UNA PALA DE AEROGENERADOR MULTI-PANEL MEJORADA.

Una pala de aerogenerador multi-panel mejorada. La pala está dividida transversalmente en un módulo interior (13) y en·un módulo exterior (33) provistos en sus secciones finales con medios de conexión,

y comprende, respectivamente, una viga interior (15), una concha interior superior (17) y una concha interior inferior (19); una viga exterior (35), una concha exterior superior (37) y una concha exterior inferior (39); que están dispuestas de manera que el perfil aerodinámico de dichos módulos interior y exterior (13, 33) está definido por dichas conchas superior e inferior (17, 19; 37, 39) en la que la viga interior (15) está compuesta por dos paneles prefabricados de alas (21, 23) y dos paneles prefabricados de almas (25, 27) y la viga exterior (35) está compuesta por un primer y un segundo panel prefabricados (41, 43) que integran sus alas (45, 47) y sus almas (49, 51).

UNA PALA DE AEROGENERADOR MUL TI-PANEL MEJORADA

CAMPO DE LA INVENCION

5 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

1º 15 2 o 25 3º 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 A 1 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.

5 WO 2005/1 00781, WO 2006/1 03307, WO 2007/051879 a nombre del

solicitante describen palas de aerogenerador subdivididas 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

1 o secciones longitudinales. Algunos ejemplos de esa técnica anterior son los

siguientes.

EP 1 184 566 A 1 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

15 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

2 o 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.

EP 1 965 074 a nombre del solicitante describe una pala de

aerogenerador formada por dos paneles prefabricados de alas y dos paneles

2 5 prefabricados de almas dispuestos uno al lado del otro en forma de cajón y al

menos dos secciones longitudinales de conchas 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,

estando definido el perfil aerodinámico de la pala por dichos paneles de alas y

3 o por dichos paneles únicos de conchas.

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.

5 SUMARIO DE LA INVENCION

Un objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de

pala de aerogenerador que permite una fabricación eficiente de grandes palas

de aerogeneradores divididas en dos módulos.

10 Un objeto de la presente invención es proporcionar una configuración de

pala de aerogenerador que permite un diseño eficiente de grandes palas de

aerogeneradores divididas en dos módulos.

En un aspecto, esos y otros objetos de la presente invención se

consiguen proporcionando una pala de aerogenerador dividida transversalmente

15 en un módulo interior y en un módulo exterior provistos en sus secciones finales

con medios de conexión, comprendiendo, respectivamente, una viga interior,

una concha interior superior y una concha interior inferior; una viga exterior, una

concha exterior superior y una concha exterior inferior; y estando dispuestas de

manera que el perfil aerodinámico de dichos módulos interior y exterior está

2 o definido por dichas conchas superior e inferior, en la que la viga interior está

compuesta por dos paneles prefabricados de alas y dos paneles prefabricados

de almas y la viga exterior está compuesta por un primer y un segundo panel

prefabricados que integran sus alas y sus almas.

En realizaciones de la presente invención dichos dos paneles

2 5 prefabricados de alas de la viga interior están compuestos por piezas

principales de ala y por piezas de raíz de unión, estando extendidas las piezas

de raíz de unión hasta el principio de los paneles prefabricados de almas y

teniendo las piezas principales de ala una sección inicial coincidente con un

sector de las piezas de raíz de unión de manera que ambas partes puedan ser

3º unidas en dicho sector. Por tanto, en el módulo interior, en el que hay unas

resto de la viga, las alas están divididas en dos componentes de una manera

que facilita su fabricación sin comprometer su comportamiento estructural.

En realizaciones de la presente invención, la viga interior está compuesta

de un primer panel prefabricado que integra el ala superior y las almas y del ala

inferior como segundo panel prefabricado. Por tanto la viga del módulo interior

se ensambla con dos paneles lo que facilita su fabricación.

5 En realizaciones de la presente invención, la viga exterior está

compuesta de un primer panel prefabricado integrando el ala superior y el alma

del borde de ataque y un segundo panel prefabricado integrando el ala inferior y

el alma del borde de salida. Por tanto la viga del módulo exterior, que es más

pequeña que la viga del módulo interior, se ensambla con dos paneles de una

10 forma similar lo que permite una optimización de su fabricación.

En realizaciones de la presente invención, los paneles prefabricados

usados para ensamblar las vigas interior y exterior comprenden bridas de unión

que están dispuestas para conformar áreas de unión de dichos paneles

prefabricados en los bordes exteriores de las vigas interior y exterior. En

15 particular dichas bridas de unión están dispuestas como bridas paralelas por

medio de, respectivamente, extensiones planas longitudinales y angulares de

las alas y almas de dichos paneles prefabricados. Esta disposición de juntas

facilita el ensamblaje de las palas.

En realizaciones de la presente invención el material de dichas piezas

2 o principales de ala de la viga interior comprende fibra de vidrio reforzada

plásticamente o fibra de carbono reforzada plásticamente y núcleos de madera

de balsa o espuma de PVC. El laminado puede ser diferente a lo largo de la

pala tal como un laminado sólido de fibra de vidrio reforzada plásticamente o

fibra de carbono reforzada plásticamente en el sector de unión con dichas

2 5 piezas de raíz de unión, seguido por una estructura sándwich incluyendo

revestimientos de fibra de vidrio reforzada plásticamente o fibra de carbono

reforzada plásticamente y un núcleo de madera de balsa o espuma de PVC y

finalmente se quita el núcleo y se integran en el laminado los insertos metálicos

que se usan para ensamblar los dos módulos....

1. Una pala de aerogenerador dividida transversalmente en un módulo

interior (13) y en un módulo exterior (33) provistos en sus secciones finales con

5 medios de conexión, comprendiendo, respectivamente,

- una viga interior (15) , una concha interior superior (17) y una concha

interior inferior (19) ;

- una viga exterior (35) , una concha exterior superior (37) y una concha

exterior inferior (39) ;

1 o y estando dispuestas de manera que el perfil aerodinámico de dichos

módulos interior y exterior (13, 33) está definido por dichas conchas superior e

inferior (17, 19; 37, 39) ;

caracterizada porque:

- la viga interior (15) está compuesta por dos paneles prefabricados de

15 alas (21, 23) y dos paneles prefabricados de almas (25, 27) ;

- la viga exterior (35) está compuesta por un primer y un segundo panel

prefabricados (41, 43) que integran sus alas (45, 47) y sus almas (49, 51) .

2. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 1, en la que dichos

2 o dos paneles prefabricados de alas de la viga interior (21, 23) están compuestos

por piezas principales de ala (21 ', 23') y por piezas de raíz de unión (21 ", 23") ,

estando extendidas las piezas de raíz de unión (21 ", 23") hasta el principio de

los paneles prefabricados de almas (25, 27) y teniendo las piezas principales de

ala (21 ', 23') una sección inicial coincidente con un sector de las piezas de raíz

25 de unión (21", 23") de manera que ambas partes puedan ser unidas en dicho

sector.

3. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones

1-2, en la que la viga exterior (35) está compuesta de un primer panel

3º prefabricado (41) que integra el ala superior (45) y las almas (49, 51) y del ala

inferior (47) como segundo panel prefabricado (43) .

4. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones

1-2, en la que la viga exterior (35) está compuesta de un primer panel

prefabricado (41) integrando el ala superior (45) y el alma del borde de ataque (47) y un segundo panel prefabricado (43) integrando el ala inferior (47) y el alma del borde de salida (51) .

5 1º 5. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que dichos paneles prefabricados (21, 23, 25, 27, 41, 43) comprenden bridas de unión (61, 63) para ensamblar las vigas interior y exterior (15, 35) que están dispuestas para conformar áreas de unión (65) de dichos paneles prefabricados (21, 23, 25, 27, 41, 43) en los bordes exteriores de las vigas interior y exterior (15, 35) .

15 6. Una pala de aerogenerador según la reivindicación 5, en la que dichas bridas de unión (61, 63) están dispuestas como bridas paralelas por medio de, respectivamente, extensiones planas longitudinales y angulares de las alas (21, 23, 45, 47) y almas (25, 27, 49, 51) de dichos paneles prefabricados.

2 o 7. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el material de dichas piezas principales de ala de la viga interior (21', 23') comprende fibra de vidrio reforzada plásticamente o fibra de carbono reforzada plásticamente y núcleos de madera de balsa o espuma de PVC.

2 5 8. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que el material de dichas piezas prefabricadas de raíz de unión (21", 23") comprende fibra de vidrio reforzada plásticamente o fibra de carbono reforzada plásticamente.

30 9. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que el material de dichas almas de la viga interior (25, 27) comprende fibra de vidrio reforzada plásticamente y núcleos de espuma de PVC.

10. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que el material de dicho primer panel prefabricado (41) de la viga exterior (45) comprende fibra de vidrio reforzada plásticamente o fibra de

carbono reforzada plásticamente y núcleos de madera de balsa o espuma de

PVC.

11. Una pala de aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones

5 1-1 O, en la que el material de dicho segundo panel prefabricado (43) de la viga

exterior (47) comprende fibra de vidrio reforzada plásticamente o fibra de

carbono reforzada plásticamente y núcleos de madera de balsa o espuma de

PVC.

1º 12.Método de fabricación de una pala de aerogenerador según

cualquiera de las reivindicaciones 2-11, caracterizado porque comprende pasos

de:

- fabricar separadamente dichas piezas principales de ala (21 ', 23') ,

dichas piezas de raíz de unión (21 ", 23") , dichos dos paneles prefabricados de

15 almas (25, 27) , dichos primer y segundo paneles prefabricados (41, 43) , dichas

conchas interiores superior e inferior (17, 19) y dichas conchas exteriores

superior e inferior (37, 39) ;

- ensamblar dichos dos paneles prefabricados de ala (21, 23) cocurando

dichas piezas principales de ala (21', 23') y dichas piezas de raíz de unión 21",

2 o 23") ;

- ensamblar dicha viga interior (15) pegando las bridas de unión (61, 63)

de dichos dos paneles prefabricados de ala (21, 23) y dichos dos paneles

prefabricados de almas (25, 27) por medio de un adhesivo;

- ensamblar dicha viga exterior (35) pegando las bridas de unión (61, 63)

2 5 de dichos primer y segundo paneles prefabricados (41, 43) por medio de un

adhesivo;

- ensamblar dichos módulos interior y exterior (13, 33) pegando dichas

conchas (17, 19; 37, 39) a dichas vigas interior y exterior (15, 35) por medio de

un adhesivo;

-conectar dichos módulos interior y exterior (13, 33) .