ES2962630T3 - Un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador - Google Patents

Un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador Download PDF

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Abstract

La invención proporciona un método de fabricación del cuerpo de pala de turbina eólica, comprendiendo el método las etapas de: proporcionar un molde (40) que tiene una superficie de molde alargada (43), colocar un inserto móvil (50) sobre la superficie del molde, en una primera posición, formando, con el inserto en la primera posición, un primer cuerpo de cuchilla que tiene una primera longitud (L1), colocando el inserto (50) sobre la superficie del molde, en una segunda posición, y formando, con el inserto en la segunda posición, un segundo cuerpo de cuchilla que tiene una segunda longitud (L2) que es diferente de la primera longitud. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador
La presente invención se refiere a un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador ya un aparato de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador. La presente invención proporciona mejoras en la fabricación de palas de aerogenerador.
Antecedentes
Las palas de aerogeneradores modernos típicamente comprenden un armazón de pala que tiene una estructura laminada de construcción compuesta. El armazón se fabrica comúnmente usando un proceso de infusión de resina impregnada previamente o asistida por vacío en un molde hembra. Las palas de aerogeneradores son de longitud considerable, en la actualidad de hasta 80 metros de longitud y los moldes en los que se forman las palas tienen un coste sustancial. Tradicionalmente, la fabricación de una nueva longitud de pala de rotor requiere la fabricación de un nuevo molde con un coste significativo.
El documento WO2014095856 describe un dispositivo de moldeo variable para fabricar el armazón de una pala de aerogenerador, donde se coloca un inserto en un molde. El documento DE102014001445 describe la producción de palas de rotor de diferentes tamaños en un molde. El documento EP2700812 describe conjuntos de moldes para palas de aerogeneradores donde los moldes de longitud variable incluyen secciones de punta estándar. El documento DE102012223810 describe un dispositivo de molde para una pala de rotor de aerogenerador con un inserto para cambiar la forma del molde.
El documento WO2017088883A1 describe un molde que tiene una superficie de molde para formar una primera pala de aerogenerador. Un inserto extraíble se coloca sobre la superficie de molde, para formar una superficie de molde modificada para formar un segundo cuerpo de pala que es más corto que el primer cuerpo de pala. Por ello, se puede usar un único molde para fabricar dos cuerpos de pala de diferente longitud. Esto reduce significativamente los costes del molde, dado que aumenta la flexibilidad en la producción de palas de aerogeneradores y elimina la necesidad de un molde completo para la segunda pala. No obstante, existe el deseo de reducir aún más los costes en la producción de palas de aerogeneradores.
De este modo, la presente invención tiene como objetivo reducir los costes en la producción de palas de aerogeneradores.
Compendio
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador de acuerdo con la reivindicación 1.
Se entiende que la segunda posición es diferente de la primera posición. El inserto puede presentar una superficie de molde de inserto. Colocando el inserto sobre la superficie de molde primaria, en la primera posición o en la segunda posición, la superficie de molde primaria y la superficie de molde de inserto forman juntas a lo que se hace referencia en la presente memoria como superficie de molde combinada. La superficie de molde combinada se usa para formar el primer y segundo cuerpos de pala. Moviendo el inserto de la primera posición a la segunda posición, o viceversa, se cambia la superficie de molde combinada. La longitud de la superficie de molde combinada depende de la posición del inserto a lo largo de la superficie de molde primaria.
La primera y segunda posiciones se pueden distribuir a lo largo de la dirección longitudinal de la superficie de molde primaria. Colocar el inserto en la superficie de molde primaria puede dar como resultado que una parte de la superficie de molde primaria quede excluida de la superficie de molde combinada. El molde puede ser alargado y paralelo a la superficie de molde primaria. El molde puede tener un extremo de raíz de molde, en el que la superficie de molde primaria está dispuesta para formar un extremo de raíz de un cuerpo de pala. El molde puede tener un extremo distal del molde, en un extremo del molde que es opuesto al extremo de raíz. La primera y segunda posiciones del inserto pueden estar hacia el extremo distal del molde.
Mover el inserto de pala desde la primera posición hasta la segunda posición, o viceversa, prevé el uso del molde para producir cuerpos de pala de diferentes longitudes. La invención prevé usar el inserto para producir el primer así como el segundo cuerpo de pala. Por ello, el molde en sí mismo no necesita estar dotado con una parte para formar una punta de los cuerpos de pala. Esto simplifica la producción del molde, ahorrando por ello costes. De manera alternativa, una parte de la superficie de molde primaria puede presentar una forma que sea similar o igual que la forma de la superficie de molde de inserto. Por ello, la superficie de molde primaria puede permitir, sin el inserto, la formación de un tercer cuerpo de pala adicional. Por ello, se elimina la necesidad de un molde completo para la tercera pala. Por ello, se ahorra el coste de tal molde.
El primer y segundo cuerpos de pala pueden comprender cada uno un armazón de pala o mitad de armazón de pala de aerogenerador. El primer y segundo cuerpos de pala se pueden extender cada uno desde un extremo de raíz respectivo hasta un extremo de punta respectivo. El molde puede ser parte de un aparato en forma de sistema de moldes. Por ello, el molde podría ser un primer molde, el sistema que comprende un segundo molde. Como se sabe por sí mismo, el primer y segundo moldes se pueden adaptar para formar un cuerpo de pala respectivo, en forma de una mitad de armazón de pala respectiva. El sistema de moldes se puede adaptar para unir las mitades de armazones, posiblemente con una estructura intermedia, para formar una pala de aerogenerador. Para esto, el sistema puede estar dotado con un conjunto volteador, que une los moldes y que está adaptado para girar uno de los moldes sobre el otro, para juntar las mitades del molde para ser unidas.
De este modo, en los ejemplos, el paso de proporcionar un molde puede comprender proporcionar un primer molde, el método que comprende además proporcionar un segundo molde que tiene una superficie de molde alargada, colocar un segundo inserto móvil sobre la superficie de molde del segundo molde, en una primera posición adicional, y formar, con el segundo inserto en la primera posición adicional, un primer cuerpo de pala adicional que tiene la primera longitud. Inmediatamente después, los primeros cuerpos de pala se pueden unir para formar una primera pala. El método puede comprender además colocar el segundo inserto sobre la superficie de molde del segundo molde, en una segunda posición adicional, y formar, con el segundo inserto en la segunda posición adicional, un segundo cuerpo de pala adicional que tiene la segunda longitud. Inmediatamente después, los segundos cuerpos de pala se pueden unir para formar una segunda pala.
La superficie de molde primaria se puede extender desde el extremo de raíz del molde hasta el extremo de punta del molde. Como se ejemplifica a continuación, el extremo de punta de la superficie de molde primaria puede tener, o no, una forma para formar un extremo de punta de un cuerpo de pala.
Preferiblemente, donde la superficie de molde primaria se extiende desde el extremo de raíz del molde hasta el extremo de punta del molde, la superficie de molde primaria comprende una parte que presenta una sección transversal constante. Por ello, los pasos de colocación del inserto, en la primera y segunda posiciones, pueden comprender colocar el inserto con un extremo proximal del mismo orientado hacia el extremo de raíz del molde, y colocar el extremo proximal dentro de la parte de sección transversal constante. Preferiblemente, el extremo proximal tiene una forma que es sustancialmente la misma que la forma de la sección transversal de la parte de sección transversal constante.
Mediante la superficie de molde primaria que comprende una parte que presenta una sección transversal constante, el inserto del molde se puede colocar en cualquier posición entre dos posiciones extremas. Tales posiciones extremas pueden estar en extremos opuestos de la parte de sección transversal constante. El inserto puede tener una forma que sea complementaria a la parte de sección transversal constante. Por ello, la longitud de los cuerpos de pala producidos puede ser infinitamente variable dentro de los límites proporcionados por la parte de sección transversal constante. El inserto se puede formar con una estructura de nervadura, por ejemplo, como se describe en dicho documento WO2017088883A1.
La superficie de molde primaria que comprende una parte que presenta una sección transversal constante supone que dos cortes bidimensionales de la superficie de molde primaria, en cualquiera de dos posiciones respectivas separadas a lo largo de la sección transversal constante, serán iguales. Como se describe más detalladamente a continuación, la torsión de la superficie de molde primaria puede cambiar, y la superficie de molde primaria se puede curvar en la dirección longitudinal. De este modo, uno de los cortes bidimensionales se puede girar en relación al otro.
En la práctica, los cuerpos de pala se pueden producir con longitudes que difieren de una manera escalonada, por ejemplo, en 100-2000 mm, o 200-1000 mm, de un cuerpo de pala a otro. Por ello, las longitudes de las palas se pueden variar dentro de un parque eólico, de algunos aerogeneradores a otros, de manera que aumente la salida de energía del parque eólico. Los cálculos realizados por el solicitante sugieren un aumento del 2% en la producción de energía anual (AEP) de un parque eólico, con longitudes de pala que difieren en tales pasos relativamente pequeños. Las realizaciones de la invención prevén la producción de palas para tales parques eólicos, sin necesidad de inversiones excesivas en moldes.
Una diferencia, en la primera posición y en la segunda posición, de la orientación del inserto alrededor de un eje longitudinal de la superficie de molde primaria, es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición. Por ejemplo, cuando la superficie de molde primaria comprende una parte que presenta una sección transversal constante, la torsión de la superficie de molde primaria puede cambiar, en la parte de sección transversal constante, linealmente en la dirección longitudinal de la superficie de molde primaria. El inserto puede tener una forma que sea complementaria a la torsión que cambia linealmente de la superficie de molde primaria. Por ello, el molde se puede alterar moviendo el inserto desde la primera posición hasta la segunda posición, sin que se necesite ningún suministro especial en vista del cambio de torsión de la superficie de molde primaria. Por ello, se pueden producir fácilmente cuerpos de pala de diferentes longitudes, cada uno con un cambio en la torsión.
En algunas realizaciones, una diferencia, en la primera posición y en la segunda posición, de la orientación del inserto alrededor de un eje lateral de la superficie de molde primaria, es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición. Por ejemplo, al menos una parte de la superficie de molde primaria puede estar curvada en la dirección longitudinal para proporcionar una curva longitudinal en los cuerpos de pala, la curvatura de la superficie de molde primaria que es constante en la parte de sección transversal constante. Se puede hacer referencia a tal curva como curva previa. El inserto puede tener una forma que sea complementaria a la superficie de molde primaria de curvatura constante. Por ello, el molde se puede alterar moviendo el inserto desde la primera posición hasta la segunda posición, sin necesidad de suministros especiales en vista de la superficie de molde primaria curvada. Por ello, se pueden producir fácilmente cuerpos de pala de diferentes longitudes, cada uno con una curva longitudinal.
El inserto se puede asegurar en la primera y segunda posiciones en una variedad de maneras. Por ejemplo, como se describe en dicho documento WO2017088883A1, se puede proporcionar un hueco entre el inserto y la superficie de molde primaria. Se puede aplicar un vacío entre el inserto y el molde para retener el inserto en su posición sobre la superficie de molde primaria. Preferiblemente, el vacío se aplica al hueco entre el inserto y la superficie de molde primaria.
De manera alternativa, o además, como también se describe en dicho documento WO2017088883A1, el inserto se puede extender sobre una superficie lateral del molde y se puede sujetar al molde. La superficie lateral del molde puede tener un ángulo de inclinación negativo.
Preferiblemente, los pasos de colocar el inserto en la primera y segunda posiciones comprende fijar el inserto en una dirección lateral de la superficie de molde primaria, por medio de una disposición de bloqueo mecánico que se extiende a lo largo de al menos uno de los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria. La disposición de bloqueo mecánico puede comprender, por ejemplo, una pista. En algunas realizaciones, una pista se puede extender a lo largo de ambos bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria. Los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria pueden ser paralelos. El inserto puede estar dotado con medios de enganche para enganchar con la disposición de bloqueo. Por ello, se puede hacer fácilmente el movimiento y la colocación del inserto correctamente en relación con la superficie de molde primaria.
En algunas realizaciones, la fijación del inserto comprende colocar el inserto para cubrir parcialmente la disposición de bloqueo, en donde se coloca un dispositivo de cubierta para cubrir una parte de la disposición de bloqueo no cubierta por el inserto. Por ello, el dispositivo de cubierta puede, además de cubrir la parte de la disposición de bloqueo no cubierta por el inserto, proporcionar una parte de la superficie de molde primaria. Como se ejemplifica a continuación, tal parte de la superficie de molde primaria puede formar al menos uno de los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria.
El inserto se puede extender entre un extremo proximal que se orienta hacia el extremo de raíz del molde y un extremo distal que se orienta lejos del extremo de raíz del molde. Preferiblemente, el inserto presenta un extremo de punta de inserto para formar una punta del primer y segundo cuerpos de pala. El extremo de punta de inserto puede formar un extremo de la superficie de molde de inserto. El extremo de punta de inserto puede estar a una distancia, que puede ser relativamente pequeña, del extremo distal del inserto. El inserto, cuando se sitúa en la primera posición, puede tener el extremo de punta del inserto en la primera posición en el sentido de la envergadura, y el inserto, cuando se sitúa en la segunda posición, puede tener el extremo de punta del inserto en una segunda posición en el sentido de la envergadura, que es diferente de la primera posición en el sentido de la envergadura. Preferiblemente, el método comprende seleccionar las longitudes del primer y segundo cuerpos de pala en base a las longitudes requeridas de las palas respectivas para un primer aerogenerador y para un segundo aerogenerador, y seleccionar la primera y segunda posiciones para formar el primer y segundo cuerpos de pala con las longitudes seleccionadas.
Se puede proporcionar un método de instalación de palas de aerogenerador, que no es parte de la invención, que comprende montar, en un primer aerogenerador en un parque eólico, una primera pala que comprende el primer cuerpo de pala formado por el método descrito anteriormente, y montar, en un segundo aerogenerador en el parque eólico, una segunda pala que comprende el segundo cuerpo de pala formado por el método descrito anteriormente. Se puede proporcionar un parque eólico, que no es parte de la invención, que comprende un primer aerogenerador que comprende una primera pala que comprende el primer cuerpo de pala formado por el método descrito anteriormente, el parque eólico que comprende además un segundo aerogenerador que comprende una segunda pala que comprende el segundo cuerpo de pala formado por el método descrito anteriormente.
Los aerogeneradores pueden ser aerogeneradores de eje horizontal. Como se ha indicado anteriormente, variar las longitudes de las palas dentro de un parque eólico aumenta la salida de energía del parque eólico y prevé aprovechar las propiedades de reducción de costes del método de fabricación de cuerpos de pala de aerogenerador presentado anteriormente.
Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de fabricación de cuerpos de pala de aerogenerador de acuerdo con la reivindicación 9.
El inserto se puede disponer para ser colocado sobre la superficie de molde primaria hacia el extremo de punta del molde, o en el extremo de punta del molde, de modo que una superficie de molde de inserto forme, con al menos una parte de la superficie de molde primaria, una superficie de molde combinada.
Preferiblemente, la superficie de molde primaria comprende una parte que presenta una sección transversal constante. Por ello, el inserto puede comprender un extremo proximal dispuesto para orientarse hacia el extremo de raíz del molde y un extremo distal dispuesto para orientarse lejos del extremo de raíz del molde. El extremo distal del inserto se puede disponer para orientarse hacia el extremo de punta del molde. En algunas realizaciones, el inserto puede estar dispuesto para extenderse pasado el extremo de punta del molde.
El extremo proximal del inserto puede tener una forma que sea sustancialmente la misma que la forma de la sección transversal de la parte de sección transversal constante. El extremo proximal puede tener una forma que sea complementaria a la superficie de molde de sección transversal constante. Por ello, el extremo proximal del inserto encajará en la superficie de molde primaria, independientemente de la posición del extremo proximal dentro de la parte de sección transversal constante. El espesor del inserto en el extremo proximal no puede ser mayor que 10 mm, preferiblemente no mayor que 5 mm. Por ello, se puede proporcionar una transición suave entre la superficie de molde primaria y la superficie de molde de inserto.
Se puede proporcionar un método de fabricación de cuerpos de pala de aerogenerador, que comprende formar un cuerpo de pala con un aparato como se describió anteriormente, y con el inserto en una de la pluralidad de posiciones. Preferiblemente, el cuerpo de pala tiene una longitud dentro del 90-100%, preferiblemente del 95-100%, de la longitud del cuerpo de pala más largo que se puede formar en el aparato. Por ello, las partes principales de las palas producidas usando el aparato pueden ser idénticas. Tales partes principales pueden incluir raíces y secciones intermedias de las palas. La diferencia de longitud se puede proporcionar por diferencias de la longitud de las puntas de las palas. Por ello, el ajuste de longitud se efectúa en regiones de las palas con menos material estructural, en comparación con otras regiones.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se describirán en detalle ejemplos de la invención con referencia a las siguientes figuras, en las que:
- la Figura 1 es una vista de un aerogenerador;
- la Figura 2 es una vista en perspectiva de una pala de rotor de aerogenerador;
- la Figura 3 es una vista en perspectiva de un molde de pala de rotor de aerogenerador usado para producir una parte de la pala de la Figura 2;
- la Figura 4 es un diagrama de bloques que muestra los pasos de un método según una realización de la invención;
- la Figura 5 muestra el molde de la Figura 3 con un inserto en una primera posición;
- la Figura 6 es una vista en perspectiva del inserto de la Figura 5;
- la Figura 7 es una vista en perspectiva de una pala producida parcialmente mediante el molde de la Figura 5;
- la Figura 8 muestra el molde de la Figura 3 con un inserto en una segunda posición;
- la Figura 9 es una vista en perspectiva de una pala producida parcialmente mediante el molde de la Figura 8; - la Figura 10 es un gráfico que muestra la torsión de la pala de la Figura 2;
- la Figura 11 es un diagrama que muestra una curvatura de la superficie de molde primaria en una realización adicional de la invención;
- la Figura 12 es una vista en perspectiva de un molde en otra realización de la invención;
- la Figura 13 es una vista en perspectiva de una parte de un molde con un inserto;
- la Figura 14 es una vista en perspectiva del molde, parte del cual se muestra en la Figura 13;
- la Figura 15 es una sección transversal de un molde de pala de rotor de aerogenerador con un inserto en el molde;
- la Figura 16 es una vista en planta de una parte del molde de la Figura 15 con el inserto en el molde;
- la Figura 17a a la Figura 17d son vistas en sección transversal del molde de la Figura 15, a lo largo de la línea XVII-XVII de la Figura 16, con el inserto en el molde, mostrando cómo se fabrica la pala;
- la Figura 18a y la Figura 18b son vistas en sección transversal del molde de la Figura 15 que muestran cómo se coloca el inserto en el molde;
- la Figura 19 es una sección transversal adicional de un molde de pala de rotor de aerogenerador con un inserto en el molde.
Descripción detallada de realizaciones de la invención
La Figura 1 muestra un aerogenerador de eje horizontal 10. El aerogenerador 10 comprende una torre 12 que soporta una góndola 14 sobre la que se monta un rotor 16. El rotor 16 comprende una pluralidad de palas de aerogenerador 18 que se extienden radialmente desde un buje central 19. En este ejemplo, el rotor 16 comprende tres palas 18.
La Figura 2 es una vista de una de las palas 18 del aerogenerador 10. La pala 18 se extiende desde un extremo de raíz 20 generalmente circular hasta un extremo de punta 22 en una dirección “en el sentido de la envergadura” longitudinal, y entre un borde de ataque 24 y un borde de salida 26 en una dirección “en el sentido de la envergadura” transversal. La pala 18 comprende un armazón 27 formado principalmente de plástico reforzado con fibra (FRP). El armazón 27 comprende una superficie de presión 29 en un lado de presión de la pala 18 y una superficie de succión 30 en un lado de succión de la pala 18. La pala tiene una longitud L0 en la dirección en el sentido de la envergadura que se extiende desde el extremo de raíz 20 hasta el extremo de punta 22. Las posiciones en el sentido de la envergadura en la pala también se pueden expresar en términos de un radio según se mide desde el eje de rotación del buje 19. En la Figura 2, la punta 22 se expresa como un radio R1. La pala 18 hace una transición de un perfil circular a un perfil aerodinámico moviéndose desde el extremo de raíz 20 de la pala 18 hacia un resalte 23 de la pala 18, que es la parte más ancha de la pala 18 donde la pala 18 tiene su cuerda máxima.
Como se explica más adelante, una parte longitudinal 21 de la pala presenta una sección transversal constante. La parte de sección transversal constante 21 está situada entre el resalte 23 y el extremo de punta 22. La parte de sección transversal constante 21 se extiende desde un radio R2 hasta un radio R3. Desde el resalte 23 hasta la parte de sección transversal constante 21, la pala 18 tiene un perfil aerodinámico de espesor progresivamente decreciente. Desde la parte de sección transversal constante 21 hasta el extremo de punta 22, la pala 18 tiene un perfil aerodinámico de espesor progresivamente decreciente.
Se debería señalar que las proporciones de la pala, en particular la parte de sección transversal constante 21 de la misma, se proporcionan por facilidad de comprensión y no necesariamente son representativas de la forma de una pala producida en la práctica. A continuación, están algunos ejemplos de dimensiones de pala que son interesantes en la práctica en el contexto de las realizaciones de la invención.
El armazón 27 de la pala está fabricado a partir de la primera y segunda mitades de armazón 32, 34, a las que se hace referencia también en la presente memoria como cuerpos de pala. La primera y segunda mitades de armazón 32, 34 están unidas entre sí con adhesivo a lo largo del borde de ataque 24 y del borde de salida 26. Las mitades de armazón 32, 34 son estructuras laminadas que están moldeadas a partir de plástico reforzado con fibra (FRP) que incluye fibras de vidrio y posiblemente fibras de carbono.
Las mitades de armazón 32, 34 se moldean en mitades de molde separadas, a las que también se hace referencia en la presente memoria como primer y segundo moldes, de un aparato de fabricación de cuerpos de pala. Una vez que se ha moldeado cada mitad de armazón 32, 34, las dos mitades de armazón 32, 34 se unen juntando las dos mitades de molde, y las mitades de armazón 32, 34 se unen entre sí para formar la pala completa 18. Se pueden proporcionar elementos estructurales, tales como almas o largueros, entre las mitades de armazón.
La Figura 3 muestra una mitad de molde 40 para formar una de las mitades de armazón 32, 34. Se hará referencia de aquí en adelante por comodidad a la mitad de molde como el molde. El molde 40 comprende un extremo de raíz del molde 41 y un extremo distal del molde 45. La mitad de armazón se forma en una superficie de molde 43, a la que también se hace referencia en la presente memoria como superficie de molde primaria, que tiene una forma que corresponde a la forma de la mitad de armazón 44 a ser formada. La superficie de molde primaria se extiende desde el extremo de raíz del molde 41 hasta el extremo de punta del molde 42.
El molde 40 tiene una pestaña de ataque 46 y una pestaña de borde de salida 47 que se extienden desde el extremo de raíz del molde 41 hasta el extremo distal del molde 45. La superficie de molde primaria 43 forma un rebaje 48 entre las pestañas del molde 46, 47.
Para formar una mitad de armazón, se colocan una o más capas de tejido de fibra de vidrio sobre la superficie de molde primaria 43 del molde 40. Estas capas formarán más tarde un revestimiento exterior de la pala 18. Los elementos estructurales, incluidas las tapas de los largueros y los paneles de núcleo tipo sándwich, se disponen entonces sobre las capas de tejido exteriores. Luego, se colocan una o más capas adicionales de tejido de fibra de vidrio seco sobre los elementos estructurales, y más tarde formarán un revestimiento interior de la pala. Luego, las capas de fibra de vidrio se impregnan con una resina, que posteriormente se endurece para formar un material plástico sólido. Tal impregnación se puede hacer con un proceso de moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM), que se conoce por sí mismo, y no se describe de manera cerrada aquí.
Se entiende que son posibles alternativas para formar la mitad de armazón. Por ejemplo, se pueden usar capas de fibras de vidrio impregnadas previamente, es decir, láminas de tejido de vidrio impregnadas con resina polimérica.
La superficie de molde primaria 43 tiene una longitud L0, es decir, la misma que la de la pala de la Figura 2. De este modo, el molde mostrado en la Figura 3 se puede usar para formar un cuerpo de pala, en forma de mitad de armazón, para la pala de la Figura 2. Se debería señalar que la superficie de molde primaria 43 comprende una parte 49 que presenta una sección transversal constante. La parte de sección transversal constante de superficie de molde 49 forma parte de la sección transversal constante de pala 21 que se muestra en la Figura 2.
Se hace referencia a la Figura 4, que muestra un diagrama de bloques que representa los pasos de un método según un ejemplo. El método comprende colocar S1 un inserto móvil 50 sobre la superficie de molde primaria 43, en una primera posición.
También se hace referencia a la Figura 5, que muestra el inserto 50 colocado en la primera posición. El inserto 50 está situado en el rebaje del molde 48. El inserto 50 se coloca dentro de la parte de sección transversal constante 49. El inserto 50 acorta la superficie de molde efectiva, es decir, la superficie de molde combinada proporcionada por la superficie de molde primaria 43 y una superficie de molde de inserto. En la Figura 5, la longitud de la superficie de molde combinada L1 está definida entre el extremo de raíz del molde y el extremo de punta del inserto 142.
La Figura 6 muestra el inserto 50 con más detalle, con la superficie de molde de inserto 143. El inserto 50 se extiende entre un extremo proximal 51 que se orienta hacia el extremo de raíz del molde 41 y un extremo distal 52 que se orienta lejos del extremo de raíz del molde 41. El inserto 50 presenta un extremo de punta del inserto 142 que forma un extremo de la superficie de molde de inserto 143.
Un lado inferior 144 del inserto 50 tiene en esta realización una sección transversal constante. La forma de la sección transversal del lado inferior 144 es sustancialmente la misma que la forma de la sección transversal en la parte de sección transversal constante 49 de la superficie de molde primaria. En el extremo proximal 51, la superficie de molde de inserto 142 tiene una forma de sección transversal que es sustancialmente la misma que la forma de la sección transversal en la parte de sección transversal constante 49. De este modo, el extremo proximal 51 tiene una forma que es sustancialmente la misma que la forma de la sección transversal de la parte de sección transversal constante 49. El espesor del inserto 50 en el extremo proximal 51 no puede ser mayor que 10 mm, preferiblemente no mayor que 5 mm. Para evitar un escalón en la superficie de molde combinada, se puede aplicar un material de relleno sobre la superficie de molde primaria 43, y adyacente al extremo proximal del inserto 51.
El método comprende formar S2, con el inserto 50 en la primera posición, un primer cuerpo de pala que tiene una primera longitud L1. El primer cuerpo de pala es una mitad de armazón, que se une con otra mitad de armazón para formar la primera pala B1, representada en la Figura 7. Como se indica en la Figura 7, la longitud L1 de la primera pala B1 es la misma que la longitud L1 de la superficie de molde combinada en la Figura 5. Entre el extremo de raíz de pala 20 y una parte formada por el inserto, la primera pala B1 tiene una geometría que es idéntica a la geometría de la pala 18 mostrada en la Figura 2, producida por el molde sin el inserto 50.
Después de la retirada del primer cuerpo de pala del molde 40, el inserto 50 se puede dejar en el molde 40 con el fin de fabricar otros primeros cuerpos de pala que tengan la misma longitud L1.
Como se representa en la Figura 8, el método comprende colocar S3 el inserto 50 sobre la superficie de molde primaria 43, en una segunda posición. El inserto 50 se coloca dentro de la parte de sección transversal constante 49. La segunda posición está en este ejemplo, en comparación con la primera posición, más cerca del extremo de raíz del molde 41. Por ello, el inserto 50 acorta aún más la superficie de molde combinada proporcionada por la superficie de molde primaria 43 y la superficie de molde de inserto 143. En la Figura 8, la longitud de la superficie de molde combinada es L2, definida entre el extremo de raíz del molde y el extremo de punta del inserto 142.
El método comprende formar S4, con el inserto 50 en la segunda posición, un segundo cuerpo de pala que tiene una segunda longitud L2. El segundo cuerpo de pala es una mitad de armazón, que se une con otra mitad de armazón para formar una segunda pala B2, representada en la Figura 9. Como se indica en la Figura 9, la longitud L2 de la segunda pala B2 es la misma que la longitud L2 de la superficie de molde combinada en la Figura 8.
La segunda pala B2 tiene una longitud en el sentido de la envergadura más corta que la de la primera pala B1 debido a la diferente posición del inserto 50 en el molde 40. Entre el extremo de raíz de pala 20 y las partes respectivas formadas por el inserto, la primera pala B1 (Figura 7) y la segunda pala B2 tienen geometrías que son idénticas. Aunque la primera y segunda palas<b>1, B2 tienen una superficie aerodinámica idéntica entre el extremo de raíz 20 y las partes respectivas formadas por el inserto, la estructura interna puede variar en las mismas. Por ejemplo, como la segunda pala B2 tiene una longitud más corta, puede estar sometida a menos cargas en uso (en comparación con la primera pala B1) de manera que no requiera la misma cantidad de material estructural.
Después de la retirada del segundo cuerpo de pala del molde 40, el inserto 50 se puede dejar en el molde 40 con el fin de fabricar otros segundos cuerpos de pala que tengan la misma longitud L2.
Con este método, se pueden formar en el mismo molde una serie de variantes de palas que tienen diferentes longitudes de pala. Por ejemplo, si L0 (Figura 2) es de 60 metros, se puede usar un inserto 50 móvil para producir una pluralidad de variantes de palas que tengan longitudes más cortas, por ejemplo, 56 metros, 55 metros y 54 metros, etc. Por ejemplo, se pueden proporcionar variaciones en la longitud de la pala de entre alrededor del 0,1% a alrededor del 20%, aunque preferiblemente la variación de longitud está en la región de alrededor del 1% a alrededor del 10%, más preferiblemente de alrededor del 3% a alrededor del 7%. Como ejemplos adicionales, los cuerpos de pala formados con el molde pueden tener una longitud dentro del 90-100%, preferiblemente del 95-100%, de la longitud del cuerpo de pala más largo que se pueda formar en el molde.
Aún en otros ejemplos, los cuerpos de pala se pueden producir con longitudes que difieren de una manera escalonada, por ejemplo, en 100-2000 mm, o 200-1000 mm, de un cuerpo de pala a otro. Por ello, las longitudes de las palas se pueden variar dentro de un parque eólico de algunos aerogeneradores a otros, de una manera que aumente la salida de energía del parque eólico, como se describió anteriormente.
La Figura 10 muestra la torsión de la pala de la Figura 2 a lo largo de su envergadura, moviéndose desde la raíz de la pala (en el lado izquierdo de la abscisa) hasta el extremo de punta de la pala (en el lado derecho de la abscisa). Como antecedentes, la torsión de la pala es necesaria en la medida que el flujo efectivo en la pala en uso comprende la velocidad de rotación del rotor y la velocidad del viento entrante. A medida que la velocidad periférica de las palas aumenta a lo largo de la envergadura de la pala, el ángulo de ataque de una sección de la pala también varía a lo largo de la envergadura de la pala. Para mantener el ángulo de ataque y la fuerza de sustentación a lo largo de la pala, la pala tiene una distribución de torsión desde la raíz hasta la punta. La punta de la pala también está “destorsionada” con el fin de reducir el arrastre inducido desde la punta de las palas.
Como se indicó, la parte de sección transversal constante 21 se extiende desde un radio R2 hasta un radio R3. Como se ilustra en la Figura 10, la torsión de la pala cambia, en la parte de sección transversal constante, linealmente en la dirección en el sentido de la envergadura. Para esto, la torsión de la superficie de molde primaria 43 (Figura 3) cambia, en la parte de sección transversal constante 49, linealmente en la dirección longitudinal de la superficie de molde primaria 43. Por ello, la diferencia en la primera posición (Figura 7) y en la segunda posición (Figura 9) de la orientación del inserto 50 alrededor de un eje longitudinal de la superficie de molde primaria 43, es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición. El lado inferior del inserto 50 tiene preferiblemente una forma que es complementaria a la torsión que cambia linealmente de la superficie de molde primaria 43. Por ello, la superficie de molde combinada, formada por la superficie de molde de inserto 143 y una parte de la superficie de molde primaria 43, se puede modificar moviendo el inserto 50 desde la primera posición a la segunda posición, sin necesidad de suministros especiales en vista de la torsión cambiante de la superficie de molde primaria 43.
Se hace referencia a la Figura 11. Como se conoce por sí mismo, para evitar golpes con la torre, las palas del aerogenerador se pueden doblar en el sentido del batimiento, es decir, doblar en un plano que es paralelo a la dirección longitudinal de las palas y perpendicular a la dirección en el sentido de la cuerda. Tal curva se puede denominar curva previa.
La Figura 11 es un diagrama con un alzado lateral de la superficie de molde primaria en un ejemplo adicional. El diagrama muestra la superficie de molde primaria 43 a lo largo de un plano vertical en la dirección longitudinal del molde, y a lo largo de la parte más baja del rebaje formado por la superficie de molde primaria 43. Para proporcionar palas con curva previa, una parte exterior de la superficie de molde primaria 43 se curva en la dirección longitudinal para proporcionar una curva longitudinal en los cuerpos de pala.
Como se puede ver en la Figura 11, la curvatura de la superficie de molde primaria 43 tiene un radio constante RB en la parte de sección transversal constante, entre los radios R2 y R3 en el sentido de la envergadura.
En algunas realizaciones, una diferencia, en la primera posición y en la segunda posición, de la orientación del inserto 50 alrededor de un eje lateral de la superficie de molde primaria 43, es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición. El lado inferior 144 del inserto 50 tiene una forma que es complementaria a la superficie de molde primaria de curvatura constante 43. Más específicamente, el lado inferior 144 del inserto 50 tiene una curvatura longitudinal con un radio que es el mismo que el radio RB de la superficie de molde primaria de curvatura constante 43. Por ello, la superficie de molde combinada, formada por la superficie de molde de inserto 143 y una parte de la superficie de molde primaria 43, se puede alterar moviendo el inserto 50 entre cualquier posición dentro de la parte de sección transversal constante, sin necesidad de suministros especiales en vista de la superficie de molde primaria 43 curvada.
Se hace referencia a la Figura 12 que muestra un molde en un ejemplo adicional. El molde 40 no está dotado con una parte para formar la punta de los cuerpos de pala. En su lugar, la parte de sección transversal constante se extiende hasta el extremo de punta del molde 42. El extremo de punta del molde 42 coincide con el extremo distal del molde 45. Además, por ello, el inserto 50 se puede colocar en la superficie de molde primaria 43, en el extremo de punta del molde 42. El inserto 50 se puede incluso extender pasado el extremo de punta del molde 42.
Se hace referencia a la Figura 13. La fijación del inserto en el molde se puede hacer de una variedad de maneras. En un ejemplo, como se sugiere en la Figura 13, colocar el inserto 50 en la primera y segunda posiciones, o en cualquier posición a lo largo de la parte de sección transversal constante 49, comprende fijar el inserto 50 en una dirección lateral de la superficie de molde primaria 43, por medio de una disposición de bloqueo mecánico 53. La disposición de bloqueo mecánico comprende, en este ejemplo, una pista 53 que se extiende a lo largo de ambos bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria 43. Las pistas se proporcionan, en este ejemplo, como surcos 53 alargados. Se entiende que, en realizaciones alternativas, las pistas 53 se podrían proporcionar como aristas alargadas.
La disposición de bloqueo mecánico se extiende a lo largo de toda la parte de sección transversal constante 49 de la superficie de molde primaria 43 (Figura 3). Se entiende que los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria 43 son paralelos. El inserto 50 puede estar dotado con medios de enganche para enganche con la disposición de bloqueo. En este ejemplo, el inserto 50 está dotado con aristas 54 dispuestas para enganchar las pistas 53. Como se puede ver en la Figura 13, el inserto 50 cubre parcialmente la disposición de bloqueo 53.
Como se ejemplifica en la Figura 14, en algunas realizaciones los dispositivos de cubierta 55 se colocan para cubrir partes de la disposición de bloqueo 53 no cubiertas por el inserto 50. Los dispositivos de cubierta 55 se proporcionan, en este ejemplo, como elementos alargados dispuestos para enganchar las respectivas pistas 53 de la disposición de bloqueo. Pueden, además de cubrir la parte de la disposición de bloqueo no cubierta por el inserto 50, proporcionar una parte de la superficie de molde primaria 43. Como se ejemplifica a continuación, tal parte de la superficie de molde primaria 43 puede formar al menos uno de los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde primaria 43.
Son posibles alternativas para la disposición de bloqueo. Por ejemplo, puede comprender filas de protuberancias o rebajes separados. Se pueden proporcionar rebajes o protuberancias complementarias en el inserto 50. Esto permitiría que el inserto sea colocado en un número limitado de ubicaciones discretas a lo largo de la superficie de molde primaria 43.
A continuación, se describen con referencia a la Figura 15 hasta la Figura 19, medidas adicionales para ajustar y asegurar el inserto 50 al molde, descritas en dicho documento WO2017088883A1.
La Figura 15 y la Figura 16 muestran cómo se puede sujetar el inserto 50 al molde 40 a través de vacío.
La Figura 15 es una vista en sección transversal a través del molde 40 y del inserto 50, y la Figura 16 es una vista en planta. El inserto 50 se coloca en el molde 40 de manera que la pestaña del borde de ataque de inserto 146 esté alineada con la pestaña del borde de ataque de molde 46, y la pestaña del borde de salida de inserto 147 esté alineada con la pestaña del borde de salida de molde 47. Como se puede ver en la Figura 15, existe un hueco 60 entre la superficie de molde primaria 43 y la parte inferior 144 del inserto 50. Este hueco tiene una altura del orden de 0,1 mm. El hueco 60 permite que se cree una bajo presión entre el inserto 50 y el molde 40 de modo que el inserto quede retenido en una posición fija contra el molde. Se apreciará que el hueco 60 se muestra ampliado en las figuras por claridad. Se proporciona un sello entre el molde 40 y el inserto 50. Haciendo referencia a la Figura 16, se proporcionan los siguientes sellos:
(i) un sello 61a sobre la unión entre la pestaña del borde de ataque de inserto 146 y la pestaña del borde de ataque de molde 46. Este sello puede ser una cinta de politetrafluoroetileno (PTFE).
(ii) un sello 61b sobre la unión entre la pestaña del borde de salida de inserto 147 y la pestaña del borde de ataque de molde 47. Este sello puede ser una cinta de PTFE.
(iii) un sello 62 sobre la unión entre la superficie de molde primaria 43 y la superficie de molde de inserto 143 en el extremo proximal 51 del inserto 50. Este sello puede ser una cinta de PTFE.
(iv) un sello 63 sobre la unión entre el inserto 50 y la superficie de molde primaria 43 en el extremo distal 52 del inserto 50. Este sello 63 se puede formar a partir de una película de vacío con cinta sellante alrededor de su periferia.
Después de que se hayan proporcionado los sellos alrededor del inserto 50, se une una línea de vacío 64 y pasa a través de la película de vacío del sello 63. Una bomba de vacío 65 entonces evacúa el aire debajo del sello 63 que también evacuará el aire del hueco 60. En comparación con la presión del aire ambiental, la presión en el hueco 60 será una presión relativamente más baja, de manera que el inserto 50 se “succione” sobre el molde 40.
La Figura 17a a la Figura 17d son vistas esquemáticas en sección transversal a lo largo de la línea XVII-XVII de la Figura 16. La Figura 17a a la Figura 17d ilustran los pasos dados para fabricar el armazón de pala de aerogenerador en el molde 40 con el inserto 50.
La Figura 17a muestra el inserto 50 colocado en el molde 40. Como se puede ver, existe un hueco 60 entre la superficie de molde primaria 43 y la parte inferior del inserto 50.
A continuación, como se muestra en la Figura 17b, el inserto 50 se sella contra el molde 40 de modo que se retenga firmemente en su posición. Se proporciona un sello 62 entre el extremo proximal 51 del inserto y la superficie de molde primaria 43 como se trató anteriormente. El sello 63 en el extremo distal del inserto comprende tiras de cinta de sellado 63a (por ejemplo, caucho de butilo) y una película de vacío 63b que proporciona un sello eficaz. En la Figura 17b también se muestra la línea de vacío 64. La cavidad debajo de la película de vacío 63b se evacúa, lo que, como se trató anteriormente, forzará al inserto 50 contra el molde 40 y lo mantendrá firmemente en su posición.
La Figura 17c muestra los materiales de pala que están tendidos en el molde, sobre la superficie de molde primaria 43 y la superficie de molde de inserto 143. En este ejemplo, los materiales de pala 70 comprenden capas de fibras de vidrio impregnadas previamente y, opcionalmente, paneles de núcleo tipo sándwich.
En la Figura 17d, los materiales de la pala 70 se cubren con una película de vacío 75 y la cavidad debajo de la película de vacío 75 se evacúa con el fin de consolidar los materiales de pala como es convencional en una operación de fabricación compuesta. La película de vacío 75 se sella alrededor de la periferia del molde con cinta de sellado 76. Entonces, el molde se calienta con el fin de curar los materiales de pala 70. El inserto 50 se puede calentar absorbiendo el calor del molde. De manera alternativa, o además, el inserto 50 puede tener elementos eléctricos incorporados de modo que el inserto pueda tener su propio sistema de calentamiento para curar el extremo de punta modificado de la pala.
La línea de vacío 64 que se usa para retener el inserto 50 en su posición sobre el molde 40 puede pasar entre la película de vacío 75 y la periferia del molde 40. Cuando se evacúa aire de debajo de la película de vacío 75, la película de vacío 75 mantendrá el inserto 50 contra el molde y no es necesario mantener la bomba de vacío 65 funcionando.
Se hace referencia a la Figura 18a y a la Figura 18b. Como se indicó, el inserto puede tener una forma que sea complementaria a la parte de sección transversal constante. La Figura 16a y la Figura 16b muestran esquemáticamente cómo se puede fabricar el inserto 50 de manera que tenga un ajuste preciso con la superficie de molde primaria 43 del molde 40. En este ejemplo, la superficie de molde de inserto 143 está formada a partir de plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP). Extendiéndose desde un lado inferior de la superficie de molde de inserto está una pluralidad de nervaduras 80 formadas a partir del material de núcleo. En este ejemplo, las nervaduras están formadas a partir de espuma de PET, pero se podrían usar otros materiales de núcleo estructural. En otras palabras, las nervaduras se extienden desde la superficie de molde de inserto 143 hacia la superficie de molde primaria 43. Las nervaduras 80 se fabrican de manera que no se extienden todo el tiempo hasta la superficie de molde primaria 43. En el extremo de cada nervadura 80, opuesta a la superficie de molde de inserción 143, existe una perla de adhesivo sin curar 81, por ejemplo, adhesivo epoxi o PUR. La superficie de molde primaria 43 del molde 40 se ha tratado con un agente de liberación. Como se muestra en la Figura 18a, el inserto 50 se mantiene primero por encima de la superficie de molde primaria 43 del molde 40 y luego se baja de manera que las perlas adhesivas 81 hagan contacto con la superficie de molde primaria 43 mostrada en la Figura 18b. Esto comprime y deforma las perlas adhesivas 81 a la forma de la superficie de molde primaria 43.
El inserto 50 se sujeta en el lugar correcto en el molde 40 a través de sujeciones o del uso de una plantilla. Mientras que se está sujetando el inserto 50, las perlas adhesivas 81 se curarán y, de este modo, esto proporcionará una forma de adaptación precisa entre el inserto 50 y la superficie de molde primaria 43. De este modo, la parte inferior de las perlas adhesivas 81 llega a ser la parte inferior 144 del inserto. Como la superficie de molde primaria 43 se ha tratado con un agente de liberación, una vez que se han curado las perlas adhesivas 81, el inserto se puede levantar del molde 40 listo para su uso en un proceso de fabricación de la pala. Como todos los moldes 40 pueden ser ligeramente diferentes debido a las tolerancias de fabricación, es deseable producir un inserto 50 a medida para cada molde, y el uso de las perlas adhesivas 81 proporciona una solución rápida y sencilla para crear una alineación precisa entre el molde y el inserto 50. Para proporcionar el hueco 60 que permite que el inserto 50 se sujete al molde 40 mediante vacío, simplemente se pueden marcar surcos en las perlas adhesivas 81 curadas.
La Figura 19 muestra un ejemplo más detallado de cómo se puede asegurar el inserto 50 al molde 40. El molde 40 comprende una pestaña de ataque 46 y una pestaña de borde de salida 47 como se describió anteriormente. Situadas debajo de estas pestañas existe una pestaña de proceso de borde de ataque 246 y una pestaña de proceso de borde de salida 247. Estas pestañas de proceso 246, 247 están conectadas a las pestañas de molde 46, 47 a través de las superficies laterales del molde 90 y 91. Las superficies laterales del molde se extienden en un plano sustancialmente vertical. En este ejemplo, las superficies laterales del molde están inclinadas con relación al plano vertical. La superficie inclinada 90 se forma de manera que haya un ángulo agudo entre la superficie inclinada 90 y la pestaña de proceso 246. De manera similar, la superficie inclinada 91 se forma de manera que haya un ángulo agudo entre la superficie inclinada 91 y la pestaña de proceso 247. El inserto 50 está fabricado con una tira 150 de GFRP que se extiende fuera desde la pestaña del borde de ataque de inserto 146, sobre la pestaña del borde de ataque de molde 46, la superficie inclinada 90 y la pestaña de proceso del borde de ataque 246. La tira 150 se sujeta contra la superficie inclinada 90 con una sujeción 92 que está conectada a la pestaña de proceso del borde de ataque 246.
En el lado del borde de salida, el inserto 50 está fabricado con una tira 151 de GFRP que se extiende fuera desde la pestaña del borde de salida de inserto 147, sobre la pestaña del borde de salida de molde 47, la superficie inclinada 91 y la pestaña de proceso del borde de salida 247. La tira 151 se sujeta contra la superficie inclinada 91 con una sujeción 92 que está conectada a la pestaña de proceso del borde de salida 247. Conectando el inserto 50 a las pestañas de proceso 246, 247, el inserto 50 se sujeta de manera más segura sobre el molde 40 que si solo estuviera conectado a la pestaña del molde del borde de ataque 46 y a la pestaña del molde del borde de salida 47. Esto se debe a que el inserto 50, a través de las tiras 150 y 151, se puede sujetar de manera segura en estos lugares. Además, las superficies inclinadas 90 y 91 proporcionan un ángulo de inclinación negativo y, por lo tanto, ayudan a evitar que el inserto 50 se mueva con relación al molde 40.
Se proporciona un sello de vacío (no mostrado) entre la tira 150 y la pestaña de proceso del borde de ataque 246 y entre la tira 151 y la pestaña de proceso del borde de ataque 247. También se proporcionan sellos de vacío en el extremo proximal y en el extremo distal del inserto como se describió con referencia a la Figura 16. Por lo tanto, el inserto 50 se sujeta en su lugar contra el molde por una fuerza de vacío y por las sujeciones 92.
Las tiras 150 y 151 están hechas de GFRP y típicamente tienen un espesor de solo 0,5 milímetros. De este modo, se pueden deformar elásticamente para adaptarse a los ángulos de inclinación negativos de las superficies inclinadas 90 y 91.
Por “ángulo de inclinación negativo” se entiende que las superficies 90 y 91 están inclinadas con relación a las pestañas del molde de manera que el inserto 50 no se pueda levantar directamente fuera del molde 40 en la medida que las tiras 150 y 151 chocarán con las superficies inclinadas. En su lugar, se ha de aplicar alguna fuerza a las tiras 150, 151 para deformarlas y levantar el inserto del molde.
Las sujeciones 92 también pueden tener la forma de pernos que conectan el inserto 50 con las pestañas de proceso 246, 247 del molde 40. El uso de pernos es ventajoso porque los orificios en el inserto 50 se pueden alinear con los orificios correspondientes del molde 40, de modo que el inserto 50 siempre se sitúe en la posición correcta cuando se coloca sobre la superficie de molde primaria 43.
En el ejemplo mostrado en la Figura 19, las superficies laterales del molde 90, 91 tienen ambas un ángulo de inclinación negativo. No obstante, en otro ejemplo, solamente una de las superficies laterales tiene un ángulo de inclinación negativo, y la otra superficie lateral tiene una inclinación cero o un ángulo de inclinación positivo. Esta disposición acomodará más variaciones de ajuste entre el molde 40 y el inserto 50. En un ejemplo adicional (no mostrado) puede que no haya ángulos de inclinación y que el inserto 50 se sujete principalmente al molde a través del vacío, pero también existen sujeciones (tales como pernos) para sujetar el inserto 50 en caso de un fallo del vacío. Estos pernos pueden conectar el inserto 50 a las pestañas de proceso 246, 247 del molde 40.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método de fabricación de cuerpo de pala de aerogenerador, el método que comprende los pasos de: proporcionar un molde (40) que tiene una superficie de molde (43) alargada,
colocar un inserto móvil (50) sobre la superficie de molde, en una primera posición,
formar, con el inserto en la primera posición, un primer cuerpo de pala que tiene una primera longitud (L1), colocar el inserto (50) sobre la superficie de molde, en una segunda posición, y
formar, con el inserto en la segunda posición, un segundo cuerpo de pala que tiene una segunda longitud (L2) que es diferente de la primera longitud,
caracterizado por que una diferencia, en la primera posición y en la segunda posición, de la orientación del inserto (50) alrededor de un eje longitudinal de la superficie de molde (43), es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición.
2. Un método según la reivindicación 1, en donde la superficie de molde (43) se extiende desde el extremo de raíz del molde (41) hasta el extremo de punta del molde (42), y comprende una parte que presenta una sección transversal constante, en donde los pasos para colocar el inserto (50) en la primera y segunda posiciones, comprende colocar el inserto (50) con un extremo proximal (51) del mismo que se orienta hacia el extremo de raíz del molde (41), y colocar el extremo proximal (51) dentro de la parte de sección transversal constante.
3. Un método según la reivindicación 2, en donde el extremo proximal (51) tiene una forma que es sustancialmente la misma que la forma en sección transversal de la parte de sección transversal constante.
4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una diferencia, en la primera posición y en la segunda posición, de la orientación del inserto (50) alrededor de un eje lateral de la superficie de molde (43), es linealmente dependiente de la distancia entre la primera posición y la segunda posición.
5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los pasos de colocar el inserto (50) en la primera y segunda posiciones comprende fijar el inserto (50) en una dirección lateral de la superficie de molde, por medio de una disposición de bloqueo mecánico (53) que se extiende a lo largo de al menos uno de los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde.
6. Un método según la reivindicación 5, en donde fijar el inserto (50) comprende colocar el inserto (50) para cubrir parcialmente la disposición de bloqueo, en donde se coloca un dispositivo de cubierta (55) para cubrir una parte de la disposición de bloqueo no cubierta por el inserto.
7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inserto (50) presenta un extremo de punta del inserto (142) para formar una punta del primer y segundo cuerpos de pala.
8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:
seleccionar las longitudes del primer y segundo cuerpos de pala en base a las longitudes requeridas de las respectivas palas para un primer aerogenerador y un segundo aerogenerador, y seleccionar la primera y segunda posiciones para formar el primer y segundo cuerpos de pala con las longitudes seleccionadas.
9. Un aparato de fabricación de cuerpos de pala de aerogenerador que comprende:
un molde (40), que tiene una superficie de molde (43) alargada que se extiende desde el extremo de raíz del molde (41) hasta el extremo de punta del molde (42), la superficie de molde (43) que comprende una parte que presenta una sección transversal constante,
y un inserto móvil (50), el aparato que está dispuesto para permitir que el inserto se coloque sobre la superficie de molde, en una pluralidad de posiciones a lo largo de la dirección longitudinal de la superficie de molde, para formar cuerpos de pala que tengan longitudes respectivas que son dependientes de la posición del inserto a lo largo de la dirección longitudinal de la superficie de molde,
caracterizado por que,
en la parte de sección transversal constante, una torsión de la superficie de molde cambia linealmente en la dirección longitudinal de la superficie de molde.
10. Un aparato según la reivindicación 9, en donde el inserto (50) comprende un extremo proximal (51) dispuesto para orientarse hacia el extremo de raíz del molde (41) y un extremo distal (52) dispuesto para orientarse lejos del extremo de raíz del molde, el extremo proximal que tiene una forma que es sustancialmente la misma que la forma en sección transversal de la parte de sección transversal constante.
11. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 9-10, en donde al menos una parte de la superficie de molde (43) está curvada en la dirección longitudinal para proporcionar una curva longitudinal en los cuerpos de pala, la curvatura de la superficie de molde que es constante en la parte de sección transversal constante.
12. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en donde el molde (40) presenta, en la parte de sección transversal constante, una disposición de bloqueo mecánico a lo largo de al menos uno de los bordes longitudinales opuestos de la superficie de molde, para fijar el inserto (50) en una dirección lateral de la superficie de molde.
13. Un aparato según la reivindicación 12, en donde el inserto (50) está dispuesto para cubrir parcialmente la disposición de bloqueo, el aparato que comprende además un dispositivo de cubierta (55) dispuesto para cubrir una parte de la disposición de bloqueo no cubierta por el inserto.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3922429A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-15 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Mold adapted for producing at least a part of a wind turbine blade
JP7279102B2 (ja) * 2021-03-25 2023-05-22 三菱重工業株式会社 繊維強化複合材成形方法および繊維強化複合材成形装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9140235B2 (en) * 2012-08-22 2015-09-22 General Electric Company Variable length blade tip molds, tip assemblies and methods for manufacturing the same
DE102012223703A1 (de) * 2012-12-19 2014-06-26 Sgl Carbon Se Variable Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage
DE102012223810A1 (de) * 2012-12-19 2014-06-26 Sgl Carbon Se Variable Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage
CN103350467A (zh) 2013-06-19 2013-10-16 广东明阳风电产业集团有限公司 一种能制造多种风机叶片模具及其制作方法
DE202014000999U1 (de) 2014-01-31 2014-04-09 Windnovation Engineering Solutions Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblattschalen
US11472067B2 (en) 2015-11-25 2022-10-18 Vestas Wind Systems A/S Method and apparatus for manufacturing a wind turbine blade body

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