ES2947594T3 - Pala de rotor para una central eólica, procedimiento para contactar un revestimiento eléctricamente conductor sobre una pala de rotor de una central eólica y central eólica - Google Patents

Abstract

Una pala de rotor (270) para una turbina eólica comprende un revestimiento eléctricamente conductor (220) y una superficie de contacto eléctrica (230) que está conectada de forma conductora al revestimiento y está diseñada para conducir una corriente eléctrica al revestimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Pala de rotor para una central eólica, procedimiento para contactar un revestimiento eléctricamente conductor sobre una pala de rotor de una central eólica y central eólica

Ámbito técnico

Los ejemplos de realización de la invención abordan el contacto eléctrico de un revestimiento eléctricamente conductor de una pala de rotor de una central eólica.

Trasfondo

Las instalaciones eólicas o centrales eólicas (CO) para la obtención de energía a partir de fuentes renovables son parte integrante de un suministro de energía sostenible. En función de los requisitos de la obtención de energía y las condiciones climáticas existentes las CO se operan de forma continua y bajo condiciones climáticas cambiantes. En particular, con condiciones climáticas cambiantes y con temperaturas exteriores por debajo del punto de congelación puede llegarse a una formación de hielo sobre las palas de rotor de una CO. La formación de hielo sobre las palas de rotor aumenta el peso de pala de rotor e influye sobre la aerodinámica, por lo cual se reduce el aporte de energía de una CA y cae la eficiencia económica. Por este motivo, es necesario una calefacción de pala de rotor o un una descongelación de superficie de pala de rotor para garantizar una operación segura y sin impedimentos de una CO. Para la descongelación de superficie de pala de rotor pueden utilizarse sistemas de descongelación y calefacciones de pala de rotor, los cuales liberan el hielo de la superficie de pala de rotor o impiden una formación de hielo sobre la superficie de pala de rotor. En función del tamaño de la pala de rotor, los sistemas de descongelación tienen que mantener una superficie correspondientemente grande libre de hielo. Para mantener libres de hielo superficies grandes, en sistemas de descongelación y calefacciones de pala de rotor ejecutados eléctricos, es necesaria una alta potencia eléctrica.

A partir del documento WO 03/058063 A1, es conocida una calefacción de pala de rotor de un material eléctricamente conductor, el cual está aplicado sobre una pala de rotor de una CO. Además, a partir del documento DE 19748716 C1, es conocida una calefacción de pala de rotor y un pararrayos en forma de un alambre de calefacción bobinado. A partir del documento US 2015/0023792 A1, es conocido un sistema de descongelación para una CO, el cual está compuesto de un elemento de calefacción. A partir del documento DE 200 14 238 U1, es conocido un sistema de calefacción para una CO, en el cual a las palas de rotor se transmite calor a través una corriente de aire que circula en la pala de rotor. El documento EP 2526292 A1, describe la aplicación de una estera de calefacción sobre una pala de rotor de una central eólica.

En caso de grandes cargas eléctricas, que son por lo general necesarias para sistemas de calefacción operados eléctricamente en CO con grandes palas de rotor, es necesario un dispositivo para el contacto eléctrico de la calefacción de pala de rotor, que puede establecer de forma fiable el contacto eléctrico necesario y que no envejece. Adicionalmente, a causa de la estructura aerodinámica de una pala de rotor es necesario un contacto lo más compacto posible de un revestimiento conductivo, que se puede utilizar como calefacción de pala de rotor, pudiendo el contacto conducir altas corrientes a pesar de la compacidad exigida.

Resumen

La invención se define mediante el objeto de las reivindicaciones adjuntas.

En ejemplos de realización de la presente invención, se trata de una pala de rotor para una CO, que comprende un revestimiento eléctricamente conductivo, que se puede utilizar como calefacción de rotor, y un contacto de superficie unido de forma eléctricamente conductiva con el revestimiento, el cual está configurado para conducir una corriente eléctrica al revestimiento eléctricamente conductivo.

La formación de hielo en palas de rotor conduce temporalmente a un cambio negativo de la continuidad de perfil. A causa de los principios aerodinámicos, no debería desviarse de la continuidad de perfil predefinida de una pala de rotor en una CO. Por este motivo, debería evitarse la formación de hielo sobre palas de rotor. Por medio de una calefacción de rotor como revestimiento eléctricamente conductivo con un recargue lo más fino posible sobre la pala de rotor se puede evitar la formación de hielo manteniendo la continuidad de perfil. Utilizando un contacto de superficie eléctrico se puede evitar altas cargas de corriente, las cuales en contactos puntuales conducen a la destrucción del revestimiento en forma una eliminación por combustión. Además, condicionado por el tipo de construcción se proporciona una superficie plana del contacto, por lo cual no tiene que desviarse la continuidad de perfil de la pala de rotor para el contacto del revestimiento eléctricamente conductivo en una CO.

Adicionalmente al contacto adaptado a la continuidad de perfil de la pala de rotor, el contacto de superficie puede como consecuencia de un contacto de gran superficie se puede aumentar la capacidad de una calefacción de pala de rotor existente a causa de sus altas propiedades conductivas de corriente.

Además, un contacto de superficie en forma de un trenzado eléctricamente conductivo se puede adaptar a las cargas mecánicas dinámicas y estáticas en una estructura de pala de rotor. En este caso, el trenzado, a causa de las propiedades flexibles de un trenzado, puede ser por ejemplo también extensible y deformable. Por ello, se puede partir de una unión duradera entre el revestimiento eléctricamente conductivo y el trenzado eléctricamente conductivo, ya que a causa de la flexibilidad del trenzado reina potencialmente un rozamiento bajo en la estructura de unión.

En otros ejemplos de realización, se trata de un procedimiento para aplicar un revestimiento eléctricamente conductivo sobre una pala de rotor en una CO, que comprende la aplicación de un contacto de superficie eléctrico en una pala de rotor y la aplicación del revestimiento eléctricamente conductivo sobre el contacto de superficie eléctrico y sobre la pala de rotor.

El contacto de superficie unido con un revestimiento eléctricamente conductivo puede adaptarse conforme al perfil aerodinámico a causa de su estructura flexible a la geometría de pala de rotor. El contacto de superficie posibilita una gran superficie eléctricamente conductiva con al mismo tiempo tipo de construcción plana, por lo cual se puede transmitir una corriente alta al revestimiento eléctricamente conductivo de la calefacción. A causa del tamaño variable a ser adaptado de la superficie como calefacción, el procedimiento puede escalarse para CO diferentemente grandes, por lo cual se garantiza un uso flexible del procedimiento de aplicación. Mediante el escalado de la superficie como calefacción, la calefacción de pala de rotor también puede adaptarse a la CO conforme a las condiciones climáticas predominantes. En un diseño de la calefacción de pala de rotor para potencias caloríficas altas con un aporte de corriente correspondientemente grande el revestimiento eléctricamente conductivo, para una superficie de pala de rotor, mediante un gran solapamiento entre el revestimiento eléctricamente conductivo y el contacto de superficie, se puede realizar un revestimiento eléctricamente conductivo con potencia calorífica alta. A la inversa, en un diseño de la calefacción de pala de rotor para potencias caloríficas pequeñas, la superficie eléctricamente conductiva puede dimensionarse más pequeña mediante ningún solapamiento, por lo cual el dispositivo para calefactar una superficie de pala de rotor en una CO se puede ejecutar más ligero y aplicarse más rápido.

Además, la aplicación del revestimiento conductivo por medio de un rodillo o utilizando un procedimiento por pulverización posibilita una aplicación posterior y contacto de la calefacción de pala de rotor en una CO. Por tanto, se pueden readaptar CO con una calefacción de pala de rotor o intensificarse la capacidad de calefacciones de pala de rotor existentes mediante una aplicación y contacto de un revestimiento eléctricamente conductivo en la capacidad.

Breve descripción de dibujos

A continuación, se explican más en detalle ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas. Muestran: la Fig. 1, una representación esquemática de una superficie en sección transversal de una pala de rotor; la Fig. 2, una representación esquemática de una superficie en sección transversal de una pala de rotor con un contacto de superficie en un revestimiento conductivo;

la Fig. 3, una representación esquemática de un esquema de conexiones equivalente de una calefacción de pala de rotor;

la Fig. 4, una representación esquemática de una pala de rotor en vista isométrica;

la Fig. 5, una representación esquemática de una calefacción de pala de rotor con dos contactos de superficie eléctricos; y

la Fig. 6, un diagrama de flujo de un procedimiento para aplicar un contacto de superficie eléctrico.

Descripción

En la siguiente descripción de las Figuras adjuntas, que muestran únicamente algunos ejemplos de realización a modo de ejemplo, los mismos símbolos de referencia pueden referenciar componentes iguales o comparables. Además, se pueden utilizar símbolos de referencia resumidos para componentes y objetos, que aparecen varias veces en un ejemplo de realización o un dibujo, no obstante, se describen en conjunto con respecto a una o varias características. Componentes y objeto, que se describen con símbolos de referencia iguales o resumidos, pueden no obstante dado el caso también estar ejecutados diferentes con respecto a características individuales, varias o todas, por ejemplo sus dimensionamientos, siempre que a partir de la descripción no resulte algo diferente explícita o implícitamente. Aunque se pueden modificar y variar ejemplos de realización de diferente manera, los ejemplos de realización en las Figuras están representados como ejemplos y se describen detalladamente en el presente documento. No obstante, hay que aclarar que no es intencionado limitar ejemplos de realización a las formas divulgadas en cada caso, sino que los ejemplos de realización deben cubrir más bien todas las modificaciones, equivalentes y alternativas funcionales y/o estructurales, que se encuentra en el ámbito de la invención. Los mismos símbolos de referencia referencian elementos iguales o similares en toda la descripción de figuras.

Cabe observar que un elemento que se referencia como «unido» o «acoplado» con otro elemento, puede estar unido o acoplado directamente con el otro elemento o que pueden estar presentes elementos intermedios.

La terminología, que se utiliza en el presente documento, sirve solo para la descripción de determinados ejemplos de realización y no debe limitar los ejemplos de realización. Como se utiliza en el presente documento, las formas singulares de «uno», «una» y «el, la» incluyen también las formas plurales, siempre que el contexto no indique claramente algo diferente. Además, hay que aclarar que las expresiones como, p. ej., «incluye», «que incluye», «presenta» y/o «que presenta», como se utiliza en el presente documento, indican la existencia de características mencionadas, números enteros, pasos, ciclos de trabajo, elementos y/o componentes, sin embargo no excluyen la existencia o la inclusión de una o más características, números enteros, pasos, ciclos de trabajo, elementos, componente y/o grupos.

Siempre que no esté definido algo distinto, todos los términos utilizados en el presente documento (incluidos térmicos técnicos y científicos), tienen el mismo significado que les atribuye un experto medio en el ámbito, al cual pertenecen los ejemplos de realización. Además, hay que aclarar que las expresiones, p. ej., aquellas que están definidas en diccionarios utilizados en general, deben interpretarse como si tuviesen el significado que es consistente con su significado en el contexto de la técnica pertinente, siempre que esto no esté definido expresamente distinto en el presente documento.

La Fig. 1 muestra una representación esquemática de una superficie en sección transversal de una pala 110 de rotor.

La conformación y el contorno de una pala 110 de rotor siguen formas aerodinámicas especiales y resulta en un perfil aerodinámico para la transformación de la energía cinética incluida en el viento, en la mayoría de los casos, en un movimiento rotatorio. Para que se pueda utilizar de forma óptima el principio aerodinámico, no debería desviarse de la continuidad de perfil predefinida en la operación de una CO. La formación de hielo sobre la pala 110 de rotor conduce, a causa del estado de agregación fijo del hielo, a un cambio negativo del perfil aerodinámico y una masa no deseada en la pala 110 de rotor, por lo cual debe partirse de pérdidas de rendimiento en la operación de CO. Además, a causa del estado de agregación cambiante de hielo bajo condiciones climáticas cambiantes y bajo las fuerzas centrífugas predominantes a partir del movimiento rotatorio de la pala 110 de rotor, pueden caer masa de hielo de forma no controlado de una CO. Por tanto, es útil técnica y científicamente evitar una formación de hielo en palas de rotor en una CO. Los sistemas de descongelación y calefacciones de pala de rotor pueden liberar hielo de forma controlado de la superficie de pala de rotor o evitar completamente una formación de hielo sobre la superficie de pala de rotor.

Para evitar una formación de hielo en palas de rotor de una CO, se puede calentar por ejemplo la superficie de la pala 110 de rotor por encima del punto de congelación, por lo cual se contrarresta una formación de hielo sobre la pala 110 de rotor. En este caso, es necesario, por un lado, un aporte calorífico relativamente alto en la pala 110 de rotor para mantener libre de hielo una superficie conforme a la longitud de pala de rotor y, por otro lado, una forma constructiva compacta de un dispositivo de descongelación utilizado para ello para no influir en el perfil aerodinámico de una pala 110 de rotor. Algunos dispositivos de descongelación utilizan resistencia de calefacción y transforman con ello energía eléctrica en energía térmica. Las resistencias de calefacción son por tanto una forma especial de la resistencia eléctrica. La resistencia de calefacción eléctrica puede estar ejecutada potente y plana, y genera calor de acuerdo con la ley de corriente-calor o bien del calentamiento de Joule, por lo cual se lleva a cabo localmente una transformación de energía eléctrica en energía térmica. Cuando una resistencia de calefacción en forma de un revestimiento eléctricamente conductivo está ejecutada sobre la pala 110 de rotor, la resistencia eléctrica puede provocar la generación de un aporte térmico en la superficie de la pala 110 de rotor. En cuanto aumenta la temperatura del revestimiento conductivo como consecuencia de un aporte de corriente, aumenta también la temperatura de la superficie de pala de rotor. Si la temperatura en la pala 110 de rotor aumenta por encima del punto de congelación, se puede partir de una liberación completamente efectiva de hielo en la superficie de pala de rotor o de una evitación de una formación de hielo en la superficie de pala de rotor.

Los ejemplos de realización de la presente invención comprende un revestimiento eléctricamente conductivo, el cual acepta el perfil aerodinámico de la pala 110 de rotor y, en forma de una resistencia de calefacción eléctrica o una calefacción de pala de rotor, mantiene la temperatura exterior en la pala 110 de rotor mediante calentamiento de Joule por encima del punto de congelación. De manera preferida, el revestimiento eléctricamente conductivo está compuesto de un polímero eléctricamente conductivo y/o un polímero eléctricamente conductivo en unión con polímero eléctricamente no conductivo. Este revestimiento también puede describirse como laca eléctricamente conductiva, la cual puede presentar una alta viscosidad en el procesamiento. La laca puede aplicarse sobre la superficie de pala de rotor, por ejemplo, por medio de un pincel, un rodillo o un procedimiento por pulverización. A causa del procesamiento de aplicación del revestimiento eléctricamente conductivo, éste puede aplicarse durante la producción de la pala de rotor o posteriormente. Además, el revestimiento eléctricamente conductivo puede aplicarse dosificado o controlado, por lo cual la resistencia eléctrica y, por tanto, se puede ajustar el dimensionamiento de la potencia calorífica. Otros ejemplos de realización del revestimiento eléctricamente conductivo son láminas eléctricamente conductivas, compuestos de metal-plástico conductivos o, por ejemplo, fibras de carbono.

Conforme a la Ley de Ohm, el aumento de temperatura como consecuencia del aporte calorífico mediante el revestimiento eléctricamente conductivo puede describirse mediante la intensidad de corriente en conexión con la tensión de corriente aplicada y de la resistencia eléctrica efectiva. En este caso, pueden estar previstos, por ejemplo, resistores de capa entre 10 y 2000 Ohm/cm. Conforme al dimensionamiento de la pala 110 de rotor y las condiciones climáticas predominantes, puede estar previsto un revestimiento 220 eléctricamente conductivo con resistor de capa pequeño entre 10 Ohm/cm y 500 Ohm/cm, para crear la liberación de hielo mediante suficiente aporte calorífico. Para aportes caloríficos particularmente altos, en la pala 110 de rotor pueden estar previstos resistores de capa entre 500 Ohm/cm y 2000 Ohm/cm. Causa de la relación lineal entre potencia eléctrica, de la corriente eléctrica introducida y la tensión de corriente aplicada, en el ejemplo de realización aquí representado se puede partir de una calefacción de pala de rotor escalable en tamaño y potencia calorífica.

El revestimiento eléctricamente conductivo ejecutado como resistencia de calefacción o calefacción de pala de rotor se opera por medio de una fuente de corriente externa. Durante la operación de la calefacción utilizando la fuente de corriente, el revestimiento eléctricamente conductivo puede aceptar por ejemplo aportes de corriente entre 2 amperios y 125 amperios y transformarlos en calor. En el dimensionamiento de la calefacción de pala de rotor, el aporte de corriente puede estar limitado a 15 amperios, para utilizar un revestimiento concebido eléctricamente más pequeño. Para calefacción de rotor dimensionada más grande, pueden ser posibles aportes de corriente de hasta 125 amperios. Además, la calefacción de pala de rotor podría concebirse para tensión pequeña aplicada variable entre 10 y 240 voltios o para una baja tensión de hasta 1000 voltios, para controlar de forma variable y gradual la calefacción de pala de rotor durante la operación conforme a las condiciones de hielo.

La Fig. 2 muestra una representación esquemática de un ejemplo de realización de la invención en sección transversal. la sección transversal muestra un revestimiento 220 eléctricamente conductivo y un contacto 230 de superficie en la superficie de una pala 110 de rotor. El contacto del revestimiento 220 a la fuente 260 de corriente se ejecuta conforme al aporte de corriente requerido y la tensión aplicada en dos extremos opuestos del revestimiento 220 por medio de un contacto 230 de superficie.

El contacto 230 de superficie está aplicado sobre una estructura de varias capas, en su mayor parte de una composición de capas 270 de fibra de vidrio y laminados de fibra de carbono (carbon fiber roving del inglés), sobre la pala 110 de rotor y se conecta con la pala 110 de rotor. La capa de cubrición compuesta de una laca 240 dura (gelcoat del inglés) de una pala 110 de rotor sirve en este caso como superficie de pala de rotor. El contacto 230 de superficie se encuentra en un graben en la laca 240 dura está cerrado a nivel con la superficie de la pala de rotor. Esto tiene como consecuencia, que el perfil aerodinámico de la pala de rotor no se influye por el contacto de superficie introducido localmente, por lo cual la estructura aerodinámica de la pala 110 de rotor no se perturba mediante el contacto de superficie.

El contacto 230 de superficie aplicado en una superficie de la pala 110 de rotor en conexión con el revestimiento 220 eléctricamente conductivo está expuesto potencialmente a influencias meteorológicas. Para proteger el revestimiento 220 eléctricamente conductivo ejecutado como calefacción de pala de rotor de forma duradera antes influencias meteorológicas, se puede aplicar una capa 210 de cubrición sobre el revestimiento 220. Además, el color de la capa 210 de cubrición puede desviarse el tono de color del revestimiento 220 conductivo y adaptarse conforme a los requisitos de la CO.

Durante la operación de una CO, solicitaciones a tracción, presión y torsión pueden conducir a tensiones den la superficie de la pala 110 de rotor. El contacto 230 de superficie introducido localmente es, en este caso, una unidad con el perfil aerodinámico, de modo que se pueden transmitir las tensiones arriba mencionadas sobre el contacto de superficie. En otros ejemplos de realización, el contacto 230 de superficie es un trenzado eléctricamente conductivo, el cual se puede adaptar a las cargas mecánicas dinámicas y estáticas predominantes sobre la estructura de pala de rotor, a causa de las propiedades flexibles de un trenzado. El trenzado en forma de una estructura eléctricamente conductiva o en forma de una rejilla de malla fina, el cual está conectado desde hilos de material eléctricamente conductivos individuales a una estructura compuesta. A causa de la composición de hilos de material, el trenzado puede tanto escalarse conforme a la intensidad de corriente y tensión, al igual que también ejecutarse geométricamente en forma de un trenzado estrecho o de gran superficie. Esto tiene la ventaja de que para diferentes espesores de laca dura y capas, al igual que también intensidades de corriente y tensiones se puede utilizar un trenzado adecuado.

El contacto 230 de superficie eléctrico está compuesto preferiblemente de metal. Por tanto, las altas corriente eléctricas y las solicitaciones de tracción y de presión predominantes en una superficie de una calefacción de pala de rotor en una pala 110 de rotor se pueden absorber a causa de las buenas propiedades mecánicas y eléctricas. En particular, cundo el contacto 230 de superficie está ejecutado como trenzado, una tensión de expansión en una superficie se puede absorber sin problemas por un metal expansible o un trenzado, por lo cual se pueden absorber cargas eléctricas particularmente altas y fuerzas mecánicas particularmente altas por el contacto 230 de superficie en conexión con el revestimiento 220 eléctricamente conductivo.

En otros ejemplos de realización, el contacto 230 de superficie está compuesto de aluminio, para posibilitar una un contacto 230 de superficie ejecutado particularmente ligero hacia el revestimiento 220 eléctricamente conductivo.

En otros ejemplos de realización, el contacto 230 de superficie está compuesto de cobre, el cual presenta una conductividad eléctrica particularmente buena y el cual por tanto influye ventajosamente sobre el dimensionamiento de la conductividad eléctrica del contacto 230 de superficie eléctrico. Además, a causa de las propiedades de expansión mecánicas del cobre, pueden producirse ventajas en el procesamiento y en la aplicación del contacto 230 de superficie sobre una superficie de pala de rotor en una pala 110 de rotor en una CO.

En otros ejemplos de realización del contacto 230 de superficie, el revestimiento 220 eléctricamente conductivo se contacta eléctricamente por medio de un material de fibra de carbono. El material de fibra de carbono tiene las propiedades de una alta conductividad eléctrica y una estructura particularmente ligera. Cuando el contacto 230 de superficie eléctrico se ejecuta de material de fibra de carbono, este material de fibra de carbono también puede integrarse parcialmente en la laca 240 dura y aumentar la resistencia de superficie.

El revestimiento 220 eléctricamente conductivo ejecutado como calefacción de pala de rotor, se aplica conforme a la Fig. 2 sobre la laca 240 dura y sobre el contacto 230 de superficie sobre una cara exterior de la pala 110 de rotor. Debido a que el contacto 230 de superficie se encuentra en graben en la laca 240 dura y se aplica antes del revestimiento en la piel exterior de la pala 110 de rotor, el revestimiento 220 eléctricamente conductivo está conectado eléctricamente con el contacto 230 de superficie. A causa de la superficie de contacto entre el revestimiento 220 y el contacto 230 de superficie, una corriente fluye en caso de una tensión aplicada a través del contacto 230 de superficie al revestimiento 220 eléctricamente conductivo. Por tanto, el contacto tiene lugar solo mediante la aplicación del revestimiento 220 conductivo sobre el contacto 230 de superficie o sobre el trenzado de alambre, en una región suficientemente grande para garantizar un contacto plano entre el contacto 230 de superficie y el revestimiento 220 eléctricamente conductivo.

Para conectar eléctricamente la calefacción de pala de rotor en forma de un revestimiento 220 eléctricamente conductivo, se requieren al menos dos líneas eléctricas en forma de un contacto 230 de superficie para cerrar un circuito de corriente eléctrico. En este caso, el revestimiento 220 eléctricamente conductivo se conecta entre los dos contactos 230 de superficie conforme a una resistencia eléctrica.

Además, la laca 240 dura eléctricamente no conductiva sirve en este caso como material de soporte no conductivo para evitar una corriente de fuga a lo largo de la pala 110 de rotor. Teniendo en cuenta potenciales corrientes de fuga adicionales en la calefacción de pala de rotor, en el revestimiento 220 eléctricamente conductivo está aplicada una capa 210 de cubrición. Adicionalmente a la función de una reducción de posibles corrientes de fuga mediante impurezas exteriores del revestimiento 220 eléctricamente conductivo, mediante la capa 210 de cubrición se garantiza una protección de la calefacción de pala de rotor ante influencias meteorológicas. De acuerdo con algunos ejemplos de realización, el revestimiento está aplicado sobre un material de soporte eléctricamente no conductivo.

La Fig. 3 muestra una representación esquemática de un esquema de conexión equivalente eléctrico de una resistencia 320 eléctrica ejecutada como calefacción de pala de rotor y conectada a una fuente 310 de corriente. La fuente 310 de corriente puede estar ejecutada en este caso como fuente de corriente continua o fuente de corriente alterna, para suministrar una corriente eléctrica requerida para la resistencia 320 de la calefacción de pala de rotor.

La Fig. 3a muestra mediante el esquema de conexión equivalente eléctrico, el orden del contacto de la fuente 310 de corriente con la resistencia 320 eléctrica ejecutada como resistencia de calefacción de una calefacción de pala de rotor. El revestimiento eléctricamente conductivo está ejecutado como resistencia 320 en el esquema de conexión equivalente y está conectado en serie a la fuente 310 de corriente. En este caso, dos contactos 230 de superficie sirven como conductores de corriente para cerrar el circuito de corriente de la calefacción de pala de rotor.

La Fig. 3b muestra un esquema de conexión equivalente eléctrico de un contacto de la fuente 310 de corriente con la resistencia 320 de la calefacción de pala de rotor con una conexión a una conexión 330 equipotencial. A causa de la situación expuesta de palas de rotor en una CO, existe el peligro de impacto de rayos. En particular, podrían impactar rayos en el revestimiento conductivo o el contacto 230 de superficie y provocar una sobrecarga de la calefacción de pala de rotor. El contacto del revestimiento de los ejemplos de realización de la invención puede ser capaz de transmitir corrientes de rayos sin destrucción, para asegurar una operación duradera de la calefacción de pala de rotor. Mediante la conexión 330 equipotencial, una corriente de rayo puede derivarse sin destrucción por la calefacción de pala de rotor y por la fuente 310 de corriente conectada a un dispositivo de tierra.

La Fig. 4 muestra una representación esquemática de un revestimiento 420 eléctricamente conductivo aplicada como calefacción de pala de rotor sobre una cara exterior de una pala 410 de rotor en una CO.

Este revestimiento 420 eléctricamente conductivo está aplicado en el canto delantero de la pala 410 de rotor. A causa del movimiento rotatorio de la pala 110 de rotor, el canto delantero de la pala 410 de rotor es particularmente susceptible para formación de hielo en la superficie. Por este motivo, el revestimiento 420 eléctricamente conductivo ejecutado como calefacción de pala de rotor se extiende en la cara delantera desde un lado de aspiración a través del canto delantero hasta un lado de presión de la pala 110 de rotor. Debido a que el contacto de superficie cierra en un graben en la laca 240 dura a nivel con la superficie de la pala de rotor, la calefacción de pala de rotor aquí ejecutada, condicionada por el tipo de construcción, está aplicada y contactada particularmente plana sobre la superficie.

En otros ejemplos de realización, el revestimiento 420 eléctricamente conductivo ejecutado como calefacción de pala de rotor puede aplicarse sobre al menos el 15 % de la superficie de una pala 410 de rotor. En el caso de una calefacción de pala de rotor con una aplicación entre 15 % y 50 %, se puede partir de un diseño más pequeño de la potencia calorífica. Además, es posible aplicar el revestimiento 420 eléctricamente conductivo sobre casi toda la superficie de hasta el 90 % de la pala 410 de rotor. Conforme a un revestimiento de gran superficie entre 50 % y 90 %, se puede partir de una calefacción de pala de rotor completamente eficaz con aporte de corriente correspondientemente alto. De acuerdo con algunos ejemplos de realización, al menos está cubierto el 5 % de la superficie de una pala (410) de rotor por el revestimiento.

En otros ejemplos de realización, el revestimiento 420 eléctricamente conductivo ejecutado como calefacción de pala de rotor puede aplicarse en la punta de la pala 410 de rotor. Debido a que la expansión lateral de la pala de rotor está correlacionada con el aporte de energía de la CO, debería evitarse una formación de hielo en particular en la región de la punta 430 de pala de rotor. En este caso, el revestimiento 420 eléctricamente conductivo puede aplicarse solo en una región de la punta 430 de pala de rotor, la cual cubre la pala 410 de rotor entre 15 % y 30 % de la superficie total. Conforme al revestimiento 420 eléctricamente conductivo aplicado solo sobre la punta 430 de pala de rotor, debe partirse de una calefacción de pala de rotor mínima con aporte calorífico correspondientemente pequeño. En otros ejemplos de realización, el revestimiento 420 eléctricamente conductivo puede extenderse a través de toda la expansión lateral de la pala 410 de rotor. En este caso, el revestimiento puede extenderse a través del 30 % al 90 % de toda la superficie de la pala 410 de rotor. En caso de una calefacción de pala de rotor de gran superficie de hasta 90 % de la toda la superficie de la pala 410 de rotor, en caso de un correspondiente aporte calorífico se puede partir de una pala 410 de rotor sin hielo.

La Fig. 5 muestra una representación esquemática de una superficie 510 de pala de rotor y un revestimiento 520 eléctricamente conductivo aplicado sobre un contacto de superficie eléctrico ejecutado como trenzado 530 eléctricamente conductivo. La calefacción de pala de rotor como revestimiento 520 eléctricamente conductivo está aplicada sobre la superficie 510 de pala de rotor en una cascara exterior de una pala 110 de rotor. El revestimiento 520 aplicado sobre la pala 110 de rotor cubre en este caso al menos el 15 % del trenzado 530 conductivo, por lo cual se evitan altas densidades de corriente locales. Además, es posible que el revestimiento 520 aplicado sobre la pala 110 de rotor cubra hasta el 80 % del trenzado 530 conductivo, para posibilitar un contacto 230 de superficie de potencia particularmente elevada. En algunos ejemplos de realización, el revestimiento se aplica de tal manera que al menos el 2 % del revestimiento presenta una conexión eléctrica directa hacia el contacto de superficie. En algunos ejemplos de realización, el revestimiento se aplica sobre el contacto de superficie eléctrico sobre la cara exterior de la pala de rotor.

En otros ejemplos de realización, el contacto 530 de superficie en forma de un trenzado puede conectarse con placa portacontactos (no mostrada) a una fuente 310 de corriente. En este caso, la placa portacontactos está configurada para conducir una corriente eléctrica desde la fuente 310 de corriente al trenzado. Además, la placa portacontactos es un conductor eléctrico y puede adoptar el perfil y/o una incisión conforme al perfil aerodinámico y fijarse a una cara exterior de la pala 110 de rotor. Mediante la conexión del contacto 530 de superficie ejecutado como trenzado con una placa portacontactos, es posible un contacto continuo y duradero de la conexión 540 eléctrica a la fuente 310 de corriente. El contacto 530 de superficie podría por tanto conectarse con potencia elevada a una raíz de pala de rotor a una fuente de corriente. En algunos ejemplos de realización, la aplicación del contacto de superficie en la placa se ejecuta sobre una superficie de la pala de rotor.

La Fig. 6 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para aplicar un contacto 610 de superficie eléctrico a una pala de rotor y para aplicar el revestimiento 620 eléctricamente conductivo sobre el contacto de superficie eléctrico en una pala de rotor.

El contacto 610 de superficie eléctrico se aplica, conforme a la Fig. 2, a la superficie en un graben en la laca 240 dura a nivel con la superficie de pala de rotor. Después de la aplicación 610 del contacto 230 de superficie eléctrico en una cara exterior de la pala 110 de rotor, el revestimiento 220 eléctricamente conductivo se puede aplicar 630 sobre el contacto de superficie eléctrico y la laca 640 dura. Siempre que el revestimiento 220 conductivo presente propiedades similares a la laca, se pueden utilizar por ejemplo los métodos de pincel 621, rodillo 622 o pulverización 623. En particular, en caso de una aplicación que cubre la superficie del revestimiento eléctricamente conductivo, los métodos de aplicación del rodillo 622 y de la pulverización 623 se pueden ejecutar de forma homogénea.

Opcionalmente, es posible conectar prensado 631 (clinchen del inglés), juntado continuo 632, remachado 633 o atornillado 634, el contacto 230 de superficie ejecutado como trenzado con en cada caso dos placas portacontactos para el contacto eléctrico con una fuente 310 de corriente. Mediante las formas de conexión ejecutadas en frío, en este ejemplo de realización se fomenta un uso flexible de materiales, por lo cual se pueden combinar diferentes materiales (por ejemplo, placas portacontactos de fibras de carbono y aluminio).

Las características divulgadas en la descripción anterior, las siguientes reivindicaciones y las figuras adjuntas, pueden ser de importancia e implementarse tanto individuales, al igual que también en cualquier combinación para la realización de un ejemplo de realización en sus diferentes configuraciones.

Aunque algunos aspectos se han descrito en relación con un dispositivo o bien un objeto, se entiendo que estos aspectos representan también una descripción del correspondiente procedimiento, de modo que un bloque o un elemento constructivo de un dispositivo debe entenderse también como un correspondiente paso de procedimiento o como una característica de un paso de procedimiento, que conduce al correspondiente objeto. Análogo a esto, los aspectos, que se han descrito en relación con uno o como un paso de procedimiento, representan también una descripción de una característica de bloque de un objeto producido por medio del procedimiento.

Los ejemplos de realización arriba descritos, representan únicamente una ilustración de los principios de la presente invención. Se entiende que a otros expertos se les ocurrirán modificaciones y variaciones de las disposiciones y detalles descritos en el presente documento. Por ello, es intencionado que la invención esté limitada únicamente por el alcance de protección de las siguientes reivindicaciones y no por los detalles específicos, que se han presentado en el presente documento mediante la descripción y la explicación de los ejemplos de realización.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Pala (110) de rotor para una central eólica, que comprende:

un revestimiento (220) eléctricamente conductivo; y

un contacto (230) de superficie eléctrico conectado de forma conductiva con el revestimiento, que está configurado para conducir una corriente eléctrica al revestimiento,

comprendiendo el contacto (230) de superficie eléctrico un trenzado eléctricamente conductivo, caracterizado por que el revestimiento (220) comprende una laca conductiva.

2. La pala de rotor según la reivindicación1, estando incrustado el trenzado eléctricamente conductivo en un material (240) del revestimiento.

3. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando compuesto el contacto (230) de superficie eléctrico de metal.

4. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando compuesto el contacto (230) de superficie eléctrico de aluminio o cobre.

5. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando compuesto el contacto (230) de superficie eléctrico de material de fibra de carbono.

6. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando conectado el contacto (230) de superficie eléctrico a un dispositivo (330) de tierra.

7. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando aplicado el revestimiento (220) sobre al menos un canto (420) delantero de la pala de rotor.

8. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, presentando el revestimiento (220) un resistor de capa entre 10 y 2000 Ohm/cm.

9. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, estando dimensionado el revestimiento (220) de tal manera que puede conducir una corriente entre 2 y 125 amperios.

10. La pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

Una placa conectada de forma conductiva con el trenzado eléctricamente conductivo de un conductor metálico para la conexión de una fuente (310) de corriente al trenzado conductivo.

11. Un procedimiento para aplicar un revestimiento (220) eléctricamente conductivo sobre una pala de rotor de una central eólica, que comprende:

aplicar un contacto (610) de superficie en la pala de rotor, comprendiendo el contacto (230) de superficie eléctrico un trenzado eléctricamente conductivo; y

aplicar el revestimiento (220) eléctricamente conductivo sobre el contacto (230) de superficie eléctrico y la pala (110) de rotor, comprendiendo el revestimiento (220) una laca conductiva.

12. El procedimiento según la reivindicación 11, comprendiendo la aplicación del revestimiento (220) eléctricamente conductivo una aplicación de una laca conductiva sobre el contacto de superficie eléctrico, en particular por medio de un pincel (621), un rodillo (622) o un procedimiento (623) por pulverización.

13. El procedimiento según la reivindicación 11 o 12, comprendiendo el contacto (230) de superficie eléctrico un trenzado eléctricamente conductivo y aplicándose el revestimiento de tal manera que éste incrusta el trenzado.

14. Central eólica con al menos una pala de rotor de acuerdo con una de las reivindicación 1 a 10.