendendo - dois ou mais, preferencialmente três ou mais moldes de pré- forma, cada molde de pré-forma tendo uma largura W, uma altura H e um comprimento L, cada molde de pré-forma compreendendo uma superfície de moldagem configurada para a fabricação de uma respectiva subseção de uma lâmina de turbina eólica, cada subseção estendendo-se da extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica, - uma estação de colocação de fibra para colocar um material de fibra nos moldes de pré-forma, e - uma estação de aquecimento para aquecer o material de fibra para formar as pré-formas, em que pelo menos dois dos moldes de pré-forma, de preferência todos os moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica e altura H substancialmente idêntica e, preferencialmente, comprimento substancialmente idêntico.

[00060] De preferência, cada molde de pré-forma do sistema compreende uma superfície de moldagem configurada para a fabricação de uma subseção diferente de uma lâmina de turbina eólica, cada subseção se estendendo da extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica.

[00061] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um método de fabricação de uma parte da lâmina de turbina eólica, o método compreendendo: - fabricar uma pluralidade de pré-formas de acordo com o método acima descrito para fabricar uma pluralidade de pré-formas, - organizar a pluralidade de pré-formas em uma cavidade de molde de lâmina, opcionalmente em conjunto com material adicional, - infundir resina na cavidade do molde de lâmina, - curar ou endurecer a resina para formar a metade da lâmina.

[00062] Normalmente, a etapa de infusão de resina compreende moldagem por transferência de resina assistida a vácuo. Numa modalidade preferida, a resina dissolve o agente de ligação da pré-forma.

[00063] A resina para injetar a pré-forma durante a fabricação de partes da lâmina de turbina eólica, como um laminado da raiz, pode ser um epóxi, um poliéster, um éster de vinilo ou outro material termoplástico ou duroplástico adequado. Em outras modalidades, a resina pode ser uma resina termoendurecível, como epóxi, poliéster ou éster de vinilo, ou uma resina termoplástica, como nylon, PVC, ABS, polipropileno ou polietileno.

[00064] A presente invenção também se refere a uma metade da lâmina obtenível pelo método para fabricar uma lâmina de turbina eólica.

[00065] Em ainda outro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de fabricação para a fabricação de pré-formas para partes da lâmina de turbina eólica, o sistema compreendendo - dois ou mais moldes de pré-forma, - um rack para receber os dois ou mais moldes de pré-forma, - uma estação de colocação de fibra para colocar um material de fibra nos moldes de pré-forma, e - uma estação de aquecimento para aquecer o material de fibra para formar as pré-formas.

[00066] É preferível que o rack compreenda dois ou mais compartimentos ou prateleiras para receber cada um dos moldes de pré-forma em um respectivo compartimento ou prateleira. Numa modalidade, os compartimentos ou prateleiras são dispostos verticalmente, de modo que os moldes de pré-forma possam ser recebidos em diferentes alturas dentro do rack. De preferência, os moldes de pré-forma são dispostos verticalmente no rack. Assim, os moldes de pré-formas podem ser vantajosamente armazenados e/ou transportados antes, depois ou no meio de serem submetidas a diferentes operações na estação de colocação de fibras e na estação de aquecimento. Os inventores atuais descobriram que isso economizava significativamente o espaço de trabalho e, portanto, o custo operacional.

[00067] Neste aspecto da presente invenção, os moldes de pré- forma e/ou as estações podem ser projetados como descrito acima para os outros aspectos da invenção.

[00068] Em um aspecto relacionado, a presente invenção refere- se a um método para fabricar uma pluralidade de pré-formas para partes da lâmina de turbina eólica, o referido método compreendendo - fornecer dois ou mais moldes de pré-forma, - fornecer pelo menos um rack para receber os dois ou mais moldes de pré-forma, - colocar um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma e - aquecer o material de fibra e o agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas, em que os moldes de pré-forma são armazenados e/ou transportados no rack antes e/ou após a etapa de colocar um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma ou antes e/ou após a etapa de aquecimento do material de fibra e o agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas.

[00069] Neste aspecto da presente invenção, os moldes de pré- forma, o rack e/ou outras características do método podem ser projetados como descrito acima para os outros aspectos da invenção.

[00070] Numa modalidade, os moldes de pré-forma são armazenados e/ou transportados no rack antes da etapa de colocação de um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma. Em outra modalidade, os moldes de pré-forma são armazenados e/ou transportados no rack após a etapa de colocar um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma. Em outra modalidade, os moldes de pré-forma são armazenados e/ou transportados no rack antes da etapa de aquecimento do material de fibra e do agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas. Em outra modalidade, os moldes de pré-forma são armazenados e/ou transportados no rack após a etapa de aquecimento do material de fibra e do agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas.

[00071] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a uma pilha de dois ou mais moldes de pré-forma, como três ou mais moldes de pré- forma, ou quatro ou mais moldes de pré-forma, ou cinco ou mais moldes de pré-forma, sendo os moldes de pré-forma adequados para a fabricação de pré- formas para partes da lâmina de turbina eólica. Na referida pilha, os moldes de pré-forma são de preferência interligados por peças de ajuste de contêiner ou peças moldadas de contêiner, que são preferencialmente dispostas nos cantos dos moldes de pré-forma. Cada molde de pré-forma da referida pilha tem uma largura W, uma altura H e um comprimento L. Em uma modalidade da referida pilha, pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica. Em outra modalidade, pelo menos dois dos moldes de pré-forma tem altura H substancialmente idêntica. Em outra modalidade, pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm comprimento L substancialmente idêntico. Em uma modalidade preferida, pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico.

[00072] Como usado aqui, o termo "% em peso" significa porcentagem em peso. O termo "relativo ao peso do material de fibra" significa uma porcentagem que é calculada dividindo-se o peso de um agente, como um agente de ligação, pelo peso do material de fibra. Como exemplo, um valor de 1% em peso em relação ao peso do material de fibra corresponde a 10 g de agente de ligação por quilograma de material de fibra.

[00073] Como aqui usado, o termo "substancialmente idêntico" denota duas ou mais dimensões de comprimento, largura ou altura, respectivamente, que não diferem entre si em mais de 5%, preferencialmente mais de 4%, como mais de 3% ou ou mais de 2%, sendo a percentagem calculada com base na mais longa das dimensões de comprimento, na mais longa das dimensões de largura e/ou na mais longa das dimensões de altura, respectivamente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00074] A invenção é explicada em detalhes abaixo com referência às modalidades mostradas nas figuras, nas quais

[00075] a Figura 1 mostra uma turbina eólica,

[00076] a Figura 2 mostra uma vista esquemática de uma lâmina de turbina eólica,

[00077] a Figura 3 mostra uma vista esquemática de um perfil aerodinâmico através da seção I-I da Figura 4,

[00078] a Figura 4 mostra uma vista esquemática da lâmina de turbina eólica, vista de cima e de lado,

[00079] a Figura 5 é um desenho em perspectiva de um molde de pré-forma de acordo com a presente invenção,

[00080] a Figura 6 é um desenho em perspectiva de um molde de lâmina contendo pré-formas de acordo com a presente invenção,

[00081] a Figura 7 é um desenho em perspectiva que ilustra diferentes partes do sistema de fabricação da presente invenção,

[00082] a Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma pilha de molde de pré-forma de acordo com outra modalidade da presente invenção, e

[00083] a Figura 9 é uma vista esquemática que ilustra diferentes etapas de um método de fabricação de uma metade da lâmina de turbina eólica de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00084] 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 do rotor substancialmente horizontal. O rotor inclui um cubo 8 e três lâminas 10 que se estendem radialmente a partir do cubo 8, cada um tendo uma raiz de lâmina 16 mais próxima do cubo e uma ponta de lâmina 14 mais afastada do cubo 8.

[00085] 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 da turbina eólica 10 tem o formato de uma lâmina convencional de turbina eólica e compreende uma região de raiz 30 mais próxima do cubo, uma região perfilada ou perfil aerodinâmico 34 mais distante do cubo e uma região de transição 32 entre a região de raiz 30 e a região de perfil aerodinâmico 34. A lâmina 10 compreende um bordo de ataque 18 voltado para a direção de rotação da lâmina 10, quando a lâmina é montada no cubo, e um bordo de fuga 20 voltado para a direção oposta do bordo de ataque 18.

[00086] A região de perfil aerodinâmico 34 (também chamada de região perfilada) tem uma forma de lâmina ideal ou quase ideal em relação à geração de sustentação, enquanto a região de raiz 30 devido a considerações estruturais possui uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica, o que, por exemplo, torna mais fácil e 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 área de raiz 30. A região de transição 32 tem um perfil de transição que muda gradualmente da forma circular ou elíptica da região de raiz 30 para o perfil aerodinâmico da região de perfil aerodinâmico 34. O comprimento da corda da região de transição 32 geralmente aumenta com o aumento da distância r do cubo. A região de perfil aerodinâmico 34 tem um perfil aerodinâmico com uma corda que se estende entre o bordo de ataque 18 e o bordo de fuga 20 da lâmina 10. A largura da corda diminui com o aumento da distância r do cubo.

[00087] Um ressalto 40 da lâmina 10 é definido como a posição, onde a lâmina 10 tem seu maior comprimento de corda. O ressalto 40 é tipicamente fornecido na fronteira entre a região de transição 32 e a região de perfil aerodinâmico 34.

[00088] Deve-se notar que as cordas de diferentes seções da lâmina normalmente não se encontram em um plano comum, uma vez que a lâmina pode ser torcida e/ou curvada (ou seja, pré-tensionada), fornecendo assim ao plano da corda um percurso torcido e/ou curvo correspondente, sendo este frequentemente o caso, a fim de compensar a velocidade local da lâmina que depende do raio do cubo.

[00089] As Figuras 3 e 4 representam parâmetros que são usados para explicar a geometria da lâmina de turbina eólica de acordo com a invenção. A Figura 3 mostra uma vista esquemática de um perfil aerodinâmico 50 de uma lâmina típica de uma turbina eólica representada com os vários parâmetros, que são tipicamente usados para definir a forma geométrica de um perfil aerodinâmico. O perfil aerodinâmico 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 ficam voltados para o lado de barlavento (ou contra o vento) e o lado de sotavento (ou para o vento), respectivamente. O perfil aerodinâmico 50 tem uma corda 60 com um comprimento de corda c que se estende entre um bordo de ataque 56 e um bordo de fuga 58 da lâmina. O perfil aerodinâmico 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 perfil aerodinâmico varia ao longo da corda 60. O desvio de um perfil simétrico é dado por uma linha de curvatura 62, que é uma linha mediana através do perfil aerodinâmico 50. A linha mediana pode ser encontrada desenhando círculos inscritos do bordo de ataque 56 até o bordo de fuga 58. A linha mediana segue os centros desses círculos inscritos e o desvio ou distância da corda 60 é chamada de curvatura f. A assimetria também pode ser definida pelo uso de parâmetros chamados de curvatura superior (ou curvatura do lado de sucção) e curvatura inferior (ou curvatura do lado de pressão), que são definidas como as distâncias a partir da corda 60 e do lado de sucção 54 e lado de pressão 52, respectivamente.

[00090] Perfis aerodinâmicos são frequentemente caracterizados pelos seguintes parâmetros: o comprimento da corda c, a curvatura máxima f, a posição df da curvatura máxima f, a espessura máxima do perfil aerodinâmico t, que é o maior diâmetro dos círculos inscritos ao longo da linha de curvatura mediana 62, a posição dt da espessura máxima t, e um raio do nariz (não mostrado). Esses parâmetros são normalmente definidos como proporções para o comprimento da corda c. Assim, uma espessura relativa local da lâmina t/c é dada como a proporção entre a espessura máxima local t e o comprimento da corda local c. Além disso, a posição dp da curvatura máxima do lado de pressão pode ser usada como um parâmetro de projeto, e também, naturalmente, a posição da curvatura máxima do lado de sucção.

[00091] A Figura 4 mostra outros parâmetros geométricos da lâmina. A lâmina tem um comprimento total de lâmina L. Como mostrado na Figura 3, a extremidade da raiz está localizada na posição r = 0, e a extremidade da ponta localizada em r = L. O ressalto 40 da lâmina situa-se numa posição r = Lw, e tem uma largura de ressalto W, que é igual ao comprimento da corda no ressalto 40. O diâmetro da raiz é definido como D. A curvatura do bordo de fuga da lâmina na região de transição pode ser definida por dois parâmetros, isto é, um raio mínimo de curvatura externa ro e um raio mínimo de curvatura interna ri, que são definidos como o raio mínimo de curvatura do bordo de fuga, visto de fora (ou detrás do bordo de fuga) e o raio mínimo de curvatura, visto de dentro (ou da frente do bordo de fuga), respectivamente. Além disso, a lâmina é fornecida com uma pré-tensão, que é definida como Δy, que corresponde à deflexão fora do plano a partir de um eixo de passo 22 da lâmina.

[00092] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um molde de pré-forma 70 de acordo com a presente invenção. O molde de pré-forma 70 compreende uma superfície de moldagem 72 para moldar uma pré-forma e dois bordos adjacentes 74a, 74b. Como ilustrado na Figura 5, o molde de pré- forma 70 tem uma largura W, uma altura H e um comprimento L. Por exemplo, a largura W pode ser de 2 m, a altura H pode ser de 1 metro e o comprimento L pode ser de 20 m. Em um exemplo do sistema de fabricação da presente invenção, pelo menos dois dos moldes de pré-forma têm largura W substancialmente idêntica, altura H e comprimento L.

[00093] Como ilustrado na Figura 6, as pré-formas fabricadas 80a, 80b, 80c podem ser colocadas em um molde de lâmina 76 para formar parte de uma lâmina de turbina eólica, como o laminado da raiz. É particularmente preferido que as pré-formas fabricadas de acordo com a presente invenção sejam usadas para uma seção de lâmina que começa na extremidade da raiz 16 da lâmina, tal como na região de raiz. Como explicado acima, as pré-formas 80a, 80b, 80c são dispostas no molde de lâmina, geralmente junto com material adicional, após o qual a resina é infundida, a qual é subsequentemente curada ou endurecida para formar a parte da lâmina, como uma metade da lâmina.

[00094] As Figuras 7a, b e c ilustram diferentes aspectos do sistema de fabricação de pré-forma da presente invenção. A Figura 7a mostra um arranjo empilhado 78 de quatro moldes de pré-forma 70a-d, todos os moldes de pré-forma 70a-d tendo largura W substancialmente idêntica, altura H substancialmente idêntica e comprimento L substancialmente idêntico. Eles são empilhados de modo que os bordos superiores 74a, 74b de um molde de pré- forma subjacente suporte a superfície inferior 82 de um molde de pré-forma sobrejacente. Este é um arranjo eficiente para armazenamento e/ou transporte dos moldes de pré-forma.

[00095] Uma estação de colocação de fibra 88 esquemática para colocar um material de fibra 84 nos moldes de pré-forma é mostrada na Figura 7b. Compreende um dispositivo de colocação de fibras 86 para colocar fibras e, opcionalmente, um agente de ligação à superfície de moldagem 72 do molde de pré-forma 70. Ao contrário da modalidade mostrada na Figura 7b, a estação de colocação de fibras 88 e o dispositivo de colocação de fibras 86 também podem ser dispostos para colocar fibras em múltiplos, como dois ou três moldes de pré-forma simultaneamente. Isto é muito facilitado pelas dimensões modulares/padronizadas dos moldes de pré-forma da presente invenção.

[00096] Finalmente, o material de fibra colocado e o agente de ligação são aquecidos na estação de aquecimento 90 (Figura 7c). Na modalidade mostrada na Figura 7c, múltiplos moldes de pré-forma 70a-d, em um arranjo empilhado, são simultaneamente aquecidos em um forno 92 para fabricar uma pluralidade de pré-formas 80a-d. Novamente, isso é facilitado pelas dimensões modulares/padronizadas dos moldes de pré-forma da presente invenção.

[00097] A Figura 8 mostra outra modalidade dos moldes de pré- forma 70a, 70b, 70c de acordo com a presente invenção. Cada molde de pré- forma 70a compreende uma estrutura 94a tendo uma superfície de moldagem 72a, a estrutura 94a sendo montada entre duas armações que se estendem lateralmente 96, 98. Assim, os moldes de pré-forma 70a, 70b, 70c podem ser convenientemente empilhados um sobre o outro.

[00098] A Figura 9 ilustra diferentes etapas de um método de fabricação de uma metade da lâmina de turbina eólica de acordo com a presente invenção. Primeiro, uma pluralidade de pré-formas é fabricada de acordo com o método descrito acima, incluindo dispor um material de fibra 84 e um agente de ligação em cada molde de pré-forma 70; vide Figura 9a. Os moldes de pré-forma são então empilhados de modo que o bordo superior de um molde de pré-forma subjacente 70c suporte a superfície inferior de um molde de pré-forma 70b sobrejacente; vide Figura 9b. Os moldes de pré-forma empilhados são subsequentemente aquecidos, por exemplo no forno 92, para formar uma pluralidade de pré-formas; vide Figura 9c. As pré-formas podem ser transferidas, por exemplo, na forma da pilha de moldes de pré-forma 70a,b,c, para o molde de lâmina 76, isto é, o molde para a metade da lâmina; vide Figura 9d. Em seguida, as pré-formas 80a,b,c estão dispostas no molde de lâmina 76, opcionalmente juntas com material adicional, de preferência na extremidade da raiz do molde de lâmina 76, como ilustrado na Figura 9e; seguido de infusão de resina e cura ou endurecimento para formar a metade da lâmina ou uma parte dela.

[00099] A invenção não está limitada às modalidades aqui descritas e pode ser modificada ou adaptada sem se afastar do escopo da presente invenção. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 2 turbina eólica 4 torre 6 nacele 8 cubo 10 lâmina 14 ponta de lâmina 16 raiz de lâmina 18 bordo de ataque 20 bordo de fuga 22 eixo de passo 30 região de raiz 32 região de transição 34 região de perfil aerodinâmico 40 ressalto/posição de corda máxima 50 perfil aerodinâmico 52 lado de pressão 54 lado de sucção 56 bordo de ataque 58 bordo de fuga 60 corda 62 linha de curvatura/linha mediana 70 molde de pré-forma 72 superfície de moldagem do molde de pré-forma 74 bordos do molde de pré-forma 76 molde de lâmina 78 pilha de moldes de pré-forma 80 pré-forma 82 superfície inferior do molde de pré-forma 84 material de fibra 86 dispositivo de colocação de fibra 88 estação de colocação de fibra 90 estação de aquecimento 92 forno 94 estrutura 96 primeira armação que se estende lateralmente 98 segunda armação que se estende lateralmente H altura do molde de pré-forma L comprimento do molde de pré-forma W largura do molde de pré-forma c comprimento da corda dt posição de espessura máxima df posição de curvatura máxima dp posição de curvatura máxima do lado de pressão f curvatura L comprimento da lâmina R raio local, distância radial a partir da raiz de lâmina t espessura Δy pré-tensão

Claims

1. Sistema de fabricação para a fabricação de pré-formas (80) para um laminado da raiz ou uma parte de suas peças de lâmina de turbina eólica, caracterizado por compreender - dois ou mais moldes de pré-forma (70), cada molde de pré-forma (70) tendo uma largura W, uma altura H e um comprimento L, - uma estação de colocação de fibra (88) para colocar um material de fibra nos moldes de pré-forma (70), e - uma estação de aquecimento (90) para aquecer o material de fibra para formar as pré-formas, em que pelo menos dois dos moldes de pré-forma (70) têm largura W idêntica e altura H idêntica.

2. Sistema de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por todos os moldes de pré-forma (70) terem largura W idêntica e altura H idêntica, e comprimento L idêntico.

3. Sistema de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por todos os moldes de pré-forma (70) terem largura W idêntica e em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma (70), todos os moldes de pré-forma (70) têm altura H1 idêntica, e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma (70), todos os moldes de pré- forma (70) têm altura H2 idêntica, em que a altura H2 excede a altura H1.

4. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada molde de pré-forma (70) ter uma largura W entre 1 e 3 metros e uma altura H entre 0,5 e 2 metros.

5. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada molde de pré-forma (70) ter uma largura W entre 1 e 3 metros e uma altura H de 1 metro ou menos.

6. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada molde de pré-forma (70) ter um comprimento L entre 15 e 30 metros.

7. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada molde de pré-forma (70) ter uma superfície inferior (82), uma superfície de moldagem (72) e um bordo superior (74) adjacente à superfície de moldagem, em que as pré-formas são empilháveis de modo que o bordo superior (74) de um molde de pré-forma subjacente (70) suporte a superfície inferior (82) de um molde de pré-forma sobrejacente (70).

8. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação de colocação de fibras (88) ser disposta para colocar um material de fibra em dois ou mais moldes de pré-forma (70) simultaneamente.

9. Sistema de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender quatro ou mais moldes de pré-forma (70).

10. Método para fabricar uma pluralidade de pré-formas para partes de lâmina de turbina eólica, caracterizado por compreender: - fornecer dois ou mais moldes de pré-forma (70), cada molde de pré-forma (70) tendo uma largura W, uma altura H e um comprimento L, - colocar um material de fibra e um agente de ligação em cada molde de pré-forma (70), e - aquecer o material de fibra e o agente de ligação a uma temperatura entre 40 e 200 °C para formar uma pluralidade de pré-formas, em que pelo menos dois dos moldes de pré-forma (70) têm largura W idêntica e altura H idêntica.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por todos os moldes de pré-forma (70) terem largura W idêntica e altura H idêntica, e comprimento L idêntico.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por todos os moldes de pré-forma (70) terem largura W idêntica e em que em um primeiro subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma (70), todos os moldes de pré-forma (70) têm altura H1 idêntica, e em um segundo subgrupo de dois ou mais moldes de pré-forma (70), todos os moldes de pré-forma (70) têm altura H2 idêntica, em que a altura H2 excede a altura H1.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por cada molde de pré-forma (70) ter uma superfície inferior (82), uma superfície de moldagem (72) e um bordo superior (74) adjacente à superfície de moldagem (72), em que pelo menos duas pré-formas são empilhadas durante a etapa de aquecimento, de modo que o bordo superior (74) de um molde de pré-forma subjacente (70) suporte a superfície inferior (82) de um molde de pré-forma sobrejacente (70).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por a parte da lâmina da turbina eólica ser uma metade da lâmina, um laminado da raiz ou uma parte destes.

15. Método para fabricar uma parte de lâmina de turbina eólica, como uma metade da lâmina, caracterizado por compreender: - fabricar uma pluralidade de pré-formas (80), de acordo com o método de qualquer uma das reivindicações 11 a 15, - organizar a pluralidade de pré-formas (80) em um molde de lâmina (76), em conjunto com material adicional, - infusão de resina no molde de lâmina (76), - curar ou endurecer a resina para formar a parte de lâmina.

16. Método para fabricar uma peça de lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por cada uma da pluralidade de pré-formas (80) ser disposta na extremidade de raiz do molde de lâmina (76).