Metodo de fabricación de palas de aerogeneradores de longitud variable.
Método de fabricación de palas de aerogenerador de longitud variable.
El método comprende etapas de proporcionar y usar moldes alargados de fabricación (41, 43, 45, 47) con una zona común (13) de una longitud predeterminada y, al menos, una zona adaptable (15) dispuesta con la longitud necesaria para la fabricación de palas con la longitud deseada y, particularmente, con la longitud requerida para la optimización de la producción anual de energía (AEP) de un modelo de aerogenerador predeterminado en un emplazamiento determinado.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100762.
Solicitante: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: SANZ PASCUAL,ENEKO, AROCENA DE LA RUA,ION, GARCIA FERNANDEZ AVILES,Maria, AGUILAR MENENDEZ,Raquel.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D1/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › F03D 1/00 Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/02). › Rotores.
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Fragmento de la descripción:
MÉTODO DE FABRICACIÓN DE PALAS DE AEROGENERADOR DE
LONGITUD VARIABLE
La presente invención se refiere en general a un método de fabricación
5 de palas de aerogenerador de longitud variable.
ANTECEDENTES
Los aerogeneradores incluyen un rotor que soporta varias palas que se
1 o 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,
15 consecuentemente, el incremento de la longitud de las palas implica
normalmente un incremento de la producción de energía del aerogenerador.
La energía producida por un aerogenerador depende, entre otros
factores, del diámetro del rotor y de las características del viento en el lugar
donde está instalado el aerogenerador.
2 o Para optimizar la energía producida en el emplazamiento del
aerogenerador, el procedimiento habitual de selección del aerogenerador más
apropiado es el siguiente:
- Identificar las características del viento en el emplazamiento (velocidad
máxima, velocidad media, turbulencia ...) .
25 -Determinar la clase de emplazamiento (1, JI o 111) , de acuerdo a Jos
estándares internacionales (IEC-61400-1) .
- Seleccionar el modelo de aerogenerador apropiado para el
emplazamiento. Los fabricantes de aerogeneradores suelen ofrecer
aerogeneradores con palas específicas para cada clase. En emplazamientos de
3 o vientos bajos tienen palas más largas que en emplazamientos de vientos altos
para que las cargas inducidas en el aerogenerador sean similares.
Este procedimiento conduce a una clasificación muy amplia de
emplazamientos (sólo tres niveles) , de modo que si un emplazamiento está a
medio camino entre los límites de dos clases se puede seleccionar un
aerogenerador sobredimensionado. En este caso, la elección del diámetro
5 óptimo del rotor para la subclase intermedia supondría una optimización de la
producción anual de energía (AEP) .
La adaptación de un aerogenerador a restricciones del emplazamiento
incluyendo la selección de una longitud de pala adaptada a las características
del emplazamiento se discute en US 2009/0169390. Se propone la provisión de
1 o un kit de piezas comprendiendo varios módulos para el montaje de una pala de
rotor modular, en el que los distintos módulos comprenden al menos un módulo
de tipo raíz y al menos un módulo de tipo punta y al menos un módulo adicional
de tipo raíz o tipo punta, en el que el al menos módulo adicional tiene una forma
diferente en comparación con el otro módulo del mismo tipo. Por último, se
15 proporciona un método para la adaptación de un rotor de un aerogenerador a
una restricción del emplazamiento.
Por lo tanto, la enseñanza de US 2009/0169390 está limitada a
proporcionar una serie de módulos de palas de aerogeneradores, fabricados
según los procedimientos habituales, para la selección de un conjunto
2 o. apropiado para el montaje de una pala adaptada a una restricción del
emplazamiento.
El problema de este enfoque es que no proporciona palas con la longitud
óptima para cada emplazamiento particular.
Esta invención está dirigida a la solución de este problema.
25
SUMARIO DE LA INVENCION
Un objeto de esta invención es proporcionar palas para aerogeneradores
de unas determinadas características (es decir, para modelos específicos de
3 o aerogeneradores) con la longitud óptima para un emplazamiento particular.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un método de fabricaciónde palas de aerogeneradores de longitud variable.
Estos y otros objetos se cumplen mediante un método de fabricación de
palas de aerogeneradores de longitud variable con medios de conexión con el
buje del rotor que comprende etapas de proporcionar y usar moldes alargados
de fabricación con una zona común de una longitud predeterminada y, al
5 menos, una zona adaptable dispuesta con la longitud necesaria para la
fabricación de palas con la longitud deseada.
En realizaciones de la invención, dicha longitud deseada es la longitud
requerida para la optimización de la producción anual de energía (AEP) de un
modelo de aerogenerador predeterminado en un emplazamiento determinado.
1 o De esta manera se logra un método de fabricación que permite la fabricación de
palas de aerogeneradores con la longitud óptima para un determinado
emplazamiento mejorando por lo tanto la situación actual en la que sólo hay una
oferta de un conjunto limitado de palas de diferente longitud para un modelo de
aerogenerador dado.
15 En realizaciones de la invención dichos moldes alargados de fabricación
se proporcionan y se usan para palas enteras o, en palas divididas en, al menos
un módulo interior y un módulo exterior, para el módulo interior; estando
localizada dicha zona adaptable en el lado correspondiente a la raíz de la pala.
De esta manera se logra un método de fabricación de palas de
2 o aerogeneradores de longitud variable en el que dicha longitud variable se
concentra en la zona de la raíz, donde hay pequeñas variaciones en la
geometría de las palas.
En realizaciones de la invención para palas divididas en un módulo
interior y un módulo exterior los moldes alargados de fabricación se
2 5 proporcionan y se usan para el módulo interior y/o el módulo exterior; estando
localizadas dicha (s) zona (s) adaptable (s) en el lado en contacto con el otro
módulo. De esta manera se logran métodos de fabricación de palas de
aerogeneradores de longitud variable en los que dicha longitud variable se
concentra en el extremo distal del módulo interior y/o en el extremo frontal del
3 o módulo exterior en donde un aumento de la longitud puede tener un efecto
significativo en la AEP.En realizaciones de la invención para palas divididas en un módulo
interior, un módulo exterior y un módulo intermedio entre ellos, dichos moldes
alargados de fabricación se proporcionan y se usan para el módulo intermedio;
estando localizada (s) dicha (s) zona (s) adaptable (s) en cualquiera de los lados
5 en contacto con los módulos interior y exterior o en ambos lados. De esta
manera se logran métodos de fabricación de palas de aerogeneradores de
longitud variable en los que dicha longitud variable se concentra en un módulo
intermedio.
En realizaciones de la invención, cada zona adaptable en una sección
1º central de la pala está configurada con la misma sección transversal que la
sección transversal de la zona común contigua en toda su longitud. De esta
manera se logra un método de fabricación de palas de aerogeneradores de
longitud variable que permite una adaptación de la longitud de la pala a las
características del emplazamiento previsto para ella a un bajo coste.
15 En realizaciones de la invención, cada zona adaptable en una sección
central de la pala está configurada con una sección transversal variable
correspondiente a la sección de pala de forma óptima en dicha zona (utilizando,
por ejemplo, moldes flexibles) . De esta manera se logra un método de
fabricación de palas de aerogeneradores de longitud variable que permite una
2 o adaptación completa de la longitud de la pala a las características del
emplazamiento previsto para ella para la optimización de la AEP.
En realizaciones de la invención, la longitud de cada zona adaptable en
cada uno de dichos moldes alargados de fabricación está comprendida entre el
1% -15% de la longitud de la zona común. Por su parte la longitud del módulo
2 5 intermedio está comprendida entre el 10%-30% de la longitud de la pala. Estas
proporciones evitan posibles efectos perjudiciales debidos al uso de los moldes
alargados de fabricación mencionados.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán
de la siguiente descripción detallada en relación con las figuras que se
30
acompañan.BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 a muestra vistas esquemáticas en perspectiva de los
principales componentes del módulo interior de una pala de aerogenerador.
5
La Figura 1 b muestra vistas esquemáticas en perspectiva de los
principales componentes del módulo exterior de una pala de aerogenerador.
La Figura 2 muestra esquemáticamente los moldes alargados de
fabricación con una zona de adaptable...
Reivindicaciones:
5 1. Un método de fabricación de palas de aerogeneradores de longitud variable con medios de conexión con el buje del rotor que comprende etapas de proporcionar y usar moldes alargados de fabricación (41, 43, 45, 47) con una zona común (13) de una longitud predeterminada y, al menos, una zona adaptable (15) dispuesta con la longitud necesaria para la fabricación de palas con la longitud deseada.
1º 2.Un método según la reivindicación 1, en el que dicha longitud deseada es la longitud requerida para la optimización de la producción anual de energía (AEP) de un modelo de aerogenerador predeterminado en un emplazamiento determinado.
15 2 o 3. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que: -dichos moldes alargados de fabricación (41) se proporcionan y se usan para palas enteras o, en palas divididas en por lo menos un módulo interior (23) y un módulo exterior (33) , para el módulo interior (23) ; -dicha zona adaptable (15) está localizada en el lado correspondiente a la raíz de la pala.
25 30 4.Un método según la reivindicación 3, en el que los medios de conexión (18) con el buje del rotor están colocados dentro de dicha zona adaptable ( 15) en la posición ( 17') prevista para el extremo frontal de la pala.
5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que: -las palas están divididas en un módulo interior (23) y un módulo exterior (33) ; -dichos moldes alargados de fabricación (43, 45) se proporcionan y se usan para el módulo interior (23) y/o para el módulo exterior (33) ; -dicha (s) zona (s) adaptable (s) (15) están localizadas en el lado en contacto con el otro módulo.
6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que:
- las palas están divididas en un módulo interior (23) , un módulo exterior
(33) y un módulo intermedio (29) entre ellos;
5 -dichos moldes alargados de fabricación (47) se proporcionan y se usan
para el módulo intermedio (29) ;
- dicha (s) zona (s) adaptable (s) (15) está localizada (s) en cualquiera de
los lados en contacto con los módulos interior y exterior (23, 33) o en ambos
lados.
10
7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, en el que
cada zona adaptable (15) en una sección central de la pala está configurada
con la misma sección transversal que la sección transversal de la zona común
(13) contigua en toda su longitud.
15
8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, en el que
cada zona adaptable (15) en una sección central de la pala está configurada
con una sección transversal variable correspondiente a la sección de pala de
forma óptima en dicha zona.
20
9.Un método según la reivindicación 3, en el que en dicha zona
adaptable (15) los moldes alargados de fabricación (43, 45, 47) son moldes
flexibles.
2 5 10. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, en el que la
longitud de cada zona adaptable (15) en cada uno de dichos moldes alargados
de fabricación (41, 43, 45, 47) está comprendida entre el1% -15% de la longitud
de la zona común (13) .
3 o 11. Un método según la reivindicación 6, en el que la longitud del
módulo intermedio (29) está comprendida entre e.
10. 30% de la longitud de la
pala.
12. Una pala de aerogenerador fabricada con un método de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1-11.
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