NO333535B1 - Overgangssone i vindturbinblader. - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår et vindturbinblad og et overgangsskall for fremstilling av skallet for et vindturbinblad, idet bladet eller overgangsskallet er fremstilt av fiberforsterket polymer med en første type fibere (1, 3, 6) av en første stivhet og en første bruddforlengelse, og en andre fibertype (2, 5, 7) av en annen stivhet og en annen bruddforlengelse. Ifølge oppfinnelsen blir de to fibertypene fordelt i polymermatrisen. Sett i snitt vinkelrett på bladets langsgående retning eller overgangsskallet, varierer det kvantitative forhold mellom de to fibertypene kontinuerlig i bladets eller overgangsskallets langsgående retning.

Description

Oppfinnelsen angår et turbinblad ifølge innledningen til krav 1 og et prefabrikkert overgangslaminat ifølge innledningen til krav 13.

Vindturbinblader typisk fremstilt ved hjelp av to bladskallhalvdeler av fiberforsterket polymer. Under montering blir de to halvdelene limt sammen langs kantene og via to avstivere som tidligere har blitt limt til innerflaten av en av bladskallhalvdelene. Den andre bladskallhalvdel blir så anordnet på toppen av avstiverne og limt dertil langs kantene.

Bladskallhalvdelene er som sådan typisk fremstilt ved vakuuminfusjon hvor jevnt fordelte fibere, glassfiberbunter, som er fiberbunter, bånd av glassfiberbunter eller matter som kan være filtmatter eller enkeltfibere, eller vevede matter av fibere, blir lagt i en støpformdel og dekket av en vakuumpose. Ved å fremstille vakuum (typisk 80-90%) i hulrommet mellom innerflaten av formdelen og vakuumposen, blir resin suget inn i og fyller hulrommet med fibermaterialet. For å oppnå optimal fordeling av resinet, blir såkalt fordelingslag og fordelingskanaler ofte brukt mellom vakuumposen og fibermaterialet.

Det brukte polymer er typisk polyester eller epoksy og fiberforsterkningen er vanligvis basert på glassfiber. Det er imidlertid også kjent å bruke karbonfibere som er stivere enn glassfibere, men som har mindre bruddforlengelse enn glassfiber. Karbonfibrene kan tilsettes for å oppnå en høyere grad av stivhet og/eller mindre vekt. Det er således mulig å la en del av fiberforsterkningen være karbonfibere for å minske vekten av bladet uten at bladet mister for mye stivhet. Karbonfibere har imidlertid ulempen med at de er vesentlig mye dyrere enn glassfibere, noe som er en grunn til hvorfor vindturbinblader av karbonfiberforsterket polymer ikke brukes i større utstrekning. Andre typer forsterkningsfibere, f.eks. aramidfibere (Kevlar) og andre typer plastfibere, naturfibere, f.eks. hampfibere og linfibere kan også brukes for fremstilling av vindturbinblader.

Fra WO 98/53200 og WO 00/79128, er det kjent å forsyne et vindturbinbladskall av glassfiberforsterkede polymer med et karbonfiberlag, hvis elektrisk ledende egenskaper kan brukes for å varme opp bladet for avisning. Karbonfiberlaget kan bakes inn i fiberglasslaminatet.

Fra WO 00/14405, er det kjent å forsterke et vindturbinblad av glassfiberpolymer med langsgående bånd av karbonfiberforsterket polymer. Den samme publikasjonen beskriver såkalte hybridkomposittmaterialer hvor en blanding av glassfibere og karbonfibere har blitt brukt som fiberforsterkning.

US 6 287 122 beskriver fremstillingen av langstrakte komposittprodukter hvor en variasjon i produktets stivhet langs lengden oppnås ved å endre fiberinnholdet eller vinklingen av flettede fibere.

US 5 520 532 beskriver en støpedel av fiberforsterket polymer av varierende stivhet, idet stivheten oppnås ved å variere antall fibermattelag.

US 4 077 740 beskriver et helikopterrotorblad av fiberkomposittmateriale, idet bladets stivhet varierer i den langsgående retning. Dette trekk oppnås ved å variere fiberinnretningen, for å oppnå en forbedret vibrasjonsdempning.

Et vindturbinblads stivhet avhenger naturligvis av skalltykkelsen, tverrsnittsgeometrien og materialet. Tverrsnittsdimensj onene av vindturbinbladet og skalltykkelsen varierer i bladets langsgående retning. Naturligvis befinner de største tverrsnitt seg ved bladroten hvor bladets tverrsnitt ofte er regulært. Langsetter bladet antar det en mer flat form som vesentlig tilsvarer en ellipse.

Som nevnt ovenfor er det kjent å kombinere fibertyper i laminatet for å oppnå ønskede egenskaper eller kompromisser mellom de forskjellige fibertypenes egenskaper når det gjelder vekt, stivhet og bruddforlengelse. Konstruksjonen av et blad med varierende materialegenskaper i bladets langsgående retning, kan imidlertid også være ønskelig. Karbonfibere er fordelaktige på grunn av deres stivhet og lav tetthet, men på den annen side er de kostbare sammenlignet med glassfibere. Følgelig kan det være ønskelig å bruke karbonfiberforsterkning hvor bruken av dette er mer fordelaktig. Det kan således være fordelaktig å forsterke den ytterste delen av bladet med karbonfibere og den innerste del av bladet med glassfibere for å redusere vekten i den ytterste del og derved minimere dødlastmomentet. Mindre materialer og/eller mindre tverrsnitt er således nødvendig i den innerste del av bladet og belastningen på turbinnavet blir redusert. Den ytterste del av bladet kan videre være forsynt med økt stivhet, hvorved risikoen for at bladet bøyes så mye at bladspissen slår mot turbintårnet, blir redusert. Problemet med høy dødlast og utilstrekkelig stivhet har økt i de senere år etter hvert som lengden av vindturbinbladene har økt kontinuerlig. Denne tendensen ser ut til å fortsette i fremtiden.

For å minske størrelsen av monterte flenser og lignende, kan det være behov for et mindre tverrsnitt ved bladroten. Den totale vekten av bladet kan reduseres betydelig ved å bruke karbonfibere som forsterkningsmaterialet i den innerste del av bladet, dvs. for bladroten.

Andre fibertyper, f.eks. cellulosebaserte fibere, f.eks. hamp eller lin, er potensielle materialer for forsterkning av vindturbinblader.

Det kan også være andre årsaker for å bruke forskjellige typer forsterkningsfibere i de forskjellige delene av vindturbinbladene. Hvis to soner av et vindturbinblad, som befinner seg ved siden av hverandre i langsgående retning, blir forsterket med forskjellige fibertyper og med forskjellig stivhet og bruddforlengelse, kan dette medføre at bladet får en brå endring i stivheten. Ved tyngre dynamiske eller statiske belastninger, foregår det meste av belastningen i de ytterste deler av de stiveste fibrene, noe som fører til en stor risiko for at disse fibrene og således bladet blir ødelagt. Med andre ord vil en avbøyning av bladet forårsake en stor belastningskonsentrasjon ved grenseflaten mellom de to soner i sonen med de stiveste fibrene. Problemet er især alvorlig ved dynamiske belastninger som vindturbinbladene utsettes for.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et vindturbinblad med fiberforsterket polymer med en første fibertype av en første stivhet og første bruddforlengelse og en andre fibertype av en annen stivhet og annen bruddforlengelse, hvor hvert område av bladet kan optimeres når det gjelder styrke, dødlast og stivhet uten å påføres ulemper som f.eks. en brå endring i stivheten.

Ifølge oppfinnelsen oppnås formålet ved at to typer fibere blir fordelt i polymermatrisen og at det kvantitative forhold mellom de to typer fibere varierer kontinuerlig i bladets langsgående retning. I denne sammenheng er uttrykket "kontinuerlig" å forstå i en bred betydning og dekker således også "gradvis" og "jevn".

Som resultat oppnås en jevn overgang mellom de to områdene av et vindturbinblad, idet områdene har to forskjellige stivhetsgrader på grunn av det forskjellige kvantitative forhold mellom de to fibertyper.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen kan den første fibertype være glassfiber og den andre type være karbonfibere, hvorved vindturbinbladet er utformet slik at mengden av karbonfibere øker mot bladets spiss. Vekten blir således redusert i den ytterste del, hvorved dødlastmomentet minimeres. Mindre materialer og/eller mindre tverrsnitt blir således nødvendig ved den innerste delen av bladet og lasten mot turbinnavet reduseres.

Ved en bestemt stivhetsgrad kan dødlasten reduseres ved å bruke karbonfibere i den ytre endedel, hvorved de dynamiske lastene på bladskallet og bladroten også kan reduseres, idet delene er spesielt følsomme mot dynamiske laster. Ved en bestemt stivhetsgrad kan dødlasten reduseres ved å bruke karbonfibere i den ytterste endedel hvorved de dynamiske lastene på bladskallet og bladroten også kan reduseres, idet delene er især følsomme mot dynamiske laster.

Ved å endre karbonfiberinnholdet i den ytre endedel eller lengden derav, kan stivheten samt naturlige frekvenser varieres. Stivheten og de naturlige frekvenser kan således optimeres til de spesifikke forholdene.

En relativt stiv ytre endedel og en relativt stiv innerendedel fører til en fordelaktig avbøyningsform når det gjelder aerodynamisk dempning, idet dempningene er avhengige av den integrerte avbøyning langs bladet under en vibrasjon. En økt aerodynamisk dempning er fordelaktig ved at den aerodynamiske lasten således blir redusert.

Sammenlignet med et blad som bare er fremstilt av glassfiberforsterket polymer, eller et blad bare fremstilt av karbonfiberforsterket polymer, vil et blad ifølge oppfinnelsen oppnå et optimalt stivhets/kostnads-forhold.

Enden av vindturbinbladet med bladroten kan også være forsynt med en relativt stor mengde karbonfibere med en høyere stivhet enn glassfibere, hvorved bladets tverrsnitt ved bladroten og følgelig også størrelsen av monteringsflensen og lignende, kan bli redusert. Ifølge en utførelse kan det kvantitative forhold øke eller minske kontinuerlig fra et første nivå til et andre nivå.

Ifølge en foretrukket utførelse varierer det kvantitative forhold bare i en overgangssone i en lengde som er kortere enn bladets lengde. Det kvantitative forhold kan således varieres bare innenfor et begrenset område, noe som kan være fordelaktig ut fra produksjonshensyn.

Ifølge en foretrukket utførelse er overgangssonen forsynt med en første og en andre sone av et vesentlig ensartet kvantitativt forhold. Overgangssonen kan f.eks. ha en lengde som varierer mellom 0,5 og 1 meter. En lengde på opptil 10 meter eller over er imidlertid også å foretrekke. Den første sone, som kan omfatte bladroten, kan også inneholde mest glassfibere og den andre sone som kan omfatte bladspissen, kan mest inneholde karbonfibere, hvorved overgangssonen blir tilveiebrakt i en posisjon midt i bladet.

Ifølge en alternativ utførelse kan bladet deles i overgangssonen med bladroten og en annen sone omfattende resten av bladet. Karbonfibermengden kan således øke gradvis fra bladroten til posisjonen hvor den andre sonen begynner, hvorved karbonfiberinnholdet holder seg vesentlig konstant.

Ifølge en alternativ utførelse kan bladet være delt i en overgangssone med bladspissen og en annen sone omfattende resten av bladet.

Lengden av sonen med bladspissen kan utgjøre 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 % eller 90 % av bladets hele lengde.

Ifølge en utførelse kan fibere eller fiberbunter av den første type av forskjellig lengde, strekke seg fra den første ende av overgangssonen og fibere eller fiberbunter av den andre type strekke seg fra den motstående ende av overgangssonen, hvorved det kan oppnås en særlig jevn overgang i stivhet.

Ifølge en annen utførelse kan overgangssonen være dannet av et laminat av flere fiberlag hvor hvert fiberlag har en grenseflate ved en posisjon i den langsgående retning, idet fiberlaget omfatter karbonfibere på den ene side av grenseflaten og glassfibere på den andre side av grenseflaten, idet grenseflatene av hvert fiberlag er forskjøvet i forhold til hverandre i den langsgående retning av bladet. Som resultat oppnås en gradvis variasjon i stivheten i overgangssonen på en særlig enkel måte.

Ifølge en alternativ utførelse kan grenseflatene være taggete i et snitt parallelt med fiberlagene. En enda jevnere overgang i stivhet oppnås således i overgangssonen.

Ifølge en utførelse kan spissene av de taggete grenseflatene være forskjøvet i forhold til hverandre i bladets tverrgående retning. Som resultat oppnås en ekstra jevn variasjon i stivhet i overgangssonen.

Ifølge oppfinnelsen kan to typer fibere fordeles i avstivende bånd som strekker seg i bladets langsgående retning, idet de gjenværende deler av bladets tverrsnitt har et vesentlig konstant innhold av fibere av den første type og/eller av den andre type. De lastbærende deler av bladet blir ofte fremstilt med slike forsterkningsbånd og oppfinnelsen egner seg naturligvis for slike deler.

Oppfinnelsen har også et prefabrikkert overgangsskall for fremstilling av skallet for et vindturbinblad, idet overgangsskallet er fremstilt av fiberforsterket polymer, herunder en første fibertype med en første stivhet og en første bruddforlengelse og en andre fibertype av en annen stivhet og en annen bruddforlengelse, og hvor det kvantitative forhold mellom de to fibere varierer i bladets langsgående retning sett i snitt vinkelrett på bladets langsgående retning, idet de to fibertypene blir fordelt i polymermatrisen og det kvantitative forhold varierer kontinuerlig i den langsgående retning av overgangsskallet. Et slikt prefabrikkert overgangsskall gjør produksjonen av vindturbinbladene raskere og enklere ettersom overgangsskallet ikke behøver å være fremstilt under produksjonen av vindturbinbladet som sådan.

Det prefabrikkerte overgangsskallet kan være utformet som et bånd for forsterkning av områdene av bladskallet som utgjør trykk- og sugesidene av bladet og som er anbrakt lengst fra hverandre fra midten av tverrsnittet.

Hvis en eksisterende vindturbin skal forsynes med lengre blader, kan dette oppnås ved å erstatte den ytterste delen av bladet med en overgangssone som omfatter en eller flere overgangsskall og en karbonfiberspiss. Vekten av bladet blir bare økt litt eller ingenting, sammenlignet med de opprinnelige bladene som helt er fremstilt av glassfiberforsterket polymer. Eventuelt kan helt nye blader fremstilles for en eksisterende vindturbin eller den ytterste delen av bladene kan bli kuttet av og erstattet av en karbonfiberspiss med eller uten overgangssoner.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til eksempler på utførelser og vedføyde tegninger, hvor: Figur 1 viser en vindturbin med tre blader, figur 2 viser et vindturbinblad, figur 3 viser en kontinuerlig variasjon av det kvantitative forhold mellom to forskjellige fibertyper ifølge en første utførelse av oppfinnelsen, figur 4 viser en kontinuerlig variasjon av det kvantitative forhold mellom to forskjellige fibertyper ifølge en andre utførelse av oppfinnelsen, figur 5 viser en kontinuerlig variasjon av det kvantitative forhold mellom to forskjellige fibertyper ifølge en tredje utførelse av oppfinnelsen, og figur 6 viser skjemaer om hvordan det kvantitative forhold mellom to forskjellige fibertyper kan varieres i bladets langsgående retning. Figur 1 viser en moderne vindturbin med et tårn 12 med et nav 13 og tre vindturbinblader 14 som strekker seg ut fra navet. Figur 2 viser et vindturbinblad med en første sone 17 og med bladspiss, idet sonen er vesentlig forsterket av karbonfibere. Bladet omfatter videre en andre sone 15 som er forsterket vesentlig av glassfibere. Den første sone 17 strekker seg inn i den andre sone 15 via en overgangssone 16 eller overgangsområde, hvor en type fibere blir gradvis erstattet av den andre fibertype.

Den første utførelse av oppfinnelsen vist på figur 3, er et snitt av et vindturbinbladskall i et overgangsområde hvor det kvantitative forhold mellom to typer fibere med forskjellige egenskaper endres gradvis. Den første fibertype 1, f.eks. karbonfibere, strekker seg fra den venstre side av snittet i form av bunter eller enkeltfibere med forskjellig lengde. Den andre fibertype 2, f.eks. glassfibere, er ikke synlig på figur 3, men kompletterer karbonfibrene. Overgangen mellom de to fibertypene er således diffus, slik at det oppnås en jevn overgang fra den del av bladet som forsterkes vesentlig av karbonfibere, til den del av bladet som vesentlig er forsterket av glassfibere 2. Ettersom glassfibrene tåler en større avbøyning enn karbonfibrene, vil avbøyningen av bladet forårsake en høy konsentrasjon av belastning i deler av karbonfibrene som grenser opp mot grenselaget mellom de to fibertypene. Dette unngås i utførelsen vist på figur 3. Figur 4 viser en andre utførelse hvor fibermattene av ikke-vevde fibere eller strikkede fiberbunter har blitt slått inn i og som er forsynt med tagger i en av endene. To matter, basert på forskjellige typer fibere i samme fiberlag har likeledes formet tagger og blandes således med hverandre. Taggene i to stablede fiberlag kan være forskjøvet i forhold til hverandre, som vist på figur 4, hvorved en jevn overgang oppnås fra stivheten i området vist på venstre side til stivheten i området vist på høyre side. Figur 4 viser skjematisk to stablede karbonfiberlag, 3, 4. To tilsvarende glassfiberlag er tilveiebrakt i området 5. Som også vist på figur 4 er spissene 12 til taggene 11 av de to karbonfiberlag 3, 4 forskjøvet i tverretningen for å sikre en jevn overgang av stivheten. En overgangssone mellom området med karbonfibere og området med glassfibere blir således bestemt av taggenes lengde. Følgelig kan overgangssonen variere ifølge behovet ved enten å forkorte eller forlenge taggenes lengde. Figur 5 viser en særlig enkel utførelse av overgangssonen mellom en første sone og en andre sone. Figur 5 viser skjematisk fire stablede fiberlag hvor fiberlagene 6 er f.eks. dannet av karbonfibere og fiberlagene 7 er dannet av glassfibere. Glassfiberlag har en grenseflate 10 hvor karbonfibrene er erstattet av glassfibere, idet en overgangssone av en viss lengde oppnås, siden hver grenseflate 10 er forskjøvet i forhold til de andre flatene. Lengden av overgangssonen kan naturligvis varieres ifølge behovet ved å forskyve grenseflatene mer eller mindre i forhold til hverandre og/eller ved å bruke flere fiberlag. Figur 6 er et riss av det kvantitative forhold mellom en type fibere og en andre type fibere i bladets langsgående retning. En første overgangssone I og en andre overgangssone III inneholder begge et konstant kvantitativt forhold mellom første type fibere 8 og den andre type fibere 9. En overgangssone II er tilveiebrakt mellom de to sonene, idet forholdet til den andre type fibere 9 i nevnte sone stadig øker fra nivået i den første sone I til nivået i den andre sone III. Figur 6a viser således en utførelse hvor den første sone I bare er dannet av fibere av den første type 8 og den andre sone III bare er dannet av fibere av den andre type 9. Figur 6b viser en utførelse hvor den første sone I bare er dannet av fibere av den første type 8 og den andre sone III omfatter en konstant mindre mengde av den første type fibere 9 og en konstant største mengde av den andre type fibere 9. Figur 6c viser en utførelse hvor den første sone II omfatter en konstant største mengde av den første type fibere 8 og en konstant mindre mengde av den andre type fibere 9 og hvor den andre sone III bare er dannet av den andre type fibere 9. Figur 6d viser en utførelse hvor den første sone I omfatter en konstant, største mengde av den første type fibere 9 og hvor den andre sone III omfatter en konstant mindre mengde av den første type fibere 8 og en konstant større mengde av den andre type fibere 9.

Figur 6a viser skjematisk en foretrukket utførelse av et vindturbinblad hvor den første sone I er den ytre endedel av bladet med bladspissen og hvor den andre sone III er den indre endedel av bladet med bladroten. Delen av bladet som omfatter bladspissen kan således bare være dannet av karbonfibere og delen av bladet som omfatter bladroten kan bare være dannet av glassfibere. Følgelig kan en posisjon mellom de to ender av bladet være en overgangssone II hvor karbonfibrene og glassfibrene gradvis erstatter hverandre. Denne overgangssone II kan ha en begrenset lengde på f.eks. 0,5-1 meter. Bladet kan imidlertid også være dannet ifølge de kvantitative forhold vist på figur 6b-6d. Bladet kan også bare omfatte to soner, dvs. enten den første sone I og overgangssonen II eller overgangssonen III og den andre sone III. Endelig kan bladet bare omfatte overgangssonen II, slik at mengden av en type fibere f.eks. gradvis øker i bladets hele lengde.

En overgangssone kan være tilveiebrakt i bladet under fiberleggingen som sådan i støpte deler. Det er imidlertid også mulig å bruke prefabrikkerte overgangslaminater fremstilt ifølge prinsippene vist på figurene 3, 4 og 5. Slike prefabrikkerte overgangslaminater er fordelaktig av produksjonsårsaker ved at tiden for å legge fibrene vesentlig blir lik produksjonen av konvensjonelle vindturbinblader hvor det samme materialet brukes i hele bladets langsgående retning.

Prøver har vist at de ytterste delene av fibertypene som har høyest stivhet i overgangssonen, kan bryte ved bøyningen i overgangssonen, men dette er ikke bare en uønsket effekt ettersom det bidrar til ytterligere utjevning av stivhetsovergangen. Hyppigheten av brutte fibere kan således være høy, men ikke kritisk ettersom de omgis av mer elastiske fibere. Imidlertid vil de brutte fibrene bidra til å minske bøyningen og således brytningen av andre fibere. Den gradvise og jevne overgangen mellom egenskapene til komposittmaterialet basert på de forskjellige typer fibere, oppnås således ved hjelp av to faktorer. Den første faktor er fordelingen av stive og elastiske fibere for å oppnå en jevn overgang fra det stive til det elastiske området. Den andre faktor er den ikke-kritiske brytning som ytterligere jevner ut overgangen.

En annen ikke vist utførelse av vindturbinbladet ifølge oppfinnelsen kan oppnås ved hjelp av en såkalt besprutningsprosess. I denne fremgangsmåte brukes en sprøytepistol for polymermaterialet og en blanding av kappede fibere av to typer blir ført inn i en resinstrøm og besprutet inn i formen. Ved å variere blandingsforholdet under besprutningsprosessen, kan den tiltenkte overgangssone oppnås.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til ovennevnte utførelser. I tillegg til glass- og karbonfibere, kan andre fibertyper brukes for fremstillingen av et vindturbinblad ifølge oppfinnelsen. Eksempler på mulige fibere, omfatter hamp eller andre cellulosefibere, f.eks. aramidfibere og andre plastfibere.

Følgelig er det oppnådd et vindturbinblad, hvor den ene ende med bladroten primært er fremstilt av glassfiberforsterket polymer og hvor en midtre del av bladet er fremstilt av karbonfiberforsterket polymer, mens bladspissen er fremstilt av aramidfiberforsterket polymer, idet tettheten av aramidfibrene er mindre enn for karbonfibrene. Overgangssonen kan således være tilveiebrakt mellom en glassfiberforsterket del og den karbonfiberforsterkede del og mellom den karbonfiberforsterkede del og den aramidfiberforsterkede del.

I tillegg til bladskallet som sådan kan forsterkningsbj eikene og andre innvendige forsterkningselementer i vindturbinbladet være fremstilt av polymerere som er forsterket av forskjellige typer fibere, idet det kvantitative forhold av en type i forhold til den andre type varierer kontinuerlig i bladets langsgående retning.

Fordelene i forhold til oppfinnelsen oppnås spesielt i forbindelse med lastbærende deler. De lastbærende deler omfatter blant annet hovedlaminater i form av langsgående fiberforsterkede polymerbånd som strekker seg i sugeområdene og trykksidene av bladskallet lengst bort fra midten av bladets tverrsnitt. Laminatene som forsterker bladet i kantretningen ved bladets fremre og bakre kanter kan også fortrinnsvis ha et kontinuerlig varierende, kvantitativt forhold mellom de to typer fibere.

For beskyttelse mot tordenvær, kan det være fordelaktig å gjøre den ytterste del av bladspissen helt av glassfiber for å sikre at lynet slår ned i en spesielt bygget lynmottaker og ikke det elektrisk ledende karbonfibermaterialet.

Glassfibrenes bruddforlengelse er typisk omtrent 4,8 %, mens det typisk varierer mellom 0,3 % og 1,4 % for karbonfibere. Young's glassfibermodul er omtrent 73.000 MPa, mens karbonfibermodulen (gjennomsnittlig modul) typisk er omtrent 245.000 MPa. Karbonfibere er typisk 3-4 ganger stivere enn glassfibere. Glassets tetthet er omtrent 2,54 g/cm<3>, mens karbontettheten er omtrent 1,75 g/cm<3>.

Claims (15)

1. Vindturbinblad av fiberforsterket polymer omfattende en første type fibere (1, 3, 6) av en første stivhet og en første bruddforlengelse og en andre type fibere (2, 5, 7) av en annen stivhet og annen bruddforlengelse,karakterisert vedat de to fibertypene er fordelt i polymermatrisen og at det kvantitative forhold mellom de to fibertypene varierer kontinuerlig i bladets langsgående retning, sett i snitt vinkelrett på bladets langsgående retning.

2. Vindturbinblad ifølge krav 1,karakterisert vedat den første fibertype er glassfiber (1) og den andre fibertype er karbonfibere (2).

3. Vindturbinblad ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det kvantitative forholdet øker eller avtar kontinuerlig fra et første nivå til et andre nivå.

4. Vindturbinblad ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert vedat det kvantitative forhold varierer kontinuerlig i en overgangssone i en lengde som er mindre enn bladets lengde.

5. Vindturbinblad ifølge krav 4,karakterisert vedat overgangssonen er tilveiebrakt mellom en første sone (I) og en andre sone (III), idet sonen har et vesentlig ensartet kvantitativt forhold mellom de to fibertyper.

6. Vindturbinblad ifølge krav 5,karakterisert vedat lengden av overgangssonen (II) er mellom 0,5 og 1 meter.

7. Vindturbinblad ifølge krav 4,karakterisert vedat bladet er delt i overgangssonen (II) med bladroten og en annen sone som omfatter resten av bladet.

8. Vindturbinblad ifølge krav 4,karakterisert vedat bladet er delt i overgangssonen (II) med bladspissen og en annen sone som omfatter resten av bladet.

9. Vindturbinblad ifølge ett av kravene 4-8,karakterisert vedat fibrene eller fiberbuntene av den første type (1) med forskjellige lengder strekker seg fra en første ende av overgangssonen (II) og fibere eller fiberbunter av den andre type (2) strekker seg fra den motstående ende av overgangssonen (II).

10. Vindturbinblad ifølge krav 4,karakterisert vedat overgangssonen (II) er dannet av et laminat av flere fiberlag (6, 7), hvor hvert fiberlag har en grenseflate (10) ved en posisjon i den langsgående retning, idet fiberlaget omfatter fibere av den første type (6) på den ene side av grenseflaten og fibere av den andre type (7) på den annen side av grenseflaten, idet grenseflatene (10) av hvert fiberlag er forskjøvet i forhold til de andre lagene i bladets langsgående retning.

11. Vindturbinblad ifølge krav 10,karakterisert vedat grenseflatene (11) er tagget sett i snitt, parallelt med fiberlagene (3,4, 5).

12. Vindturbinblad ifølge krav 11,karakterisert vedat spissene (12) av de taggete grenseflater (11) er forskjøvet i forhold til hverandre i bladets tverretning.

13. Vindturbinblad ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat de to fibertyper (1, 2, 3, 5, 6, 7) er fordelt i forsterkningsbånd som strekker seg i bladets langsgående retning, idet de gjenværende deler av bladets tverrsnitt har et konstant innhold av fibere av den første type (1,3, 6) og/eller av den andre type (2, 5, 7).

14. Prefabrikkert overgangsskall for fremstilling av skallet for et vindturbinblad, idet overgangsskallet er fremstilt av fiberforsterket polymer som omfatter en første fibertype (1, 3, 6) av en første stivhet og en første bruddforlengelse og en andre type fibere (2, 5, 7) av en annen stivhet og en annen bruddforlengelse,karakterisert vedat de to fibertyper er fordelt i polymermatrisen og hvor det kvantitative forhold varierer kontinuerlig i den langsgående retning av overgangsskallet, sett i snitt vinkelrett på bladets langsgående retning.

15. Prefabrikkert overgangsskall ifølge krav 14,karakterisert vedat det er formet som et bånd for forsterkning av bladskallets områder som utgjør trykk- og sugesiden av bladet og som befinner seg i størst avstand fra midten av bladets tverrsnitt.