ES2341074B1 - Una pala de aerogenerador multi-panel con la raiz integrada. - Google Patents
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Abstract
Una pala de aerogenerador
multi-panel con la raíz integrada, de perfil
aerodinámico, conformada por al menos una concha inferior (17) en el
lado de presión y una concha superior (19) en el lado de succión y
dos largueros interiores (11, 13) prefabricados, estando ensambladas
dichas conchas inferior y superior (17, 19) con dichos largueros
interiores (11, 13), en la que dichas conchas inferior y superior
(17, 19) y dichos largueros interiores (11, 13) prefabricados
incluyen, respectivamente, unas extensiones (31, 33, 37, 39)
configuradas de manera que puedan ensamblarse conformando la raíz de
la pala. La pala también puede incluir una concha frontal (15)
ensamblada con el larguero (11) más próximo al borde de ataque junto
con las conchas inferior y superior (17, 19).
Description
Una pala de aerogenerador
multi-panel con la raíz integrada.
La presente invención se refiere en general a
palas de aerogeneradores y más en particular a palas
multi-panel con la raíz integrada.
\vskip1.000000\baselineskip
Los aerogeneradores incluyen un rotor que
soporta una o varias palas que se extienden radialmente para
capturar la energía cinética del viento y causan un movimiento
rotatorio de un tren de potencia acoplado a un generador eléctrico
para producir energía eléctrica.
La cantidad de energía producida por los
aerogeneradores depende de la superficie de barrido del rotor de
palas que recibe la acción del viento y consecuentemente, el
incremento de la longitud de las palas implica normalmente un
incremento de la producción de energía del aerogenerador.
Para facilitar la fabricación de las palas de
aerogeneradores se ha propuesto la división de la pala en varios
paneles que pueden fabricarse individualmente de manera optimizada y
ensamblarse posteriormente para formar la pala. Algunos ejemplos de
las propuestas conocidas son los siguientes.
EP 1 184 566 A1 describe una pala de
aerogenerador que está formada ensamblando una, dos o más secciones
longitudinales, cada una de las cuales comprende un elemento central
formado por un tubo longitudinal de fibra de carbono sobre el que
están montadas una serie de costillas transversales de fibra de
carbono o fibra de vidrio unidas a dicha zona central y una cubierta
de fibra de carbono o fibra de vidrio unida a dichas costillas.
WO 01/46582 A2 describe una pala de
aerogenerador que tiene una pluralidad de elementos divididos unidos
a una viga cajón transmisora de la carga y separados por juntas
elásticas que permiten a dichos elementos divididos movimientos
entre ellos de cara a minimizar los esfuerzos de tracción en la
región de la pala en la que están situados dichos elementos
divididos.
En la técnica conocida, la raíz de la pala se
fabrica independientemente de los paneles con los que se conforma el
resto de la pala y se ensambla posteriormente mediante un proceso de
cocurado o bien mediante una unión
adhesiva.
adhesiva.
La actual tendencia en la industria de
aerogeneradores a palas de rotor más grandes demanda nuevos diseños
de palas aptos para cumplir por un lado por los condicionantes de
transporte y de calidad planteados por palas de gran tamaño y, por
otro, por los condicionantes planteados por los procesos de
fabricación de cara a alcanzar el máximo grado de
automatización.
\vskip1.000000\baselineskip
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que
permite prefabricar sus componentes incluyendo la raíz de la
pala.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que
contribuye positivamente a la automatización de su fabricación.
Esos y otros objetos de la presente invención se
consiguen proporcionando una pala multi-panel de
aerogenerador de perfil aerodinámico conformada por al menos una
concha inferior en el lado de presión y una concha superior en el
lado de succión y dos largueros interiores prefabricados, estando
ensambladas dichas conchas inferior y superior con dichos largueros
interiores, en la que dichas conchas inferior y superior y dichos
largueros interiores prefabricados incluyen, respectivamente, unas
extensiones configuradas de manera que puedan ensamblarse
conformando la raíz de la pala.
En una realización preferente la pala también
comprende una concha frontal ensamblada con el larguero más próximo
al borde de ataque junto con las conchas inferior y superior. Se
consigue con ello una configuración que facilita la conformación de
la zona de transición de dichas extensiones hasta la zona de raíz de
sección circular.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada en
relación con las figuras que se acompañan.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva de una pala de aerogenerador según la presente
invención.
Las Figuras 2a, 2b y 2c son vistas esquemáticas
en sección transversal por el plano A-A de la Figura
1 de tres realizaciones de la pala.
La Figura 3 es una vista esquemática en
perspectiva de los componentes prefabricados que conforman la pala
según una realización preferente de la presente invención antes de
su ensamblaje.
La Figura 4 es una vista en sección transversal
de la pala de la Figura 3 por el plano B-B.
La Figura 5 es una vista en sección transversal
de la pala de la Figura 3 por el plano C-C.
\vskip1.000000\baselineskip
Como es bien conocido en la técnica, una pala
multi-panel tiene varias ventajas:
- -
- Permite el uso de diferentes materiales y/o procesos de fabricación y/o configuraciones estructurales para cada parte de la pala de acuerdo con sus requerimientos, lo que implica una optimización del coste de la pala.
- -
- Facilita el control de calidad.
- -
- Permite al fabricante de palas organizar sus planes de acuerdo con diferentes criterios y subcontratar la fabricación de alguna de las partes si es necesario.
La Figura 1 muestra el perfil aerodinámico
típico de una pala de aerogenerador y las Figuras 2a, 2b y 2c
muestran tres posibles configuraciones
multi-panel.
En las configuraciones ilustradas en las Figuras
2a y 2b los componentes de la pala son dos largueros 11,13 con forma
de C con sus solapas destinadas a facilitar el ensamblaje de las
conchas orientados hacia dentro y hacia fuera respectivamente, una
concha frontal 15 y dos conchas inferior y superior 17, 19 y en el
caso de la Figura 2c los componentes de la pala son dos largueros
11, 13 y dos conchas inferior y superior 17, 19.
En las configuraciones ilustradas en las Figuras
2a y 2b los paneles se ensamblan de manera que, por un lado, haya
continuidad en las tres conchas 15, 17, 19 cuyas superficies
externas configuran por tanto el perfil aerodinámico de la pala y,
por otro lado, que las tres conchas 15, 17, 19 queden unidas al
larguero 11 próximo al borde de ataque y las conchas inferior y
superior 17, 19 queden unidas al larguero 13.
En la configuración ilustrada en la Figura 2c
los paneles se ensamblan de manera que, por un lado, haya
continuidad en las dos conchas inferior y superior 17, 19 cuyas
superficies externas configuran por tanto el perfil aerodinámico de
la pala y, por otro lado, que las conchas inferior y superior 17,
19 queden unidas a los dos largueros 11,13.
Según la presente invención (que es aplicable a
las configuraciones multi-panel mencionadas y a
cualquier otra en la que las conchas inferior y superior 17, 19
queden ensambladas con los dos largueros 11, 13), los largueros 11,
13 y las conchas superior e inferior 17 y 19 incluyen unas
extensiones 31, 33, 37, 39 configuradas de manera que puedan
ensamblarse conformando la raíz de la pala que tiene una primera
sección de transición y una segunda sección de forma circular.
Así pues y como se ilustra en las Figuras 4 y 5,
que se corresponden con cualquiera de las palas ilustradas en las
Figuras 2a, y 2b, las configuraciones de dichas extensiones 31, 33,
37, 39 comprenden una primera zona 31', 33', 37', 39' mediante la
que se conforma la sección de transición de la raíz de la pala y una
segunda zona 31'', 33'', 37'', 39'' con forma de sector circular
para conformar la sección circular de la raíz de la pala.
El ensamblaje de dichas extensiones 31, 33, 37 y
39 puede realizarse con la misma técnica que la utilizada para el
ensamblaje de conchas 15, 17, 19 y largueros 11, 13, en cuyo caso la
configuración de sus bordes debe ser del mismo tipo, ó con cualquier
otra que resulte apropiada.
Entre las ventajas de esta configuración de raíz
integrada respecto a la estructura tradicional de raíz adhesivada o
cocurada al resto de la pala cabe destacar:
- \bullet
- Mejor control de la geometría de la zona de raíz, ya que todas las piezas se realizan con moldes hembra.
- \bullet
- Mejoras en el ensamblaje de las diferentes piezas que conforman la pala (directamente derivado del mayor control dimensional mencionado en el párrafo anterior).
- \bullet
- Menor tiempo de la fase de acabados (recorte de material sobrante, pulido, retrabajos) debido al mejor control dimensional de las piezas a ensamblar.
- \bullet
- Estructura más reforzada: la configuración con la raíz integrada en material compuesto permite tener fibra de refuerzo de forma continua desde la punta de la pala hasta la raíz lo que facilita la transmisión correcta de los esfuerzos a través de la estructura.
Aunque la presente invención se ha descrito
enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente
que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su
alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores
realizaciones, sino por las reivindicaciones siguientes.
Claims (5)
1. Una pala multi-panel de
aerogenerador de perfil aerodinámico conformada por al menos una
concha inferior (17) en el lado de presión y una concha superior
(19) en el lado de succión y dos largueros interiores (11, 13)
prefabricados, estando ensambladas dichas conchas inferior y
superior (17, 19) con dichos largueros interiores (11, 13),
caracterizada porque dichas conchas inferior y superior (17,
19) y dichos largueros interiores (11, 13) prefabricados incluyen,
respectivamente, unas extensiones (31, 33, 37, 39) configuradas de
manera que puedan ensamblarse conformando la raíz de la pala.
2. Una pala multi-panel de
aerogenerador de perfil aerodinámico según la reivindicación 1,
caracterizada porque también comprende una concha frontal
(15) ensamblada con el larguero (11) más próximo al borde de ataque
junto con las conchas inferior y superior (17, 19).
3. Una pala de aerogenerador según cualquiera de
las reivindicaciones 1-2, caracterizada
porque la configuración de dichas extensiones (31, 33, 37, 39)
comprende una primera zona (31', 33', 37', 39') mediante la que se
conforma la sección de transición de la raíz de la pala y una
segunda zona (31'', 33'', 37'', 39'') con forma de sector circular
para conformar la sección circular de la raíz de la pala.
4. Una pala de aerogenerador según cualquiera de
las reivindicaciones 1-3, caracterizada
porque dichas extensiones (31, 33, 37, 39) se ensamblan mediante una
unión adhesiva.
5. Una pala de aerogenerador según cualquiera de
las reivindicaciones 1-4, caracterizada
porque dichas extensiones (31, 33, 37, 39) se ensamblan mediante una
unión remachada.
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