[发明专利]关于风力涡轮机叶片制造的改进

说明书

关于风力涡轮机叶片制造的改进。描述了一种制造可变长度的风力涡轮机叶片的方法。该方法涉及在主叶片模具组件中形成主叶片区段的第一半壳和第二半壳。根据风力涡轮机叶片的总长度要求，从不同长度的多个叶尖区段选择预制的叶尖区段。所述叶尖区段被支撑为与所述主叶片模具组件相邻，使得所述叶尖区段的内侧端部与所述主叶片区段的所述半壳中的一者的外侧端部重叠。然后，闭合主模具组件，以将两个主半壳结合在一起，并将叶尖区段结合到主叶片半壳。本发明允许使用共同的主叶片模具组件来生产不同总长度的叶片。

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机叶片，并且更具体地涉及一种用于制造可变长度的风力涡轮机叶片的方法。

背景技术

风力涡轮机利用施加在涡轮机叶片上的风的动能来使转子旋转并驱动发电机产生电能。已知由转子收集的能量的量与风速和转子的扫掠面积成很大比例，并且因此也与转子叶片的长度成很大比例。包括多个风力涡轮机的风力场通常位于提供用于利用风能的有利状况的位置。尽管可以说，通常基于诸如平均年风速的因素来选择风力场场地，但是在不同风力场中的风况之间存在相当大的变化。

此外，单个风力场内的风况可在风力场内的单个的风力涡轮机的特定位置之间显著地变化。在一些情况下，风力场可跨越大的距离，其中，诸如周围区域的地形的地理因素可导致在同一风力场内的不同位置处的不同风况。另外，在风力场的周界上的位置处的涡轮机的风况可能与位于风力场的中心的风力涡轮机所经历的风况非常不同。在其它因素之中，这可能部分地是由于风力场内的其它风力涡轮机引起的湍流或尾流效应。例如，位于风力场中上风处的风力涡轮机可在风到达同一风力场中的下风处涡轮机之前从风中移除一些动能。

风力场由特定类别的风力涡轮机组成是常见的，已经基于横跨整个风力场的平均状况选择了风力涡轮机。因此，典型的风力场可包括全部具有相同大小和规格的多个风力涡轮机。由于前述的对于风力场和单个的涡轮机的风特性的变化，对于风力场中的每个风力涡轮机所处的特定位置，不可能优化每个风力涡轮机。因此，由此可见，通过根据风力场内的风力涡轮机场地的具体状况对每个风力涡轮机的单个的优化，可以实现风力涡轮机和风力场的年发电量的增加。例如，通过为场地中不同的风力涡轮机提供不同长度的叶片，这种优化将是可能的。可以根据场地处的风况来最佳选择叶片的长度。

现代实用规模的风力涡轮机通常可包括长度大于50米的转子叶片。叶片通常使用相应大的模具来模制。生产这些模具非常昂贵，并且在叶片生产场中这些模具占据了工厂占地面积的很大比例。因此，在成本和效率方面，具有若干不同的模具是禁止的，其中不同的模具中的每一个具有略微不同的尺寸以制造用于每个风力涡轮机场地的具有最佳长度的叶片。

在这种背景下，本发明的目的是提供一种制造各种长度的风力涡轮机叶片的更经济有效的方法，从而可以根据场地特定状况来优化叶片的长度。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造风力涡轮机叶片的方法，该风力涡轮机叶片具有连接在一起的主叶片区段和叶尖区段。该方法包括：设置主叶片模具组件，所述主叶片模具组件包括第一主模具半部和第二主模具半部，所述第一主模具半部和第二主模具半部被成形为分别形成所述主叶片区段的第一半壳和第二半壳，每个主模具半部具有内侧端部和外侧端部，所述内侧端部被成形为限定所述主叶片区段的径向内侧部分，所述外侧端部被成形为限定所述主叶片区段的径向外侧部分，所述主叶片模具组件具有打开位置和闭合位置，在所述打开位置所述主模具半部间隔开，在所述闭合位置所述主模具半部被带到一起。该方法包括在主叶片模具组件处于打开位置的情况下，在第一主模具半部中形成主叶片区段的第一半壳，以及在第二主模具半部中形成主叶片区段的第二半壳。该方法包括根据风力涡轮机叶片的总长度要求从不同长度的多个叶尖区段中选择叶尖区段。该方法还包括将叶尖区段布置成与第一主模具半部的外侧端部相邻，使得叶尖区段的内侧端部和第一半壳的外侧端部重叠；闭合主叶片模具组件，使得第一半壳和第二半壳被带到一起，并且使得叶尖区段的内侧端部和第二半壳的外侧端部重叠；在主叶片模具组件处于闭合位置的情况下，将第一半壳和第二半壳结合在一起，并同时将叶尖区段的内侧端部结合到第一半壳的外侧端部和第二半壳的外侧端部。