[发明专利]用于风力涡轮机的转子的叶片及其制造方法

说明书

本发明涉及用于风力涡轮机的转子的叶片及其制造方法。防冰和/或除冰叶片和用于所述叶片的制造方法，所述叶片包括压力侧壳体（7）和吸力侧壳体（8），所述壳体（7、8）包括：至少一个电连接器层（5），其从前缘（3）朝向后缘（4）延伸；至少一个加热元件层（6），其与电连接器层（5）电接触；玻璃织物层（9），其至少向内与电连接器（5）或与加热元件层（6）接触；连接器部件（10），其横向延伸穿过玻璃织物层（9）并且与电连接器层（5）以及与金属块（11）电连接，该金属块（11）被互连器（12）穿孔，使得来自每个壳体（7、8）的电连接器层（5）被电连接，并且当从电源供电时，所述叶片能够被加热。

技术领域

本主题总体上涉及风力涡轮机叶片，并且更具体而言，涉及防冰和/或除冰叶片以及用于所述叶片的制造方法，该制造方法产生更简单和更便宜的制造防冰和/或除冰叶片的方法，该方法对于包括多个加热元件的叶片是可靠、有效和精确的。

背景技术

风力涡轮机叶片是现代风力涡轮机用来捕获风能的核心部件。叶片的空气动力学特性对风力涡轮机的效率具有至关重要的影响。当风力涡轮机在下雨或下雪的天气中或者在寒冷季节期间的潮湿环境中操作时，叶片的表面上可能会结冰。结冰将改变叶片的现有空气动力学形状，这将会对风力涡轮机的安全操作造成损害。在叶片的表面冻结之后，其固有频率会改变，这会使叶片的动态响应行为改变，这将会对控制系统的控制行为造成干扰。风力涡轮机结构本身的完整性也受到冻结叶片的影响。不平衡或不对称的影响增加了风力涡轮机的疲劳载荷。

通过在叶片的表面或内层上布置加热层，可在结冰将发生时加热叶片，以防止冰冻结在表面上，或者可在表面冻结之后开始加热，以使表面上的冰层融化并实现除冰的目的。现有的加热防冰系统中使用的加热单元被均匀地设置在叶片的表面上，或者沿长度方向分成若干加热区域。

对于防冰解决方案，沿叶片每平方米所需的热功率需求是不同的，该热功率需求在叶片的根部附近的较短半径处较低，而在半径接近叶片的末端时较高。同样，所需的热通量在较靠近前缘处较高，并且朝向后缘逐渐降低。

此外，可以发现，待加热的表面覆盖前缘直至朝向后缘的一定距离，并且该距离沿叶片可能不是恒定的。

已知一些解决方案用于加热叶片，该叶片沿叶片纵向轴线并且在其前缘和后缘之间包括多个电阻器，其中，加热系统在叶片的制造和脱模之后安装。

例如，文献EP2526292B1描述了一种方法，其用于将放置在外表面处的电阻器电极与所需的导线连接，该导线用于借助于与加热垫接触的导电片将功率注入叶片内。

文献EP2715128B1描述了一种用于碳纤维加热垫的电连接的解决方案，该碳纤维加热垫将被整合在成品叶片上。

大多数已知的解决方案可能是有效的，但是复杂且昂贵。

发明内容

本文公开了一种风力涡轮机叶片，利用该风力涡轮机叶片，已发现至少缓解了与现有技术的解决方案有关的上述缺点。

更具体而言，在本发明的第一方面，提供了一种用于风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括由其刚性接合的压力侧壳体和吸力侧壳体形成的成型轮廓，所述叶片包括叶片根部、叶片末端、前缘和后缘，其中弦c在所述前缘和所述后缘之间延伸，所述壳体包括：

- 至少一个电连接器层，其位于距所述叶片根部第一距离L1处，并且从所述前缘朝向所述后缘延伸，

- 至少一个加热元件层，其与所述电连接器层电接触，所述加热元件层在所述叶片根部和所述叶片末端之间沿纵向方向延伸，并且与所述后缘相比更靠近所述前缘，

- 玻璃织物层，其至少向内与所述电连接器或与所述加热元件层接触，

- 连接器部件，其横向延伸穿过所述玻璃织物层，并且与所述电连接器层以及与金属块电连接，