[发明专利]可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法。

背景技术

风力涡轮机包括支撑多个叶片的转子，所述叶片在此处放射状地延伸以捕获风的动能并促使连结到发电机上的驱动机构旋转运动以产生电力。

风力涡轮机所产生能量的数量取决于转子叶片扫过的表面，其接收来自于风的动力，因此，增加叶片前端的长度通常就可增加风力涡轮机的电力输出。

在其他因素中，由风力涡轮机所产生的能量取决于转子的直径和风力涡轮机安装地点的风的特性。

为了最优化在风力涡轮机地点所产生的能量，选择最合适的风力涡轮机的通常流程如下：

确定所处地点的风的特性（最大速度、平均速度、紊流……）

根据国际标准（IEC-61400-1）确定地点类型（I、II或III）

选择用于该地点的合适的风力涡轮机样式。风力涡轮机的制造商通常为每一类型提供具有特定叶片的风力涡轮机。它们在低风地点比在高风地点具有更大的叶片，以使得它们在风力涡轮机上所引起的载荷相似。

这种方法导致了一种对地点非常宽泛的分类（只有三级），因此，如果一个地点位于两个类型的范围之间，一个过大尺寸的风力涡轮机就可能会被选择。在这种情况下，对于中间子类，转子最佳直径的选择将影响到年度能量产量（Annual Energy Production,AEP）的最优化。

根据地点对风力涡轮机的调整使得其包括对适于此地点特质的叶片长度的选择，此问题在US2009/0169390中曾被讨论过。其推荐准备一套包括几个模块的部件以装配模块化的转子叶片，其中所述几个模块包括至少一个根部类型模块和至少一个尖端类型模块和至少一个根部类型或尖端类型的二级模块，其中，所述至少一个二级模块相对于相同类型的其它模块具有不同的形状。最后提供了用于使风力涡轮机转子适应地点约束的方法。

因此，US2009/0169390的教导限于提供根据标准程序制造的风力涡轮机叶片的多个模块，用于选择合适的一组来装配适应于一地点约束的叶片。

此方法的问题是不能为每个特定的地点提供具有最佳长度的叶片。

本发明旨在对此问题的解决。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种叶片，用于相对于特定地点具有最佳长度的具有预定特征的风力涡轮机（例如特定的风力涡轮机样式）。

本发明的另一个目的是提供一种可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法。

这些和其他目的可以由具有连接到转子毂的连接装置的可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法来实现，所述方法包括提供和使用扩展制造模具的步骤，所述扩展制造模具具有预定长度的共同区域和至少一个适应区域，所述至少一个适应区域布置成具有用于制造具有期望长度的叶片所需要的长度。

在本发明的一些实施例中，所述期望长度是用于在预定地点使得预定的风力涡轮机样式的年度能量产量（AEP）最优化所需要的长度。由此获得允许对于给定地点制造具有最佳长度的风力涡轮机叶片的制造方法，因此其改进了目前对于给定的风力涡轮机样式只提供了不同长度的有限组叶片的情形。

在本发明的一些实施例中，所述扩展制造模具被提供并被用于整个叶片或者在至少被分为内侧模块和外侧模块的叶片中被用于内侧模块；所述适应区域位于与叶片根部相对应的一侧。因此获得可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法，所述可变长度集中在根部区域，在根部区域叶片的几何形状上有小的变化。

在用于叶片被分为内侧模块和外侧模块的本发明的一些实施例中，所述扩展制造模具被提供并被用于内侧模块和/或外侧模块；所述适应区域位于与其它模块相连的一侧。由此获得可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法，所述可变长度集中在内侧模块的末端和/或集中在外侧模块的前端（frontal end），在此处长度的增加可以对AEP产生显著的影响。

在用于叶片被分为内侧模块、外侧模块和位于它们之间的中间模块的本发明的一些实施例中，所述扩展制造模具被提供并被用于中间模块；所述适应区域位于与内侧或外侧模块相连的任一侧或者两侧。由此获得可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法，所述可变长度集中在中间模块上。

在本发明的一些实施例中，每个适应区域在叶片的中心截面上被构造成在其整个长度上具有与共同区域的毗邻横向截面相同的横向截面。由此获得可变长度的风力涡轮机叶片的制造方法，其允许以低成本针对其预知地点的特征的叶片长度调整。