Una pala de aerogenerador multi-panel con uniones mejoradas en el borde de salida,

de perfil aerodinámico con un borde de ataque (3), un borde de salida (5) y lados de presión y de succión (7, 9) entre el borde de ataque (3) y el borde de salida (5), en la que la sección transversal de los bordes de los paneles prefabricados (31, 41) dispuestos en el lado de presión y succión tiene una geometría variable en la zona del borde de salida (5) a lo largo de la pala, con al menos una primera sección (21) de la pala incluyendo su punta, en la que la configuración de los bordes de dichos paneles (31, 41) incluye unas superficies aplanadas cooperantes (33, 43; 34, 44; 35, 45) para facilitar su unión adhesivada a lo largo del borde de salida (5). Esa geometría variable incluye la posibilidad de utilizar un tercer panel (51) en una sección de la pala próxima a su raíz

Una pala de aerogenerador multi-panel con uniones mejoradas en el borde de salida.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a palas de aerogeneradores y más en particular a palas multi-panel con uniones adhesivas en el borde de salida.

Antecedentes

Los aerogeneradores incluyen un rotor que soporta una o varias palas que se extienden radialmente para capturar la energía cinética del viento y causan un movimiento rotatorio de un tren de potencia acoplado a un generador eléctrico para producir energía eléctrica.

La cantidad de energía producida por los aerogeneradores depende de la superficie de barrido del rotor de palas que recibe la acción del viento y, consecuentemente, el incremento de la longitud de las palas implica normalmente un incremento de la producción de energía del aerogenerador.

Para facilitar la fabricación de las palas de aerogeneradores se ha propuesto la división de la pala en varios paneles que pueden fabricarse individualmente de manera optimizada y ensamblarse posteriormente para formar la pala. Algunos ejemplos de las propuestas conocidas son los siguientes.

EP 1 184 566 A1 describe una pala de aerogenerador que está formada ensamblando una, dos o más secciones longitudinales, cada una de las cuales comprende un elemento central formado por un tubo longitudinal de fibra de carbono sobre el que están montadas una serie de costillas transversales de fibra de carbono o fibra de vidrio unidas a dicha zona central y una cubierta de fibra de carbono o fibra de vidrio unida a dichas costillas.

WO 01/46582 A2 describe una pala de aerogenerador que tiene una pluralidad de elementos divididos unidos a un viga cajón transmisora de la carga y separados por juntas elásticas que permiten a dichos elementos divididos movimientos entre ellos de cara a minimizar los esfuerzos de tracción en la región de la pala en la que están situados dichos elementos divididos.

La actual tendencia en la industria de aerogeneradores a palas de rotor más grandes demanda nuevos diseños de palas aptos para cumplir por un lado por los condicionantes de transporte y de calidad planteados por palas de gran tamaño y, por otro, por los condicionantes planteados por los procesos de fabricación de cara a alcanzar el máximo grado de automatización.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que permite mejorar el control de la geometría del borde de salida de la pala.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que permite mejorar la unión de los paneles en el borde de salida.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que contribuya al aumento de la robustez de las uniones de los paneles en el borde de salida.

Esos y otros objetos de la presente invención se consiguen proporcionando una pala de aerogenerador de perfil aerodinámico con un borde de ataque, un borde de salida y lados de presión y de succión entre el borde de ataque y el borde de salida, cuya parte posterior comprende al menos un primer panel prefabricado en el lado de presión y un segundo panel prefabricado en el lado de succión en los que la configuración de los bordes de dichos primer y segundo paneles incluye unas superficies aplanadas cooperantes para facilitar su unión adhesivada a lo largo del borde de salida.

En una realización preferente de la presente, invención, el borde de uno de los dos paneles tiene la configuración del borde de salida de la pala y su superficie aplanada está situada en un rebaje retranqueado y en el otro panel dicha superficie aplanada está situada en el borde. En otra realización, dichas superficies aplanadas cooperantes están situadas en los bordes del primer y segundo panel, teniendo uno de ellos un espesor considerablemente mayor que el otro. Esas configuraciones son apropiadas para la sección final de la pala (aunque pueden extenderse a la totalidad de la pala, particularmente en palas de pequeña longitud) y permiten mejorar el control de la geometría del borde de salida de la pala.

En una realización preferente de la presente invención, dichas superficies aplanadas cooperantes están situadas en los bordes del primer y segundo panel de manera que el borde de salida queda configurado por su unión, pudiendo ser ambos bordes de similar espesor ó siendo el espesor de uno de ellos considerablemente mayor que el del otro. Esas configuraciones son apropiadas para una sección intermedia de la pala ó próxima a su raíz y permiten mejorar el control de la geometría del borde de salida de la pala.

En una realización preferente de la presente invención, en una sección de la pala próxima a la raíz, la parte posterior de la pala también comprende un tercer panel prefabricado que se une a los bordes de dichos primer y segundo paneles en el borde de salida lo que permite mejorar el control de la geometría del borde de salida de la pala, especialmente en palas de gran longitud. Un resultado similar se obtiene dotando al primer o segundo panel (o a los dos) con extensiones en forma de solapa.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada en relación con las figuras que se acompañan.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática en sección transversal de una pala típica de un aerogenerador.

Las Figuras 2a y 2b son unas vistas esquemáticas en sección transversal de los paneles prefabricados utilizados para conformar dos palas multi-panel.

La Figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de una pala de aerogenerador según una realización preferente de la presente invención.

La Figura 4 es una vista esquemática en planta de una pala según la presente invención mostrando las distintas zonas y secciones con diferente configuración en el borde de salida.

Las Figuras 5a, 5b, 5c y 5d son vistas parciales en sección transversal de la pala de la Figura 3 por el plano C-C mostrando cuatro posibles variantes de realización de la invención.

Las Figuras 6a, 6b y 6c son vistas parciales en sección transversal de la pala de la Figura 3 por el plano B-B mostrando tres posibles variantes de realización de la invención.

La Figura 7 es una vista parcial en sección transversal de la pala de la Figura 3 por el plano A-A mostrando una posible variante de realización de la invención!

Las Figuras 8a, 8b, 8c y 8d son vistas parciales en sección transversal de la pala de la Figura 3 por el plano A-A mostrando cuatro posibles variantes de realización de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La Figura 1 muestra el perfil aerodinámico típico de una pala de aerogenerador con un borde de ataque 3, un borde de salida 5 y lados de presión y succión 7, 9 entre el borde de ataque 3 y el borde de salida 5 y las Figuras 2a y 2b muestran dos posibles configuraciones multi-panel.

En el caso de la Figura 2a los componentes de la pala son dos largueros 11, una concha frontal 12 y dos conchas posteriores 15 y 17 y en el caso de la Figura 2b los componentes de la pala son dos largueros 11 y dos conchas 15, 17.

Como es bien conocido en la técnica, una pala multi-panel tiene varias ventajas:

- Permite el uso de diferentes materiales y/o procesos de fabricación y/o configuraciones estructurales para cada parte de la pala de acuerdo con sus requerimientos, lo que implica una optimización del coste de la pala.

- Facilita el control de calidad.

- Permite al fabricante de palas organizar sus planes de acuerdo con diferentes criterios y subcontratar la fabricación de alguna de las partes si es necesario.

La presente invención es aplicable a las configuraciones multi-panel mostradas en las Figuras 2a y 2b y a cualquier otra configuración que incluya unos paneles en la zona posterior análogos a las conchas 15, 17.

La idea básica de la presente invención es configurar la geometría de los paneles prefabricados en el borde de salida de manera que, por un lado, incluyan superficies específicas para facilitar su unión adhesivada, y, por otro lado, permitan garantizar la forma deseada del borde de salida. Ello implica que la sección...

1. Una pala de aerogenerador de perfil aerodinámico con un borde de ataque (3), un borde de salida (5) y lados de presión y de succión (7, 9) entre el borde de ataque (3) y el borde de salida (5), caracterizada porque en al menos una primera sección (21) de la pala incluyendo su punta, su parte posterior comprende al menos un primer panel prefabricado (31) en el lado de presión y un segundo panel prefabricado (41) en el lado de succión en los que la configuración de los bordes de dichos primer y segundo paneles (31, 41) incluye unas superficies aplanadas cooperantes (33, 43; 34, 44; 35, 45) para facilitar su unión adhesivada a lo largo del borde de salida (5).

2. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizada porque la longitud de dicha primera sección (21) de la pala está comprendida entre el 70% y el 100% de la longitud de la pala medida desde su punta.

3. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizada porque, en una primera zona (23) de dicha primera sección (21), de longitud comprendida entre el 33% y el 100% de la longitud de dicha primera sección (21), el borde de uno dichos dos paneles (31, 41) tiene la configuración del borde de salida (5) de la pala y su superficie aplanada (33, 43) situada en un rebaje retranqueado y porque el otro panel (41, 31) tiene su superficie aplanada (43, 33) situada en su borde.

4. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizada porque, en una primera zona (25) de dicha primera sección (21), de longitud comprendida entre el 33% y el 100% de la longitud de dicha primera sección (21), dichas superficies aplanadas cooperantes (34, 44) están situadas en los bordes del primer y segundo panel (31, 41) de manera que el borde de salida (5) queda configurado por su unión, siendo el espesor de uno de dichos bordes mayor que el del otro.

5. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizada porque en una segunda zona (27) de dicha primera sección (21), de longitud comprendida entre el 65% y el 100% de la longitud de dicha primera sección (21), dichas superficies aplanadas cooperantes (35, 45) están situadas en los bordes del primer y segundo panel (31, 41) de manera que el borde de salida (5) queda configurado por su unión.

6. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 5, caracterizada porque el espesor de uno de los bordes del primer y segundo panel (31, 41) es mayor que el del otro.

7. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizada porque en una segunda sección (23) de la pala próxima a su raíz también comprende un tercer panel prefabricado (51) que se une a los bordes de dichos primer y segundo paneles (31, 41) en el borde de salida (5).

8. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 7, caracterizada porque dicho tercer panel prefabricado (51) tiene forma de U y porque en dicha segunda sección (23) de la pala los bordes del primer y segundo panel (31, 41) tienen unas superficies aplanadas cooperantes (37, 47) con las alas (55, 57) de dicho tercer panel (51) para facilitar una unión adhesivada entre ellas.

9. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizada porque en una segunda sección (23) de la pala próxima a su raíz, la superficie aplanada (39, 49) de al menos uno de dichos dos paneles (31, 41) está ubicada en una extensión (61) doblada en su borde para unirse a la superficie aplanada (49, 39) del otro panel (41, 31).

10. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha extensión (61) tiene forma de L de manera que dicha superficie aplanada (39, 49) quede enfrentada a la superficie aplanada (49, 39) del otro panel situada en su borde para poder llevar a cabo su unión adhesivada.

11. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 9, caracterizada porque la superficie aplanada (49, 39) del otro panel también está ubicada en una extensión (63) doblada en su borde, de manera que ambas extensiones (61, 63) queden enfrentadas para llevar a cabo la unión adhesivada en una dirección transversal a la cuerda del perfil de la pala.

12. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 11, caracterizada porque la dirección de dichas extensiones (61, 63) forma un ángulo Ω, comprendido entre 0º-30º con la dirección perpendicular a la cuerda de la pala.

13. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 7-12, caracterizada porque dicha segunda sección (23) de la pala está comprendida entre el 1% y el 30% de su longitud medida desde la raíz de la pala.