ES2610980T3 - Módulo de correa para una pala de rotor de la instalación de energía eólica - Google Patents

Módulo de correa para una pala de rotor de la instalación de energía eólica Download PDF

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Abstract

Módulo de correa (10) para una pala de rotor de la instalación de energía eólica, en el que el módulo de correa (10) presenta una correa (12) reforzada con fibras de carbono, caracterizado por * un conductor de protección contra rayos (26) que está dispuesto discurriendo a lo largo de la correa (12), y * al menos un elemento de compensación de potencial (28) que establece una conexión eléctrica entre la correa (12) y el conductor de protección contra rayos (26), en el que * las fibras de carbono de la correa (12), el conductor de protección contra rayos (26) y el al menos un elemento de compensación de potencial (28) están embebidos en una matriz de plástico común y están configurados como módulo prefabricado para la integración en una semicubierta de la pala de rotor de la instalación de energía eólica después del endurecimiento de la matriz de plástico.

Description

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DESCRIPCION
Modulo de correa para una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
La invencion se refiere a un modulo de correa para una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, que presenta una correa reforzada con fibras de carbono.
Por el documento EP 2 561 977 A1 se ha conocido un modulo de correa semejante. El modulo de correa prefabricado se integra en una semicubierta de la pala de rotor despues del endurecimiento de una matriz de plastico en la que estan embebidas las fibras de carbono.
Dado que las fibras de carbono que forman la correa son electricamente conductoras, en una pala de rotor semejante se requieren medidas especiales para una proteccion contra rayos eficaz. Entre ello figura en particular una compensacion de potencial eficaz entre un conductor de proteccion contra rayos, que se instala en la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica y conecta un receptor de rayos dispuesto en particular en la punta de pala con la rafz de pala, y la correa. Gracias a la compensacion de potencial se puede impedir que durante la derivacion de una corriente del rayo elevada a traves del conductor de proteccion contra rayos se produzcan grandes diferencias de potencial entre el conductor de proteccion contra rayos y la correa a causa de la induccion electromagnetica, de modo que aparezcan descargas de tension. De este modo se puede evitar un deterior de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica debio a un rayo.
Por el documento EP 1 692 752 B1 se ha conocido una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, en la que un larguero interior, electricamente conductor esta conectado con un conductor de proteccion contra rayos dispuesto de forma adyacente. Para ello estan previstos elementos de compensacion de potencial que conectan entre sf el larguero y el conductor de proteccion contra rayos a traves de una lmea electrica. El contacto con el larguero se establece a traves de una banda plana conductora.
Por el documento EP 1 112 448 B2, que da a conocer un modulo de correa segun el preambulo de la reivindicacion 1, se ha conocido una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica con varias correas electricamente conductoras de un material de fibras de carbono. Para el aumento de la conductividad electrica de las correas se usan fibras de carbono revestidas de metal, de modo que la capacidad de transmision de corriente de las correas debe ser suficiente para un uso como conductor de proteccion contra rayos. Adicionalmente se puede usar un conductor de proteccion contra rayos metalico dispuesto de forma central. Las correas y eventualmente el conductor de proteccion contra rayos metalico adicional estan conectados entre sf en varias posiciones longitudinales a traves de elementos de compensacion de potencial en forma de conductores electricos interiores.
Por el documento EP 1 664 528 B1 se ha conocido una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica con correas principales electricamente conductoras de un material de fibras de carbono y dos conductores de proteccion contra rayos dispuestos en el interior de la pala de rotor. Se establece una compensacion de potencial entre una correa principal y un conductor de proteccion contra rayos a traves de una rejilla de cobre, que esta en contacto con la correa principal, y una lmea de conexion electrica. Una seccion central de la lmea de conexion esta atornillada con el conductor de proteccion contra rayos. Un extremo libre de la lmea de conexion esta atornillado conjuntamente con piezas intermedias metalicas y la rejilla de cobre con un receptor de la proteccion contra rayos.
Por el documento EP 2 110 552 A1 se ha conocido una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, en la que un conductor de proteccion contra rayos plano o trenzado esta dispuesto en la zona de un nervio. El conductor de proteccion contra rayos se integra en un laminado durante la fabricacion de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica en un procedimiento de infusion en vacrn.
Partiendo de ello el objetivo de la invencion es poner a disposicion un modulo de correa para una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica con una correa reforzada con fibras de carbono, que posibilite una fabricacion mas sencilla de una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, asf como un procedimiento de fabricacion correspondiente.
Este objetivo se resuelve mediante el modulo de correa con las caractensticas de la reivindicacion 1. Configuraciones ventajosas estan especificadas en las reivindicaciones dependientes siguientes.
El modulo de correa para una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica presenta lo siguiente:
• una correa reforzada con fibras de carbono,
• un conductor de proteccion contra rayos que esta dispuesto discurriendo a lo largo de la correa, y
• al menos un elemento de compensacion de potencial que establece una conexion electrica entre la correa y el conductor de proteccion contra rayos, en el que
5 • las fibras de carbono de la correa, el conductor de proteccion contra rayos y el al menos un elemento de compensacion de potencial estan embebidos en una matriz de plastico comun y estan configurados como modulo prefabricado para la integracion en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica despues del endurecimiento de la matriz de plastico.
10 La correa constituye un elemento de la estructura portante de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. En particular se puede tratar de una correa principal que absorbe una gran parte de las solicitaciones a traccion que aparecen durante el funcionamiento de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Las fibras de carbono que forman la correa se pueden insertar en forma de textiles en un molde de fabricacion de modulos de correa, en una multiplicidad de capas superpuestas. En la seccion transversal la correa puede estar configurada de forma 15 rectangular o trapezoidal. Puede presentar una longitud de, por ejemplo, 40 m o mas.
El conductor de proteccion contra rayos discurre a lo largo de la correa y se extiende en particular sobre toda la longitud de la correa, eventualmente tambien mas alla. Presenta una capacidad de transmision de corriente que es suficiente para la derivacion de una corriente de rayo. Para ello puede estar hecho, por ejemplo, de cobre y 20 presentar una seccion transversal eficaz de 25 mm2 o mas, en particular de aproximadamente 50 mm2. Se extiende en paralelo a la correa y puede estar dispuesto directamente sobre la correa o en paralelo a ello a una distancia, en particular de forma estrechamente adyacente a la correa. El conductor de proteccion contra rayos puede ser un conductor metalico macizo o presentar una multiplicidad de alambres individuales, en particular en forma de una manguera trenzada, por ejemplo de cobre.
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El elemento de compensacion de potencial es electricamente conductor y esta en contacto electrico, por un lado, con la correa y, por otro lado, con el conductor de proteccion contra rayos. Igualmente puede presentar una multiplicidad de alambres individuales, en particular de cobre. Por ejemplo, se puede tratar de un tejido, trenzado rejilla a partir de una multiplicidad de alambres individuales, en particular una trenza de filtro que se usa 30 habitualmente como medio de filtro.
En el caso de la invencion las fibras de carbono de la correa, el conductor de proteccion contra rayos y el al menos un elemento de compensacion de potencial estan embebidos en una matriz de plastico comun. Esto se puede realizar en particular en un procedimiento de infusion en vado en un molde de fabricacion para el modulo de correa. 35 En un procedimiento de infusion en vado los elementos a embeber se disponen en un molde de fabricacion, que se cierra de forma estanca al aire y se evacuan a continuacion. Un material plastico lfquido afluye al molde debido a la depresion dentro del molde. Despues del endurecimiento del material plastico lfquido, los elementos estan embebidos en la matriz de plastico.
40 El modulo de correa prefabricado presente despues del endurecimiento de la matriz de plastico se puede extraer de su molde de fabricacion e integrarse a continuacion en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Para ello se puede pegar, por ejemplo, con una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica prefabricada y/o embeber en una matriz de plastico en un proceso de infusion en vado posterior junto con fibras de refuerzo y eventualmente otros elementos de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de 45 energfa eolica.
La invencion se basa en el conocimiento de que es costoso el equipamiento posterior de una pala de rotor con una correa principal prefabricada con un dispositivo de proteccion contra rayos, que preve en particular una compensacion de potencial con la correa principal. Mediante la incorporacion segun la invencion del conductor de 50 proteccion contra rayos y del al menos un elemento de compensacion de potencial en el proceso de fabricacion para el modulo de correa se simplifica la fabricacion posterior de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. En particular los moldes de fabricacion de gran formato, usados para la fabricacion de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, se pueden usar de forma mas eficiente ya que los elementos centrales del dispositivo de proteccion contra rayos estan prefabricados conjuntamente con la correa. Otra ventaja consiste en la 55 puesta en contacto especialmente sencilla y fiable en la invencion del conductor de proteccion contra rayos y en particular la correa mediante el al menos un elemento de compensacion de potencial.
En una configuracion el elemento de compensacion de potencial esta dispuesto de forma oblicua respecto a una direccion longitudinal de la correa. El angulo entre una direccion longitudinal del elemento de compensacion de
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potencial y la direccion longitudinal de la correa se puede situar, por ejemplo, en el rango de 10° a 80°, preferentemente en el rango de aproximadamente 30° a 60°. Esta configuracion tiene en cuenta la resistencia adicional, conferida a la correa por el elemento de compensacion de potencial, y se ocupa de que gracias al elemento de compensacion de potencial no haya un cambio de resistencia repentino en la direccion longitudinal del modulo de correa.
En una configuracion una seccion del elemento de compensacion de potencial esta en contacto con una primera capa de fibras de carbono de la correa y esta recubierta por una segunda capa de fibras de carbono de la correa o una capa de fibras de carbono adicionales que llegan hasta el conductor de proteccion contra rayos. La seccion del elemento de compensacion de potencial esta dispuesta por consiguiente entre dos capas de fibras ce carbono. De este modo se puede reducir la resistencia de transicion entre el elemento de compensacion de potencial y la correa. Mediante la aplicacion de una capa cobertora electricamente conductor de fibras de carbono se mejora ademas el contacto electrico entre la correa y el conductor de proteccion contra rayos.
En una configuracion el conductor de proteccion contra rayos presenta un cuerpo de conexion macizo de metal para la conexion con un elemento de un dispositivo de proteccion contra rayos que no pertenece al modulo de correa. En la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica terminada, el conductor de proteccion contra rayos se debe conectar en general con otros elementos de un dispositivo de proteccion contra rayos, que no estan integrados en el modulo de correa. En este caso se puede tratar, por ejemplo, de uno o varios receptores de proteccion contra rayos o de otro elemento de compensacion de potencial, que provoca una compensacion de potencial entre el conductor de proteccion contra rayos y otro elemento electricamente conductor de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Por ejemplo, otra correa que contiene carbono de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, otro conductor de proteccion contra rayos, un apantallamiento de una lmea de senal o una lmea de alimentacion electrica se puede conectar de esta manera con el conductor de proteccion contra rayos. El cuerpo de conexion puede estar hecho en particular de cobre. La configuracion maciza pone a disposicion superficies de contacto suficientemente grandes y posibilita el establecimiento de una conexion con suficiente capacidad de transmision de corriente.
En una configuracion el cuerpo de conexion macizo presenta una rosca interior. La rosca interior puede estar dispuesta en un orificio de paso en el cuerpo de conexion. Posibilita el establecimiento de una conexion roscada para el establecimiento de la conexion electrica.
En una configuracion el cuerpo de conexion macizo conecta entre sf electricamente el conductor de proteccion contra rayos y el elemento de compensacion de potencial. En particular el cuerpo de conexion puede estar fabricado en un procedimiento de soldadura exotermica, de modo que las secciones del elemento de compensacion de potencial y del conductor de proteccion contra rayos, en particular respectivamente una multiplicidad de los alambres individuales que forman estos elementos, estan soldados entre sf en el cuerpo de conexion. El cuerpo de conexion puede satisfacer una doble funcion. Por un lado, establece una conexion electrica permanente y fiable entre el conductor de proteccion contra rayos y el elemento de compensacion de potencial, por otro lado, ofrece una posibilidad de union para el establecimiento de una conexion electrica adicional, segun se ha explicado ya.
En una configuracion el cuerpo de conexion macizo esta dispuesto en un lado interior del modulo de correa, que esta dirigido a un espacio interior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica despues de la integracion del modulo de correa en la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. En esta disposicion el cuerpo de conexion es accesible desde el espacio interior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, de modo que los elementos de compensacion de potencial interiores se pueden unir de forma especialmente sencilla.
En una configuracion el modulo de correa presenta una insercion dispuesta lateralmente a las fibras de carbono de la correa de un material de nucleo y el conductor de proteccion contra rayos esta dispuesto en una ranura de la insercion. El material de nucleo puede ser, por ejemplo, madera de balsa o un material plastico espumado, tal y como es habitual para la fabricacion de una capa central de componentes terminados con modo constructivo tipo sandwich de materiales de plastico reforzados con fibras. El material de la insercion se puede corresponder con el material de nucleo en la posicion longitudinal correspondiente de la pala de rotor. En el modulo de correa pueden estar integradas varias inserciones, en particular dispuestas a ambos lados de las fibras de carbono de la correa. Las inserciones pueden estar formadas de forma complementaria a las superficies laterales de la correa, de modo que se unen directamente con las fibras de carbono y complementan la seccion transversal de la correa, de modo que el modulo de correa presenta en conjunto una forma ventajosa para la integracion en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. En conjunto el modulo de correa complementado con una o varias inserciones puede estar configurado en seccion transversal aproximadamente rectangular o aproximadamente
trapezoidal. Con aproximadamente rectangular o aproximadamente trapezoidal se considera que en particular los lados longitudinales de la forma de seccion transversal pueden estar eventualmente ligeramente curvados, en particular conforme a la geometna de una envoltura aerodinamica de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, para la que esta determinado el modulo de correa. La configuracion de una ranura en la insercion (se puede 5 tratar, por ejemplo, de una insercion cuneiforme en seccion transversal, directamente colindante a las fibras de carbono o de una insercion dispuesta adyacente a ella, esencialmente rectangular en seccion transversal) simplifica la disposicion del conductor de proteccion contra rayos, que esta predeterminada por la ranura. Al mismo tiempo se favorece un embebido completo del conductor de proteccion contra rayos en la matriz de plastico manteniendo una geometna de seccion transversal deseada del modulo de correa. Si la seccion transversal del modulo de correa es 10 en conjunto aproximadamente rectangular, siempre referido a la disposicion prevista del modulo de correa en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, los dos lados longitudinales del rectangulos pueden estar dirigidos hacia un lado interior o lado exterior de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica o los forman y los dos lados estrechos del rectangulo pueden estar dirigidos a un canto saliente de perfil y a un canto final de perfil de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. El conductor de proteccion 15 contra rayos puede estar dispuesto en particular en una ranura de una insercion, que esta dispuesto en el lado del modulo de correa dirigido hacia el canto final de perfil.
En una configuracion la insercion presenta una abertura de paso, que conduce desde la ranura a un lado opuesto de la insercion y en la que se puede disponer un cuerpo metalico conectado electricamente con el conductor de 20 proteccion contra rayos. En particular la ranura puede estar dispuesta en un lado interior del modulo de correa y la abertura de paso puede conducir desde allf a un lado exterior de la insercion. El cuerpo metalico puede estar en contacto en particular con un cuerpo de conexion y/o estar fijado en este. De esta manera el cuerpo metalico pone a disposicion un punto de union, dispuesto en el lado exterior o cerca del lado exterior del modulo de correa, con el conductor de proteccion contra rayos. Con este se puede unir, por ejemplo, un elemento de compensacion de 25 potencial dispuesto en el lado exterior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica o un conductor de proteccion contra rayos dispuesto allf.
En esta configuracion la insercion presenta en la zona de la abertura de paso un inserto de un material mas solido en el que esta dispuesta la abertura de paso. El material mas solido presenta una resistencia mayor que el material 30 de nucleo del que estan hechas las zonas restantes de la insercion. En el caso del material mas solido se puede tratar, por ejemplo, de plastico reforzado con fibras de vidrio. El uso de un material mas solido en un entorno de la abertura de paso posibilita una fijacion mas estable mecanicamente del cuerpo metalico en la abertura de paso y/o un revestimiento inferior mas estable del cuerpo de conexion para una fijacion que actua desde un lado exterior de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica en esta. El inserto del material mas solido tambien se puede 35 extender sobre la zona del elemento de compensacion de potencial. De este modo es posible una unificacion de los insertos a lo largo de la longitud de la pala de rotor, independientemente de si estan presentes o no aberturas de paso.
En una configuracion el cuerpo metalico es un casquillo metalico, que esta enroscado en una rosca interior del 40 cuerpo de conexion y que presenta un orificio roscado continuo que discurre desde un lado interior del modulo de correa hasta el lado exterior opuesto del modulo de correa. En esta configuracion el cuerpo metalico esta fijado de forma segura y con suficiente capacidad de transmision de corriente en el cuerpo de conexion y en el lado interior y el lado exterior del modulo de correa ofrece una posibilidad de union en forma del orificio roscado allf dispuesto. El casquillo metalico puede estar hecho, por ejemplo, de cobre, aluminio, acero, laton u otra aleacion.
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En una configuracion el modulo de correa presenta una capa de un material de fibras, que esta dispuesta en un lado exterior del modulo de correa opuesto al lado interior y es colindante a las fibras de carbono de la correa. La capa del material de fibras puede presentar varias capas de un material de fibras, por ejemplo, una o varias capas de un tejido o textil de fibras de vidrio. En la fabricacion del modulo de correa en un procedimiento de infusion en vacfo, 50 esta capa puede favorecer una distribucion uniforme del material plastico lfquido. La capa del material de fibras puede colindar ademas con una o varias inserciones o estar dispuesta por debajo de estas, de modo que la capa del material de fibras conecta la o las inserciones y el material de fibras de carbono de la correa formando una unidad estable.
55 El objetivo arriba mencionado se resuelve igualmente por el procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 13. Configuraciones ventajosas estan especificadas en las reivindicaciones dependientes siguientes. El procedimiento sirve para la fabricacion de una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica y presenta las etapas siguientes:
• facilitacion de un molde de fabricacion para la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de ene^a eolica,
• insercion de fibras de refuerzo en el molde de fabricacion,
• disposicion de un modulo de correa con las caractensticas de una de las reivindicaciones 1 a 12 en el molde de fabricacion,
5 • embebido de las fibras de refuerzo y del modulo de correa en una matriz de plastico.
En el procedimiento se integra el modulo de correa descrito anteriormente en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Esto puede ocurrir en particular en un procedimiento de infusion en vado, en el que las fibras de refuerzo se embeben primeramente en una matriz de plastico y simultaneamente se conectan con el 10 modulo de correa prefabricado ya endurecido. Se entiende que el modulo de correa no se debe embeber necesariamente por todos los lados en la matriz de plastico de la semicubierta de la pala de la instalacion de energfa eolica. El embebido del modulo de correa tambien puede consistir esencialmente de un pegado del modulo de correa con las fibras de refuerzo de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
15 Respecto a las caractensticas del procedimiento y respecto a sus ventajas se remite a las explicaciones anteriores del modulo de correa usado en el procedimiento, que son validas correspondientemente.
En una configuracion del procedimiento se establece la conexion electrica entre el conductor de proteccion contra rayos y un elemento de un dispositivo de proteccion contra rayos que no pertenece al modulo de correa despues del 20 embebido de las fibras de refuerzo y del modulo de correa en la matriz de plastico. En el caso del elemento del dispositivo de proteccion contra rayos que no pertenece al modulo de correa se puede tratar, por ejemplo, de otra correa, otro conductor de proteccion contra rayos, un receptor de rayos u otro elemento de compensacion de potencial, segun ha mostrado ya en relacion con el modulo de correa. El establecimiento de la conexion se puede realizar en particular usando un cuerpo de conexion o cuerpo metalico integrado en el modulo de correa, segun se 25 ha explicado anteriormente. De esta manera el dispositivo de proteccion contra rayos de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica se puede completar de forma especialmente sencilla usando el modulo prefabricado.
En una configuracion una abertura del modulo de correa, que se usa para el establecimiento de la conexion electrica, se cierra con una cubierta antes del embebido de las fibras de refuerzo y del modulo de correa en la matriz 30 de plastico. La cubierta puede ser en particular una cinta adhesiva que se pega sobre la abertura del modulo de correa. La abertura puede ser en particular un orificio roscado en un cuerpo de conexion o un cuerpo metalico del modulo de correa, segun se ha explicado anteriormente. Despues del embebido de las fibras de refuerzo y del modulo de correa en la matriz de plastico, la abertura se puede hacer libremente accesible de nuevo de forma sencilla al atravesar el laminado y la cinta adhesiva situados por encima.
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A continuacion se explica la invencion mas en detalle mediante un ejemplo de realizacion representado en las figuras. Muestran:
Fig. 1 un fragmento de un modulo de correa segun la invencion en una vista en planta del lado interior,
40
Fig. 2 una seccion transversal a traves del modulo de correa de la fig. 1 a lo largo del plano designado con A-A,
Fig. 3 una seccion transversal a traves del modulo de correa de la fig. 1 a lo largo del plano designado con B-B,
45 Fig. 4 una seccion transversal a traves del modulo de correa de la fig. 1 a lo largo del plano designado con C-C,
Fig. 5 una representacion en perspectiva de una seccion de una insercion del modulo de correa de la fig. 1,
Fig. 6 una seccion transversal a traves del modulo de correa de la fig. 1 a lo largo del plano designado con D-D en la 50 fig. 4,
Fig. 7 el detalle representado en la fig. 6 del modulo de correa de la fig. 1 despues de la integracion en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
55 En la fig. 1 se muestra una seccion de un modulo de correa de aprox. 2 m de longitud para una pala de rotor de la instalacion de energfa eolica en una vista en planta. La seccion representada prosigue hacia abajo hasta un extremo en el lado de la rafz de pala, hacia arriba hasta un extremo en el lado de la punta de pala. En conjunto el modulo de correa 10 presenta una longitud de, por ejemplo, 40 m o mas.
Una multiplicidad de fibras de plastico se extiende a lo largo de una direccion longitudinal del modulo de correa 10 desde el extremo en el lado de la rafz de pala hasta el extremo en el lado de la punta de pala. Forma una correa 12. El modulo de correa 10 presenta un lado interior 14 que esta dirigido al observador y que despues de la integracion del modulo de correa 10 en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica senala a un 5 espacio interior de la semicubierta. La superficie lateral 16 dispuesta a la derecha en la fig. 1 esta dirigida hacia un canto final de perfil y esta formada por una insercion 18 de un material de nucleo. La superficie lateral 20 del modulo de correa 10 dispuesta a la izquierda en la fig. 1 esta dirigida hacia un canto saliente y esta formada por otra insercion 22.
10 La insercion 18 presenta en el lado interior 14 del modulo de correa 10 una ranura 24, en la que esta dispuesto un conductor de proteccion contra rayos 26 que se compone de una manguera trenzada de cobre. En la zona de los elementos de compensacion de potencial 28, la insercion 18 tiene insertos 19 de un material de PRFV para conseguir una rigidez mas elevada.
15 Los dos elementos de compensacion de potencial 28 romboidales son recortes de una trenza de filtro. Estan en contacto de gran superficie con el lado interior de la correa 12 y estan conectados respectivamente a traves de tres cuerpos de conexion 30 con el conductor de proteccion contra rayos 26. De esta manera se establece una conexion electrica entre la correa 12 y el conductor de proteccion contra rayos 26.
20 El inferior de los dos elementos de compensacion de potencial 28 mostrados esta oculto parcialmente por una capa cobertora 34 de un material de fibras de carbono. En el elemento de compensacion de potencial 28 esta presente igualmente una capa cobertora 34 semejante, no obstante, no se muestra por motivos de representacion. Mediante la aplicacion de la capa cobertora 34 electricamente conductora se mejora el contacto electrico entre la correa 12 y el conductor de proteccion contra rayos 26. La capa cobertora 34 se extiende sobre una parte de la anchura y sobre 25 la longitud de la correa 12. En sus extremos esta achaflanada con un angulo de aprox. 45°. Alternativamente la capa cobertora 34 tambien puede estar dispuesta solo en la zona del elemento de compensacion de potencial 28. Luego esta configurada igualmente en forma romboidal y sobresale en la zona del conductor de proteccion contra rayos 26 del elemento de compensacion de potencial 28. En esta variante los elementos de compensacion de potencial 28, asf como las capas cobertoras 34 estan dispuestos de forma oblicua respecto a una direccion longitudinal de la 30 correa 12, con un angulo de aprox. 45°.
La representacion en seccion transversal de la fig. 2 ilustra la estructura del modulo de correa 10 en una zona en la que no esta dispuesto ningun elemento de compensacion de potencial 28. En la seccion transversal se reconoce abajo una capa 36 que se compone de varias capas de un material de fibras de vidrio y se extiende sobre toda la 35 anchura del modulo de correa 10, es decir, desde la superficie lateral 16 hasta la superficie lateral 20. Se reconoce que la correa 12 es trapezoidal en seccion transversal y se compone de una multiplicidad de capas de un material de fibras de carbono. Las dos inserciones 18, 22 estan dispuestas en ambos lados de la correa y configuradas de forma cuneiforme, de modo que se une de forma complementaria con los lados oblicuos de la correa 12 trapezoidal en seccion transversal. En conjunto el modulo de correa 10 es esencialmente rectangular en seccion transversal.
40
Se puede reconocer adecuadamente la ranura 24 esencialmente rectangular en la insercion 18, en la que esta dispuesto el conductor de proteccion contra rayos 26. La ranura 24 esta dimensionada de modo que esta rellena esencialmente por el conductor de produccion contra rayos 26, sin que el conductor de proteccion contra rayos 26 sobresalga de la ranura. De este modo el lado interior 14 del modulo de correa 10 obtiene un contorno rectilmeo.
45
La capa 36 forma un lado exterior 32 del modulo de correa 10 y esta en contacto con la correa 12 y con las dos inserciones 18, 22.
La fig. 3 muestra la seccion transversal del modulo de correa 10 a lo largo del plano designado con B-B, en el que 50 esta dispuesto un cuerpo de conexion 38. El cuerpo de conexion 38 es un bloque esencialmente en forma de paralelepfpedo de cobre macizo, que establece una conexion electrica entre el elemento de compensacion de potencial 28 y el conductor de proteccion contra rayos 26. Con esta finalidad se ha fabricado en un procedimiento de soldadura exotermica, de modo que los alambres individuales del elemento de compensacion de potencial 28 y los alambres individuales del conductor de proteccion contra rayos 26 estan fundidos en el. En la zona del cuerpo de 55 conexion 38, el inserto 18 esta dividido en dos partes en seccion transversal, en una seccion cuneiforme 18a y una seccion rectangular 18b en la que esta configurada la ranura 24. La seccion cuneiforme 18a esta hecha de un material espumado, mientras que la seccion rectangular 18b esta hecha de un plastico endurecido reforzado con fibras de vidrio. En la fig. 3 se puede reconocer adecuadamente el cubrimiento del elemento de compensacion de potencial 28 con la capa cobertora 34. En la zona de los cuerpos de conexion 38, la capa cobertora presenta
escotaduras.
La fig. 4 muestra una seccion transversal a traves del modulo de correa 10 en la zona del plano designado con C-C, en el que estan dispuestos un cuerpo de conexion 42 y un casquillo metalico 44. El cuerpo de conexion 42 se 5 corresponde con el cuerpo de conexion 38 ya explicado, no obstante, presenta adicionalmente una rosca interior 46. A traves de la rosca interior 46 se puede establecer de forma sencilla una conexion con el conductor de proteccion contra rayos 26 desde el lado interior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
En el ejemplo representado, la seccion 18b de la insercion 18 esta formada por un inserto 40 de un plastico 10 reforzado de fibras de vidrio, en el que por debajo del cuerpo de conexion 42 esta configurada una abertura de paso 44 que conduce desde la ranura 24 hasta un lado inferior 46 del inserto 40 dirigido hacia el lado exterior 32. En la abertura de paso 44 se usa un casquillo metalico [NOH1] 48, que esta enroscado con una seccion roscada en la rosca interior 50 del cuerpo de conexion 42. El casquillo metalico [NOH2] 48 presenta por su lado un orificio roscado 52 que alcanza hasta el lado inferior 46 del inserto 40 y por consiguiente hasta la capa 36. Este orificio roscado 52 15 es accesible despues de la integracion del modulo de correa 10 en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica desde su lado exterior, cuando con esta finalidad se efectua un orificio a traves de la capa 36.
En la representacion en perspectiva de la fig. 5 se ilustra de nuevo la disposicion del inserto 40 en la insercion 18b. 20 Se reconoce el inserto 40 hecho de un plastico reforzado con fibras de vidrio, trapezoidal en una seccion longitudinal y las otras secciones de la insercion, que se conectan a el y que estan hechas de un material de nucleo, como por ejemplo madera de balsa o una espuma de plastico. La ranura 24, en la que se inserta el conductor de proteccion contra rayos 26 (no representado, se extiende sobre toda la longitud de la insercion 18b. En el inserto 40 se puede reconocer la abertura de paso 44.
25
La representacion en seccion transversal de la fig. 6 ilustra otra vez la disposicion del casquillo metalico 48 en el inserto 40. Se reconoce de forma especialmente apropiada la seccion de rosca del casquillo metalico 48 enroscada en el cuerpo de conexion 42 y el orificio roscado 52 configurado aqrn. El cuerpo de conexion 42 conecta entre sf el conductor de proteccion contra rayos 26 y el elemento de compensacion de potencial 28 dispuesto directamente por 30 encima de este. El casquillo metalico 48 se enrosca en el cuerpo de conexion 42 y durante la insercion del conductor de proteccion contra rayos 26 en la ranura de la insercion se presiona en la abertura de paso 44 en el inserto 40. El elemento de compensacion de potencial 28 se coloca de forma plana sobre las capas de correa y se cubre con una capa cobertora 34 de PRFC. La capa 36 de plastico reforzado con fibras de vidrio se extiende por debajo de toda la disposicion y gracias a su lado inferior colinda con el molde de fabricacion 54 para el modulo de correa 10. El orificio 35 roscado 52 en el casquillo metalico 48 esta cerrado en ambos lados con una cinta adhesiva 62, de modo que el material plastico fluido no puede llegar al orificio roscado 52 ni en la infusion en vacfo para la fabricacion del modulo de correa 10 ni en la integracion siguiente del modulo de correa 10 en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica en un procedimiento de infusion en vacfo posterior.
40 La fig. 7 muestra en seccion transversal como se integra el modulo de correa 10 en la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica. Para ello el modulo de correa 10 se ha extrafdo del molde de fabricacion 54 para el modulo de correa e insertado en el molde de fabricacion 56 para la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica, despues de que se han insertado anteriormente varias capas de fibras de refuerzo 58 en el molde de fabricacion 56. Por encima del modulo de correa 10 estan dispuestas otras capas de fibras de 45 refuerzo 58. Toda la disposicion se embebe entonces en un procedimiento de infusion de vacfo en una matriz de plastico. A este respecto, el casquillo metalico 48, el orificio roscado 52 dispuesto en el y/o la cinta adhesiva 62 permanecen visibles desde fuera o al menos localizables a traves de las capas de fibras de refuerzo 58, 60, de modo que se pueden hacer accesibles a traves de los orificios dirigidos desde el lado interior o lado exterior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
50
Lista de referencias usada:
10 Modulo de correa
12 Correa
55 14 Lado interior
16 Superficie lateral
18 Insercion
19 Inserto de PRFV
20 Superficie lateral
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
Otra insercion Ranura
Conductor de proteccion contra rayos
Elemento de compensacion de potencial
Cuerpo de conexion
Lado exterior
Capa cobertora
Capa
Cuerpo de conexion Inserto
Cuerpo de conexion Abertura de paso Lado inferior Casquillo metalico Rosca interior Orificio roscado
Molde de fabricacion para modulo de correa
Molde de fabricacion para semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica Fibras de refuerzo Fibras de refuerzo Cinta adhesiva

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Modulo de correa (10) para una pala de rotor de la instalacion de ene^a eolica, en el que el modulo de correa (10) presenta una correa (12) reforzada con fibras de carbono, caracterizado por
    5
    • un conductor de proteccion contra rayos (26) que esta dispuesto discurriendo a lo largo de la correa (12), y
    • al menos un elemento de compensacion de potencial (28) que establece una conexion electrica entre la correa (12) y el conductor de proteccion contra rayos (26), en el que
    • las fibras de carbono de la correa (12), el conductor de proteccion contra rayos (26) y el al menos un elemento de 10 compensacion de potencial (28) estan embebidos en una matriz de plastico comun y estan configurados como
    modulo prefabricado para la integracion en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica despues del endurecimiento de la matriz de plastico.
  2. 2. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el al menos un elemento de 15 compensacion de potencial (28) esta dispuesto de forma oblicua respecto a una direccion longitudinal de la correa
    (12).
  3. 3. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque una seccion del al menos un elemento de compensacion de potencial (28) esta en contacto con una primera capa de fibras de carbono de la
    20 correa (12) y esta recubierta por una segunda capa de fibras de carbono de la correa (12) o una capa de otras fibras de carbono.
  4. 4. Modulo de correa (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conductor de proteccion contra rayos (26) presenta un cuerpo de conexion macizo (42) de metal para la conexion con un elemento
    25 de un dispositivo de proteccion contra rayos que no pertenece al modulo de correa (10).
  5. 5. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el cuerpo de conexion macizo (42) presenta una rosca interior (50).
    30 6. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado porque el cuerpo de conexion
    macizo (42) conecta entre sf electricamente el conductor de proteccion contra rayos (26) y el al menos un elemento de compensacion de potencial (28).
  6. 7. Modulo de correa (10) segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el cuerpo de 35 conexion macizo (42) esta dispuesto en un lado interior (14) del modulo de correa (10), que despues de la
    integracion del modulo de correa (10) en una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica esta dirigido a un espacio interior de la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica.
  7. 8. Modulo de correa (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el modulo de 40 correa (10) presenta una insercion (18, 22) dispuesta lateralmente a las fibras de carbono de la correa (12) de un
    material de nucleo y el conductor de proteccion contra rayos (26) esta dispuesto en una ranura (24) de la insercion (18).
  8. 9. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 8, caracterizado porque la insercion (18) presenta una 45 abertura de paso (44) que conduce desde la ranura (24) a un lado opuesto de la insercion (18) y en la que esta
    dispuesto un cuerpo metalico conectado electricamente con el conductor de proteccion contra rayos (26).
  9. 10. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 9, caracterizado porque la insercion (18) en la zona de la abertura de paso (44) presenta un inserto (40) de un material que es mas solido que el material de nucleo y en el
    50 que esta dispuesta la abertura de paso (44).
  10. 11. Modulo de correa (10) segun la reivindicacion 9 o 10, caracterizado porque el cuerpo metalico es un casquillo metalico (48) que esta enroscado en una rosca interior (50) del cuerpo de conexion (42) y que presenta un orificio roscado (52) continuo que discurre desde un lado interior (14) del modulo de correa (10) hasta el lado exterior
    55 (32) opuesto del modulo de correa (10).
  11. 12. Modulo de correa (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el modulo de correa (10) presenta una capa (36) de un material de fibras, que esta dispuesta en un lado exterior (32) del modulo de correa (10) opuesto al lado interior (14) y es colindante a las fibras de carbono de la correa (12).
  12. 13. Procedimiento para la fabricacion de una semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de ene^a eolica con las etapas siguientes:
    5 • facilitacion de un molde de fabricacion (56) para la semicubierta de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica (56),
    • insercion de fibras de refuerzo (58, 60) en el molde de fabricacion (56),
    • disposicion de un modulo de correa (10) con las caractensticas de una de las reivindicaciones 1 a 12 en el molde de fabricacion (56),
    10 • embebido de las fibras de refuerzo (58, 60) y del modulo de correa (10) en una matriz de plastico.
  13. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado porque se establece una conexion electrica entre el conductor de proteccion contra rayos (26) y un elemento de un dispositivo de proteccion contra rayos que no pertenece al modulo de correa (10) despues del embebido de las fibras de refuerzo (58, 60) y del modulo de correa
    15 (10) en una matriz de plastico.
  14. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado porque una abertura del modulo de correa (10), que se usa para el establecimiento de la conexion electrica, se cierra con una cubierta al embeber las fibras de refuerzo (58, 60) y el modulo de correa (10) en una matriz de plastico.
    20
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