Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) multipanel que comprende al menos una sección longitudinal de una viga central (7,

7'', 7'''') compuesta por dos paneles prefabricados de alas (15, 17) y dos paneles prefabricados de almas (19, 21) dispuestos uno al lado del otro en forma de cajón y al menos dos secciones longitudinales de conchas (5, 5'', 5'''', 5'''''', 5''''''''; 9, 9'', 9'''', 9'''''') formando, respectivamente, el borde de ataque y el borde de salida de la correspondiente sección de la pala que están dispuestas adyacentemente a las secciones de la viga central (7, 7'', 7'''') y están compuestas por un solo panel prefabricado (31, 33) o por dos paneles prefabricados (11, 23; 13, 25), estando definido el perfil aerodinámico de la pala por dichos paneles de alas (15, 17) y por dichos paneles únicos de conchas (31; 33) o por dichos dos paneles de conchas (11, 23; 13, 25)

Una pala de aerogenerador multi-panel.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a palas de aerogeneradores y más en particular a palas multi-panel para facilitar su fabricación y transporte.

Antecedentes

Los aerogeneradores incluyen un rotor que soporta 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.

Sin embargo, el tamaño de las palas para parques eólicos situados en tierra está limitado actualmente en cierta medida por condicionamientos infraestructurales y de transporte. En particular, el tamaño de puentes y túneles limita el tamaño de la máxima cuerda de la pala.

Para resolver en particular los problemas planteados por palas de gran longitud la técnica anterior describe la división de la pala en dos o más secciones longitudinales provistas con medios de unión, de manera que cada sección pueda ser fabricada individualmente y todas las secciones puedan ser ensambladas en el lugar de instalación del aerogenerador. Algunos ejemplos de esa técnica anterior son los siguientes.

DE 3 109 566 describe una pala de aerogenerador subdivida en al menos dos secciones longitudinales que se unen mediante un perno extensible.

US 4,389,182 describe una pala de aerogenerador subdivida en varias secciones longitudinales que están interconectadas por miembros tensionadores tales como cables de acero pasantes a través de las secciones de la pala.

EP 1 244 873 A1 describe una pala de aerogenerador subdividida en secciones longitudinales que se unen por medio de una unión a ras que comprende varios clips dispuestos a lo largo de la junta con sus respectivos extremos fijados a las secciones objeto de unión y pernos para fijar dichos clips.

EP 1 584 817 A1 y WO 2006/103307 del mismo solicitante de la presente invención describe una pala de aerogenerador subdividida en secciones longitudinales con medios mejorados de unión.

También se conoce técnica anterior que describe la división de la pala en varias secciones transversales adicional ó independientemente a la división en secciones longitudinales. Algunos ejemplos de esa técnica anterior 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 con los condicionantes de transporte y con los condicionantes de calidad en la fabricación planteados por palas que pueden alcanzar longitudes de 100 m y cuerdas máximas de 8 m.

La presente invención está orientada a la satisfacción de esa demanda.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que permite el montaje de palas de aerogenerador grandes en el lugar de su instalación en un parque eólico o en una nave próxima al parque eólico.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador en la que se ensamblan todos los paneles de la pala mediante uniones atornilladas, resultando una estructura más confiable y más ligera que las típicas estructuras encoladas de palas de aerogeneradores.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de una pala de aerogenerador que permite optimizar su diseño.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una pala de aerogenerador fácil de fabricar, manejar y transportar.

Este y otros objetos de la presente invención se consiguen proporcionando una pala de aerogenerador que comprende al menos una sección longitudinal de una viga central y al menos dos secciones longitudinales de conchas en la que:

- Cada sección de la viga central está compuesta por dos paneles prefabricados de alas y dos paneles prefabricados de almas uno al lado de otro en forma de cajón.

- Dichas secciones de conchas están dispuestas adyacentemente a la viga central formado el borde de ataque y el borde de salida de la correspondiente sección de la pala.

- Dichas secciones de conchas están compuestas por un solo panel prefabricado o por dos paneles prefabricados en los lados de presión y succión.

- El perfil aerodinámico de la pala está definido por dichos paneles de alas y por dichos paneles de las conchas.

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 de aerogenerador según la presente invención.

La Figura 2 es una vista esquemática en sección transversal de una pala de aerogenerador según la presente invención, mostrando una primera realización de las conchas.

La Figura 3 es una vista esquemática en sección transversal de una pala de aerogenerador según la presente invención mostrando una segunda realización de las conchas.

La Figura 4 es una vista en planta de una pala de aerogenerador según la presente invención mostrando una primera realización de las divisiones longitudinales de la viga central y las conchas.

La Figura 5 es una vista en planta de una pala de aerogenerador según la presente invención mostrando una segunda realización de las divisiones longitudinales de la viga central y las conchas.

La Figura 6 es una vista en planta de una pala de aerogenerador según la presente invención mostrando una tercera realización de las divisiones longitudinales de la viga central y las conchas.

La Figura 7 es una vista en sección transversal de una junta atornillada entre tres paneles de una pala de aerogenerador según la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Esta invención proporciona una pala de aerogenerador con una estructura multi-panel para optimizar la calidad de su fabricación y su transporte. La invención implica dividir el conjunto de la pala para su montaje in-situ de cara a lograr los siguientes objetivos.

Un primer objetivo es permitir el transporte de palas grandes al lugar de montaje y su montaje in situ.

Un segundo objetivo es la obtención de una estructura más confiable y más ligera que las típicas estructuras encoladas de palas de aerogeneradores.

Un tercer objetivo es permitir la sección de diferentes materiales y/o procesos de fabricación y/o configuraciones estructurales para las diferentes partes de la pala. Al igual que en cualquier estructura, los requerimientos de las distintas partes son muy diferentes: la viga central es el elemento principal de soporte de carga mientras que las conchas son las partes responsables de la funcionalidad aerodinámica y tienen menos importancia estructural. En la viga central las alas soportan mayores cargas que las almas. Una pala multi-panel 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.

Un cuarto objetivo...

1. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) que comprende al menos una sección longitudinal de una viga central (7) y al menos dos secciones longitudinales de conchas (5, 9), caracterizada porque:

a) cada sección de la viga central (7, 7', 7'') está compuesta por dos paneles prefabricados de alas (15, 17) y dos prefabricados paneles de almas (19, 21) dispuestos uno al lado del otro en forma de cajón;

b) dichas secciones de conchas (5, 5', 5'', 5''', 5''''; 9, 9', 9'', 9''') están dispuestas adyacentemente a las secciones de la viga central (7, 7', 7'') formando el borde de ataque y el borde de salida de la correspondiente sección de la pala;

c) dichas secciones de conchas (5, 5', 5'', 5''', 5''''; 9, 9', 9'', 9''') están compuestas por un solo panel prefabricado (31, 33) o por dos paneles prefabricados: un primer panel prefabricado (11, 23) en el lado de presión y un segundo panel prefabricado (13, 25) en el lado de succión;

d) el perfil aerodinámico de la pala está definido por dichos paneles de alas (15, 17) y por dichos paneles únicos de conchas (31; 33) o por dichos primer y segundo paneles de conchas (11, 23; 13, 25).

2. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según la reivindicación 1, caracterizada porque las secciones de concha (5, 5', 5'', 5''', 5'''') que forman el borde de ataque están compuestas de un único panel prefabricado (31) y las secciones de concha (9, 9', 9'', 9''') que forman el borde de salida están compuestas por un primer panel prefabricado (23) en el lado de presión y un segundo panel prefabricado (25) en el lado de succión.

3. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según la reivindicación 1, caracterizada porque las secciones de concha (5, 5', 5'', 5''', 5'''') que forman el borde de ataque y las secciones de concha (9, 9', 9'', 9''') que forman el borde de salida están compuestas están compuestas de un único panel (31, 33) prefabricado.

4. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque las secciones de concha (9, 9', 9'', 9''') del borde de salida también incluyen una pieza adicional (35) en su extremo final.

5. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque también comprende una sección longitudinal final (10).

6. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el número de dichas secciones longitudinales de conchas (5, 5', 5'', 5''', 5''''; 9, 9', 9'', 9''') es igual o mayor que el número de dichas secciones longitudinales de viga central (7, 7', 7'').

7. Una pala de aerogenerador (1) según la reivindicación 6, caracterizada porque comprende una sección longitudinal de viga central (7) y dos secciones longitudinales de conchas (5, 9).

8. Una pala de aerogenerador (3) según la reivindicación 6, caracterizada porque comprende una sección longitudinal de viga central (7) y varias secciones longitudinales de conchas (5', 5'', 5''', 5''''; 9', 9'', 9''').

9. Una pala de aerogenerador (5) según la reivindicación 6, caracterizada porque comprende varias secciones longitudinal de viga central (7', 7'') y varias secciones longitudinales de conchas (5', 5'', 5''', 5''''; 9', 9'', 9''').

10. Una pala de aerogenerador (5) según la reivindicación 9, caracterizada porque las siguientes características de los paneles de alas (15, 17) de al menos dos secciones longitudinal de viga central (7', 7'') son diferentes entre ellas:

- el material de los paneles de alas (15. 17);

- la configuración estructural de los paneles de alas (15, 17).

11. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizada porque los paneles de alas (15, 17), los paneles de almas (17, 19) y los paneles de conchas (11, 13; 25, 27; 31, 33) incluyen prolongaciones planas (41, 43, 45) en los bordes de sus zonas de unión, siendo dichas prolongaciones planas (41, 43, 45) paralelas entre ellas.

12. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizada porque todas las juntas entre paneles son juntas mecánicas.

13. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizada porque todas las juntas entre los paneles (15, 17, 19, 21) de la viga central son juntas químicas y porque las juntas entre los paneles de conchas (11,13; 23, 25; 31; 33) y los paneles (15, 17, 19, 21) de la viga central son juntas mecánicas.

14. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizada porque todas las juntas entre paneles son juntas químico-mecánicas.

15. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizada porque el material de los paneles de alas (15, 17) incluye uno de los siguientes:

- un Plástico Reforzado con Fibra de Carbono;

- un Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio.

16. Una pala de aerogenerador (1, 3, 5) según cualquiera de las reivindicaciones 1-14 caracterizada porque la configuración estructural de los paneles del alas (15,17) incluye una de las siguientes:

- un laminado sólido;

- una configuración en sándwich.