ES2955528T3 - Pala de turbina eólica y turbina eólica - Google Patents

Pala de turbina eólica y turbina eólica Download PDF

Info

Publication number
ES2955528T3
ES2955528T3 ES17201644T ES17201644T ES2955528T3 ES 2955528 T3 ES2955528 T3 ES 2955528T3 ES 17201644 T ES17201644 T ES 17201644T ES 17201644 T ES17201644 T ES 17201644T ES 2955528 T3 ES2955528 T3 ES 2955528T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
blade
wind turbine
sheet
turbine blade
web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17201644T
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Lehrmann Christiansen
Donato Girolamo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Original Assignee
Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Gamesa Renewable Energy AS filed Critical Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2955528T3 publication Critical patent/ES2955528T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30—Lightning protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/20—Inorganic materials, e.g. non-metallic materials
    • F05B2280/2006—Carbon, e.g. graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05B2280/6001—Fabrics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05B2280/6013—Fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

Pala de turbina eólica (5) para una turbina eólica (1), que comprende una alma (18) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal (L) de la pala (5), una viga eléctricamente conductora (19) que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal (L). de la pala (5) y que está conectado a la alma (18), un pararrayos (21) que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal (L) de la pala (5) y que está unido a la alma (18), y una capa (22) que comprende fibras de carbono, en el que la capa (22) está unida tanto al pararrayos (21) como a la viga (19) para conectar eléctricamente el pararrayos (21) a la viga (19). Esto tiene la ventaja de que se proporciona una conexión eléctrica extensa y continua entre el pararrayos (21) y la viga (19) y que se pueden sustituir una pluralidad de cables que conectan eléctricamente el pararrayos (21) con la viga (19). . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Pala de turbina eólica y turbina eólica
La presente invención se refiere a una pala de turbina eólica para una turbina eólica y una turbina eólica.
Las palas de rotor de turbina eólica modernas se construyen a partir de plásticos reforzados con fibra. Una pala de rotor comprende típicamente un perfil aerodinámico que tiene un borde anterior redondeado y un borde posterior afilado. La pala de rotor está conectada con su raíz de pala a un buje de la turbina eólica. Además, la pala de rotor está conectada al buje mediante un cojinete de paso que permite un movimiento de paso de la pala de rotor. Las palas de rotor largas experimentan grandes fuerzas de viento.
Las palas de rotor pueden estar hechas de dos mitades de carcasa conectadas entre sí. Además, se puede disponer un alma, en particular, un alma de cizallamiento, entre las dos mitades de carcasa para reforzar la pala de rotor. El alma de cizallamiento puede disponerse entre dos vigas, en particular, refuerzos de larguero (spar caps, en inglés), y puede conectarse a las mismas.
Las palas de rotor son la parte más expuesta de la turbina eólica con respecto a impactos de rayos. Por lo tanto, se pueden incorporar sistemas de protección contra rayos (Lightning Protection Systems - LPS). Un sistema de protección contra rayos puede comprender un conductor de aligeramiento que puede conectarse al alma y que puede extenderse a lo largo de una dirección longitudinal del alma. El conductor de aligeramiento puede conectarse eléctricamente a un sistema de conexión a tierra de la pala de turbina eólica. Además, se pueden disponer puntos de contacto para el rayo - comúnmente conocidos como receptores - a lo largo de una superficie de la pala y conectarlos al conductor de aligeramiento.
Cuando el sistema de protección contra rayos intercepta un impacto de rayo, la corriente eléctrica se transfiere al suelo mediante el conductor de rayos. Sin embargo, se pueden producir arcos eléctricos entre el conductor de rayos y las vigas que, por ejemplo, pueden comprender fibras de carbono que son eléctricamente conductoras, ya que las vigas pueden formar una trayectoria alternativa al suelo. Además, la inducción mutua puede causar corrientes en las vigas. Estos efectos pueden causar daños estructurales a las vigas y posiblemente un fallo catastrófico de la pala. Para evitar el daño de las vigas, se pueden proporcionar conexiones eléctricas entre el conductor de rayos y las vigas. El documento WO 2005/050808 describe un conductor eléctrico que está conectado entre la primera parte de contacto en forma de cinta del primer conductor que comprende fibras de carbono, y la segunda parte de contacto del conductor de rayos para formar una conexión de ecualización de potencial.
El documento US2015292479 describe un componente que tiene un conductor de protección contra rayos dispuesto para extenderse a lo largo de una cinta. Un elemento de ecualización de potencial forma una interconexión eléctrica entre la cinta y el conductor.
El documento EP1826402 describe un sistema conductor de rayos para un molino de viento, tiene cables auxiliares que están conectados con un laminado de fibra de carbono de palas usando pasadores metálicos cónicos y barras de metal planas a través de una superficie de resina conductora.
Es un objeto de la presente invención dar a conocer una pala de turbina eólica mejorada según la reivindicación independiente 1.
En consecuencia, se da a conocer una pala de turbina eólica para una turbina eólica. La pala de turbina eólica comprende un alma que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal de la pala, una viga eléctricamente conductora que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la pala y que está conectada al alma, un conductor de rayos que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la pala y que está unido al alma, y una hoja que comprende fibras de carbono, en donde la hoja está unida tanto al conductor de rayos como a la viga para conectar eléctricamente el conductor de rayos a la viga.
A diferencia de las palas de turbina eólica conocidas, se proporciona una conexión eléctrica extensa y continua entre el conductor de rayos y la viga. Esto tiene la ventaja de que, p. ej., una pluralidad de cables que conectan eléctricamente el conductor de rayos con la viga pueden ser sustituidos. La hoja puede diseñarse como mejora estructural del alma. De este modo, solo se requieren ajustes menores de un proceso de fabricación de palas de turbina eólica. Por lo tanto, se simplifica una producción de una pala de turbina eólica de este tipo. Además, se puede reducir el mal funcionamiento de una conexión eléctrica de este tipo, ya que la hoja proporciona una gran superficie de contacto para el conductor de rayos y para la viga. Además, se proporciona una conexión crítica de metal a carbono propensa a formar arcos lejos de la viga y, por lo tanto, se minimiza el riesgo de daños estructuralmente críticos en la viga. Además, la hoja sirve como un elemento de refuerzo efectivo, ya que una hoja que tiene fibras de carbono es ligera en comparación con una hoja fabricada de un metal.
La viga puede comprender fibras de carbono y/o puede ser, p. ej., un refuerzo de larguero. En particular, la viga puede estar hecha de un material compuesto, en particular, polímero reforzado con fibra de carbono (Carbon-FiberReinforced Polymer - CFRP), en donde la conductividad eléctrica puede lograrse, p. ej., simplemente, mediante las fibras de carbono. Además, la viga puede ser una primera viga y/o un primer refuerzo de larguero.
El alma puede ser, p. ej., un alma de cizallamiento. Además, el alma puede ser una estructura de soporte de la pala de turbina eólica. Preferiblemente, el alma está configurada para evitar la inutilización o pandeo de la pala de turbina eólica. Preferiblemente, el alma forma una pared, nervadura o larguero dispuesto entre una superficie interior de una primera mitad de carcasa de una carcasa de pala exterior y una superficie interior de una segunda mitad de carcasa de la carcasa de pala exterior. Preferiblemente, el alma se proporciona como un cuerpo de una pieza, p. ej., hecho de material compuesto, en particular, material plástico reforzado con fibra y/o madera (p. ej., madera contrachapada). Preferiblemente, el alma no es eléctricamente conductora y/o está aislada.
Preferiblemente, la pala de turbina eólica comprende receptores para el rayo que están dispuestos a lo largo de una superficie exterior de la carcasa de pala exterior y que están conectados eléctricamente al conductor de aligeramiento.
La “ hoja” significa un elemento estructural que tiene una longitud, una anchura y un espesor, en donde una cantidad de la longitud y una cantidad de la anchura es al menos 5, 10, 15, 20, 30, 40 o más veces mayor que una cantidad del espesor. La hoja puede comprender una pluralidad de segmentos de hoja dispuestos uno al lado del otro, en donde cada segmento de hoja está unido al conductor de rayos y la viga. Preferiblemente, los segmentos de hoja pueden ser proporcionados en intervalos. En particular, se pueden proporcionar espacios entre segmentos de hoja (distancia entre los segmentos de hoja). Adicional o alternativamente, se pueden proporcionar superposiciones entre los segmentos de hoja. Alternativamente, la hoja puede ser un elemento de una pieza. En particular, la hoja puede ser una hoja de carbono.
El conductor de aligeramiento puede ser un conductor de conexión a tierra. El conductor de aligeramiento puede comprender metal. En particular, se pueden proporcionar dos o más conductores de aligeramiento que están dispuestos en paralelo cada uno eléctricamente conectado a la viga. Preferiblemente, solo se proporciona un conductor de rayos.
Preferiblemente, una conexión entre la hoja y la viga y/o la hoja y el conductor de rayos se realiza mediante infusión al vacío de la pala. Por lo tanto, preferiblemente, no es necesario realizar ninguna conexión adicional después del moldeo de una pala. Preferiblemente, las fibras de carbono de la hoja que son eléctricamente conductoras están unidas a fibras de carbono de la viga de manera que una corriente puede fluir desde el conductor de rayos a la viga.
Según una realización, la pala de turbina eólica comprende una punta de pala y una raíz de pala, en donde el conductor de rayos se extiende desde la punta de pala hasta la raíz de pala, y en donde la hoja tiene una longitud que es al menos el 1 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 % de una longitud del conductor de rayos.
Esto tiene la ventaja de que la hoja puede transferir una cantidad significativa de energía eléctrica. Preferiblemente, la punta de pala y la raíz de pala están comprendidas por la carcasa de pala exterior de la pala de turbina eólica, en particular, que tiene la primera y la segunda mitad de carcasa.
Según una realización adicional, la hoja está unida al conductor de rayos y a la viga a lo largo de la longitud total de la hoja.
Esto tiene la ventaja de que pueden obtenerse un contacto fiable entre la hoja y el conductor de rayos y la hoja y la viga. Además, se minimiza una densidad de corriente en una conexión, en particular, mediante una unión equipotencial continua, lo que permite un diseño simple de una interfaz de conexión.
Según una realización adicional, la hoja está unida a la viga mediante una capa conductora, en particular una capa metálica, una parte de hoja de carbono o una estera de carbono-metálica híbrida.
Esto tiene la ventaja de que se puede mejorar la conductividad eléctrica de la conexión entre la hoja y la viga. Preferiblemente, la capa conductora comprende cobre metálico y/o una malla de aluminio. Alternativamente, la capa conductora puede ser una capa de carbono.
Según una realización adicional, la pala de turbina eólica comprende una viga adicional que tiene fibras de carbono, que es eléctricamente conductora, y que está conectada al alma, en donde la hoja está unida a la viga adicional para conectar eléctricamente el conductor de rayos a la viga adicional.
Esto tiene la ventaja de que se pueden evitar arcos eléctricos entre el conductor de rayos y la viga adicional. La viga adicional puede ser un segundo refuerzo de larguero y/o una segunda viga.
Según una realización adicional, el alma está dispuesta entre la viga y la viga adicional formando una sección transversal en forma de I.
Esto tiene la ventaja de que se puede proporcionar un perfil de I rígido dentro de la carcasa de pala, de manera que se puede proporcionar una pala de turbina eólica rígida y ligera. Preferiblemente, se puede proporcionar un alma adicional dispuesta en paralelo al alma y en particular conectada a la viga y a la viga adicional.
Según una realización adicional, la pala de turbina eólica comprende una hoja adicional que tiene fibras de carbono que conecta eléctricamente la viga a la viga adicional, que está dispuesta en paralelo a la hoja, y que está unida a la viga y la viga adicional.
Esto tiene la ventaja de que se puede proporcionar una conexión eléctrica adicional entre la viga y la viga adicional de refuerzo del alma. En particular, se puede proporcionar un segundo conductor de rayos que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la pala, en donde el primer conductor de aligeramiento está dispuesto en un lado del alma y el segundo conductor de aligeramiento está dispuesto en el otro lado del alma opuesto un lado. El segundo conductor de rayos puede estar unido al alma y la hoja adicional. Preferiblemente, el segundo conductor de rayos está cubierto por la hoja adicional.
Según la invención, en una vista en sección transversal, la hoja es envuelta alrededor de la viga.
Esto tiene la ventaja de que se puede mejorar la conexión eléctrica entre la hoja y la viga. Preferiblemente, al menos el 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % o más de una superficie exterior de la viga está cubierto por la hoja.
Según una realización adicional, la pala de turbina eólica comprende una carcasa de pala exterior, en donde la viga está conectada a la carcasa de pala exterior.
Preferiblemente, la viga está conectada a la primera mitad de carcasa y la viga adicional está conectada a la segunda mitad de carcasa. Preferiblemente, la primera mitad de carcasa y la segunda mitad de carcasa están conectadas entre sí o pueden disponerse como un elemento de una pieza.
Además, se da a conocer una turbina eólica que tiene una pala de turbina eólica de este tipo.
“Turbina eólica” se refiere actualmente a un aparato que transforma la energía cinética del viento en energía giratoria, que puede transformarse nuevamente en energía eléctrica por el aparato.
Otras realizaciones, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones dependientes, en combinación con las figuras adjuntas, en donde:
La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una turbina eólica según una realización;
la Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una pala de turbina eólica de la turbina eólica según la Fig. 1;
la Fig. 3 muestra una vista en sección transversal III-III de la Fig. 2;
la Fig. 4 muestra una vista en detalle IV de la Fig.3 según una realización;
la Fig. 4 muestra una vista en detalle IV de la Fig.3 según una realización adicional;
la Fig. 6 muestra una vista en detalle IV de la Fig.3 según una realización adicional;
la Fig. 7 muestra una vista en sección transversal VII-VII de la Fig. 4;
la Fig. 8 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala de turbina eólica; la Fig. 9 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala de turbina eólica; y la Fig. 10 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala de turbina eólica. En las figuras, los números de referencia similares designan elementos similares o funcionalmente equivalentes, salvo que se indique lo contrario.
La Fig. 1 muestra una turbina eólica 1. La turbina eólica 1 comprende un rotor 2 conectado a un generador (no mostrado) dispuesto dentro de una góndola 3. La góndola 3 está dispuesta en el extremo superior de una torre 4 de la turbina eólica 1.
El rotor 2 comprende tres palas 5 de turbina eólica. Las palas 5 de turbina eólica están conectadas a un buje 6 de la turbina eólica 1. Los rotores 2 de este tipo pueden tener diámetros que oscilan, por ejemplo, de 30 a 200 metros o incluso más. Las palas 5 de turbina eólica están sujetas a cargas de viento elevadas. Al mismo tiempo, las palas 5 de turbina eólica deben ser ligeras. Por estas razones, las palas 5 de turbina eólica en las turbinas eólicas 1 modernas se fabrican a partir de materiales compuestos reforzados con fibra. En las mismas, las fibras de vidrio generalmente se prefieren sobre fibras de carbono por razones de coste. A menudo, se usan fibras de vidrio en forma de esteras de fibra unidireccional.
La Fig. 2 muestra una pala 5 de turbina eólica. La pala 5 de turbina eólica comprende una parte 7 diseñada aerodinámicamente que está conformada para una explotación óptima de la energía eólica y una raíz 8 de pala para conectar la pala 5 de turbina eólica al buje 6. Además, la pala 5 de turbina eólica comprende una punta 9 de pala que está dispuesta opuesta a la raíz 8 de pala. La pala 5 de turbina eólica se extiende en una dirección longitudinal L.
La Fig. 3 muestra una vista en sección transversal MI-MI de la Fig. 2. La pala 5 de turbina eólica comprende una carcasa 10 de pala exterior que comprende una primera mitad 11 de carcasa y una segunda mitad 12 de carcasa que están conectadas entre sí en un lado 13 de la pala 5 de turbina eólica, en particular en un borde posterior, y en el otro lado 14 de la pala 5 de turbina eólica, en particular en un borde anterior, para formar la carcasa exterior 10 de la pala 5 de turbina eólica. La carcasa 10 de pala puede comprender material de fibra compuesto. Además, la primera mitad 11 de carcasa y la segunda mitad 12 de carcasa pueden pegarse juntas. Alternativamente, la carcasa 10 de pala puede proporcionarse como un elemento de una pieza.
La primera mitad 11 de carcasa comprende una superficie interior 15 y la segunda mitad 12 de carcasa comprende una superficie interior 16 opuestas entre sí, en donde un espacio interior 17 de la pala 5 de turbina eólica es definido por las superficies interiores 15, 16. Un alma 18 está dispuesta dentro del espacio interior 17, extendiéndose desde la superficie interior 15 de la primera mitad 11 de carcasa hasta la superficie interior 16 de la segunda mitad 12 de carcasa. La pala 5 de turbina eólica comprende además una primera viga 19 conectada a la primera mitad 11 de carcasa y una segunda viga 20 conectada a la segunda mitad 12 de carcasa. La primera y segunda vigas 19, 20 son eléctricamente conductoras y se extienden a lo largo de la dirección longitudinal L.
El alma 18 está dispuesta entre la primera viga 19 y la segunda viga 20, en donde el alma 18 y las vigas 19, 20 forman una sección transversal en forma de I. El alma 18 y las vigas 19, 20 forman una estructura de soporte que evita la rotura o la inutilización de la pala 5 de turbina eólica. El alma 18 se extiende a lo largo de la dirección longitudinal L de la pala 5. Además, se proporciona un conductor 21 de rayos que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal L y se une al alma 18. Además, se proporciona una hoja 22 que comprende fibras de carbono.
La hoja 22 está unida tanto al conductor 21 de rayos como a la primera viga 19 para conectar eléctricamente el conductor 21 de rayos a la primera viga 19. Preferiblemente, la hoja 22 también está conectada a la segunda viga 20. Además, se proporciona una hoja adicional 23 que comprende fibras de carbono que conecta eléctricamente la primera viga 19 con la segunda viga 20. La hoja adicional 23 está dispuesta en paralelo a la hoja 22 y está unida a la primera viga 19 y a la segunda viga 20. La hoja adicional 23 está dispuesta en un lado 24 del alma 18 que es opuesto a la hoja 22.
Alternativamente, la pala 5 puede estar exenta de la hoja adicional 23.
La Fig. 4 muestra una vista en detalle IV de la Fig. 3. A diferencia de la Fig. 3, no se proporciona la hoja adicional 23 (ver la Fig. 3). Una superficie 25 de la primera viga 19 que está orientada hacia el alma 18 está dividida por el alma 18 en una primera parte 26 (parte izquierda) y una segunda parte 27 (parte derecha). La hoja 22 solo cubre la primera parte 26 de todas las superficies de la viga 19 y está conectada a la misma. “Cubrir” puede significar que la hoja 22 está conectada directa o indirectamente a la viga 19 y que se proporciona una superposición.
Además, el alma 18 puede conectarse a la primera viga 19 y/o a la segunda viga 20 mediante un elemento de conexión que funciona como receptáculo para el alma 18 (no mostrado).
La Fig. 5 muestra una vista en detalle IV de la Fig. 3 de una realización adicional de la pala 5 de turbina eólica. A diferencia de la Fig. 4, la hoja 22 se envuelve alrededor de la viga 19 de manera que solo la parte 26, una superficie 28 opuesta a la superficie 25, y una superficie 29 que conecta la parte 26 y la superficie 28 están cubiertas por la hoja 22. Alternativamente (no se muestra), la hoja 22 puede envolverse completamente alrededor de la viga 19 de manera que también la parte 27 de la superficie 25 está cubierta por la hoja 22.
La Fig. 6 muestra una vista en detalle IV de la Fig. 3 de una realización adicional de la pala 5 de turbina eólica. A diferencia de la Fig. 4, la hoja 22 está unida a la primera viga 19 mediante una capa conductora 30, en particular una capa metálica o de carbono. Una capa metálica de este tipo puede comprender cobre metálico y/o una malla de aluminio.
La Fig. 7 muestra una vista en sección transversal VII-VII de la Fig. 4. El conductor 21 de rayos tiene una longitud L1 que se extiende esencialmente desde la punta 9 de pala hasta la raíz 8 de pala (ver la Fig. 2). Además, la hoja 22 tiene una longitud L2 en la dirección longitudinal L. La hoja 22 está unida al conductor 21 de rayos y a la primera viga 19 a lo largo de la longitud total L2 de la hoja 22.
En particular, la hoja 22 tiene la longitud L2 de al menos el 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 % de una longitud L1 del conductor 21 de rayos.
La Fig. 8 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala 1 de turbina eólica. A diferencia de la Fig. 4, se proporciona un segundo conductor 31 de rayos que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal L de la pala 5, en donde el primer conductor 21 de aligeramiento está dispuesto en un lado 32 del alma 18 y el segundo conductor 31 de aligeramiento está dispuesto en el otro lado 35 del alma 18 opuesto al un lado 32. El segundo conductor 31 de rayos está unido al alma 18 y a la hoja adicional 23. El segundo conductor 31 de rayos está cubierto por la hoja adicional 23. La hoja adicional 23 está dispuesta como se describe en la Fig. 3.
La Fig. 9 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala 1 de turbina eólica. A diferencia de la Fig. 4, la hoja 22 contacta con la superficie completa 25, en donde la hoja 22 se dobla en un borde 33 de la viga 19 de manera que la parte 27 está cubierta con dos hojas por la hoja 22 y se extiende más hacia el conductor 21 de aligeramiento. Además, el alma 18 está conectada a la viga 19 mediante la hoja 22.
La Fig. 10 muestra una vista en sección transversal parcial de una realización adicional de la pala 1 de turbina eólica. A diferencia de la Fig. 3, la viga 19 está conectada a la mitad 11 de carcasa mediante una hoja 34, en particular, que tiene fibras de carbono y que es eléctricamente conductora. La hoja 34 cubre la superficie completa 28 y está conectada a la misma. La hoja 34 une la hoja 22 y la hoja 23. En particular, la viga 20 está conectada a la mitad 12 de carcasa mediante una hoja 36, en particular, que tiene fibras de carbono y que es eléctricamente conductora. La hoja 36 se puede proporcionar de la misma manera que la hoja 34.
Aunque la presente invención se ha descrito según realizaciones preferidas, resulta obvio para el experto en la técnica que las modificaciones son posibles en todas las realizaciones. En particular, la hoja 22 puede conectarse a la segunda viga 20 de la misma manera que a la primera viga 19.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una pala (5) de turbina eólica para una turbina eólica (1), que comprende
un alma (18) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal (L) de la pala (5), una viga (19) eléctricamente conductora que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal (L) de la pala (5) y que está conectada al alma (18),
un conductor (21) de rayos que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal (L) de la pala (5) y que está unido al alma (18), y
una hoja (22), siendo dicha hoja un elemento estructural que tiene una longitud, comprendiendo la hoja fibras de carbono, en donde la hoja (22) está unida tanto al conductor (21) de rayos como a la viga (19) para conectar eléctricamente el conductor (21) de rayos a la viga (19), y en donde, en una vista en sección transversal, la hoja (22) se envuelve alrededor de la viga.
2. La pala de turbina eólica según la reivindicación 1,
que tiene una punta (9) de pala y una raíz (8) de pala, en donde el conductor (21) de rayos se extiende desde la punta (9) de pala hasta la raíz (8) de pala, y en donde la hoja (22) tiene una longitud (L2) que es al menos el 1 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 % de una longitud (L1) del conductor (21) de rayos.
3. La pala de turbina eólica según la reivindicación 1 o 2,
en donde la hoja (21) está unida al conductor (21) de rayos y a la viga (19) a lo largo de la longitud total (L2) de la hoja (22).
4. La pala de turbina eólica según una de las reivindicaciones 1-3, en donde la hoja (22) está unida a la viga (19) mediante una capa conductora (30), en particular una capa metálica, una parte de hoja de carbono o una estera de carbono-metálica híbrida.
5. La pala de turbina eólica según una de las reivindicaciones 1-4, que tiene una viga adicional (20) que comprende fibras de carbono, que es eléctricamente conductora, y que está conectada al alma (18), en donde la hoja (22) está unida a la viga adicional (20) para conectar eléctricamente el conductor (21) de rayos a la viga adicional (20).
6. La pala de turbina eólica según la reivindicación 5,
en donde el alma (18) está dispuesta entre la viga (19) y la viga adicional (20) formando una sección transversal en forma de I.
7. La pala de turbina eólica según la reivindicación 5 o 6, que tiene una hoja adicional (23) que comprende fibras de carbono que conecta eléctricamente la viga (19) a la viga adicional (20), que está dispuesta en paralelo a la hoja (22), y que está unida a la viga (19) y la viga adicional (20).
8. La pala de turbina eólica según una de las reivindicaciones 1 - 7, que tiene una carcasa (10) de pala exterior, en donde la viga (19) está conectada a la carcasa (10) de pala exterior.
9. Una turbina eólica (1) que tiene una pala (5) de turbina eólica según una de las reivindicaciones 1 -8.
ES17201644T 2017-11-14 2017-11-14 Pala de turbina eólica y turbina eólica Active ES2955528T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17201644.6A EP3483424B1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 A wind turbine blade and a wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2955528T3 true ES2955528T3 (es) 2023-12-04

Family

ID=60327154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17201644T Active ES2955528T3 (es) 2017-11-14 2017-11-14 Pala de turbina eólica y turbina eólica

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11248587B2 (es)
EP (1) EP3483424B1 (es)
CN (1) CN109779829A (es)
DK (1) DK3483424T3 (es)
ES (1) ES2955528T3 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3597911B1 (en) * 2018-07-17 2021-08-25 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S A wind turbine blade and a wind turbine
US11525434B2 (en) * 2018-10-25 2022-12-13 Lm Wind Power A/S Lightning protection of a sectioned wind turbine blade
WO2020084050A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Lm Wind Power A/S Lightning protection of a sectioned wind turbine blade
GB201817599D0 (en) * 2018-10-29 2018-12-12 Blade Dynamics Ltd Manufacturing of segmented wind turbine blade
GB201818073D0 (en) 2018-11-06 2018-12-19 Blade Dynamics Ltd Spar structure with intergrated down conductor element for lightning protection system
EP3719312B1 (en) 2019-04-03 2022-06-08 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine blade and wind turbine
DK3719298T3 (da) * 2019-04-05 2023-02-06 Siemens Gamesa Renewable Energy As Bom til en vindmøllevinge og fremgangsmåde til fremstilling deraf
ES2901496T3 (es) 2019-04-25 2022-03-22 Siemens Gamesa Renewable Energy As Tapa de larguero, pala de turbina eólica, turbina eólica y método para fabricar una tapa de larguero
EP3885573B1 (de) * 2020-03-27 2022-10-12 Nordex Energy SE & Co. KG Steg zur versteifung eines windenergieanlagenrotorblatts
EP4019766A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-29 Polytech A/S A conductive connection
CN112879248B (zh) * 2021-03-23 2024-03-22 国电联合动力技术(保定)有限公司 风电叶片避雷分支点和预弯位置避雷结构及制作方法
CN113074090B (zh) * 2021-03-31 2022-12-09 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法
CN113958447B (zh) * 2021-11-10 2022-07-22 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 一种模块化风电叶片弦向分块连接结构

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE479223T1 (de) * 2003-10-31 2010-09-15 Vestas Wind Sys As Potentialausgleichsglied
ES2255436B1 (es) 2004-11-11 2007-07-01 Gamesa Eolica, S.A. Sistema pararrayos para pala de aerogenerador con laminados de fibra de carbono.
EP1826402B1 (en) * 2004-11-11 2016-08-24 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Lightning conductor system for wind generator blades comprising carbon fibre laminates
US8182227B2 (en) * 2008-02-01 2012-05-22 General Electric Company Wind turbine blade with lightning receptor
ES2557998T5 (es) * 2008-04-15 2019-06-24 Siemens Ag Pala de turbina eólica con un conductor de rayos integrado y método para la fabricación de la misma
DK2318197T3 (en) 2008-06-20 2016-07-18 Vestas Wind Sys As A process for the preparation of a spar for a wind turbine from elements of geometrically well-defined joining surface parts and the related bar
ES2396839B1 (es) 2010-11-30 2014-01-02 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema pararrayos para pala de aerogenerador con laminados de fibra de carbono.
DE102011105228B3 (de) * 2011-06-10 2012-09-20 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlagenbauteil mit einer in ein Laminat eingebetteten elektrischen Leitung
US20190195203A1 (en) * 2011-12-09 2019-06-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine blade for a wind turbine
DK2930355T3 (en) 2014-04-10 2018-11-26 Nordex Energy Gmbh Wind turbine rotor blade with a lightning arrester and a potential equalizer
DK2930010T3 (en) * 2014-04-10 2017-02-20 Nordex Energy Gmbh Band component for a wind turbine rotor blade
US9920739B2 (en) * 2014-12-18 2018-03-20 General Electric Company System and method for securing a conductive cable within a wind turbine rotor blade
ES2589185B1 (es) 2015-05-08 2017-09-18 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema pararrayos para palas de aerogeneradores con componentes estructurales conductores
US20170058869A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 General Electric Company Conduit assembly for a lightning protection cable of a wind turbine rotor blade
US10648456B2 (en) * 2016-10-21 2020-05-12 General Electric Company Organic conductive elements for deicing and lightning protection of a wind turbine rotor blade
US11486366B2 (en) * 2017-05-09 2022-11-01 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Lightning protection system for a wind turbine blade

Also Published As

Publication number Publication date
US11248587B2 (en) 2022-02-15
US20190145383A1 (en) 2019-05-16
CN109779829A (zh) 2019-05-21
EP3483424B1 (en) 2023-07-26
EP3483424A1 (en) 2019-05-15
DK3483424T3 (da) 2023-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2955528T3 (es) Pala de turbina eólica y turbina eólica
ES2952612T3 (es) Mejoras en relación con los sistemas de protección contra rayos para palas de aerogenerador
BR102015028849A2 (pt) pá de rotor, turbina eólica e método para fabricar uma cobertura de longarina
CN111852752B (zh) 翼梁帽、风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于制造翼梁帽的方法
ES2971430T3 (es) Unión equipotencial de pala de rotor de turbina eólica
KR20130084612A (ko) 풍차 날개
ES2864002T3 (es) Pala de turbina eólica y turbina eólica
BR112018013017B1 (pt) Lâminas de turbina e sistemas de equalização de potência
US11530688B2 (en) Lightning protection of a sectioned wind turbine blade
US11795920B2 (en) Lightning protection for a wind turbine blade
US10316827B2 (en) Conduit assembly for a lightning protection cable of a wind turbine rotor blade
US11525434B2 (en) Lightning protection of a sectioned wind turbine blade
ES2941942T3 (es) Pala de rotor y método para fabricar una pala de rotor
CN111794902B (zh) 风力涡轮机叶片和风力涡轮机
US20230407848A1 (en) A spar cap assembly for a wind turbine blade with a lightning protection system
CN113167219A (zh) 具有用于雷电保护系统的集成的下导体元件的翼梁结构
WO2024112332A1 (en) Lightning protection system for a wind turbine rotor blade
WO2023111183A1 (en) Lightning protection system for a wind turbine blade