BR102016016867A2

BR102016016867A2 - conjunto de raiz para uma pá de rotor de uma turbina eólica e métodos para fabricar um conjunto de raiz

Info

Publication number: BR102016016867A2
Application number: BR102016016867A
Authority: BR
Inventors: Aaron A Yarbrough; Christopher Daniel Caruso; Daniel Alan Hynum; James Robert Tobin
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-01-24
Also published as: DK3121441T3; ES2681876T3; EP3121441A1; CN106368894A; US20170022825A1; CN106368894B; US9970304B2; EP3121441B1; BR102016016867B1

Abstract

a presente revelação é direcionada a um conjunto de raiz (30) para uma pá de rotor (16) de uma turbina eólica (10) e a métodos para fabricar o mesmo. o conjunto de raiz (30) inclui uma seção de raiz de pá (32) que tem uma superfície de parede lateral interna (40) e uma superfície de parede lateral externa (42) separadas por um vão radial (44), uma pluralidade de insertos de raiz (46) espaçados circunferencialmente dentro do vão radial (44) e uma pluralidade de espaçadores (52) configurados entre um ou mais dentre os insertos de raiz (46). adicionalmente, cada um dentre os insertos de raiz (46) inclui pelo menos uma bucha (48) circundada por um material compósito pré-curado ou pré-consolidado (50, 54). além disso, os espaçadores (52) são construídos de um material compósito pré-curado ou pré-consolidado (50, 54).

Description

“CONJUNTO DE RAIZ PARA UMA PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA E MÉTODOS PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE RAIZ” Campo Da Invenção [001] A presente matéria refere-se, em geral, a turbinas eólicas e, mais particularmente, a um conjunto de raiz de pá de rotor para uma turbina eólica.

Antecedentes Da Invenção [002] A potência eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e mais ecologicamente corretas disponíveis atualmente e as turbinas eólicas têm recebido mais atenção nesse aspecto. Uma turbina eólica moderna inclui tipicamente uma torre, um gerador, uma caixa de engrenagens, uma nacela e um rotor. O rotor é acoplado à nacela e inclui um cubo giratório que tem uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor são conectadas ao cubo por uma raiz de pá. As pás de rotor capturam energia cinética do vento com o uso de princípios de aerofólio conhecidos e convertem a energia cinética em energia mecânica através de energia giratória para virar uma haste que acopla as pás de rotor a uma caixa de engrenagens ou, caso uma caixa de engrenagens não seja usada, diretamente ao gerador. Então, o gerador converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser aplicada a uma rede elétrica.

[003] O tamanho particular das pás de rotor é um fator significativo que contribui para a capacidade total da turbina eólica. Especificamente, aumentos no comprimento ou na extensão de uma pá de rotor pode geralmente levar a um aumento total na produção de energia de uma turbina eólica. Consequentemente, os esforços para aumentar o tamanho de pás de rotor auxiliam no crescimento contínuo de tecnologia de turbina eólica e na adoção de energia eólica como uma fonte de energia alternativa e comercialmente competitiva. Tais aumentos em tamanho de pá de rotor, entretanto, podem impor cargas aumentadas em vários componentes de turbina eólica. Por exemplo, pás de rotor maiores podem experimentar tensões aumentadas na conexão entre a raiz de pá e o cubo, que leva a restrições de projeto desafiadoras, ambas distinguidas por eventos extremos e exigências de vida útil quanto à fadiga.

[004] Muitas pás de rotor utilizam insertos de parafuso de raiz para reduzir as tensões na interface raiz-cubo de pá. Tais insertos de parafuso de raiz podem ser produzidos com o uso de uma variedade de processos que incluem, mas não são limitados a, pultrusões. Uma abordagem comum é infundir insertos de parafuso de raiz com tecidos e cabos trançados para fornecer um substrato laminado através do qual infusões posteriores podem ser usadas para ligar de modo eficaz o inserto nos laminados de raiz de pá. Perfis arredondados, quadrados, trapezoidais ou similares podem ser usados, embora a quantidade de insertos de parafuso de raiz exigida frequentemente deixa um vão entre os insertos que deve ser preenchido com uma mistura de vidro e resina. Esse processo implica em cortar tiras muito pequenas de vidro e colocar as tiras manualmente na raiz de pá e, então, usar um típico processo de infusão a vácuo. Tal processo pode ser trabalhoso e frequentemente resulta em má qualidade de laminado dos laminados entre os insertos de parafuso de raiz.

[005] Assim, há uma necessidade de um conjunto de raiz de pá de rotor aprimorado que resolva os problemas supracitados. Consequentemente, um conjunto de raiz de pá de rotor que reduz o tempo de ciclo de trabalho e aprimora a qualidade de laminado seria vantajosa.

Descrição Resumida Da Invenção [006] Os aspectos e vantagens da invenção serão apresentados parcialmente na descrição a seguir ou podem se tornar óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[007] De acordo com uma realização da invenção, um conjunto de raiz para uma pá de rotor de uma turbina eólica é revelado. O conjunto de raiz inclui uma seção de raiz de pá que tem uma superfície de parede lateral interna e uma superfície de parede lateral externa separas por um vão radial, uma pluralidade de insertos de raiz espaçados circunferencialmente dentro do vão radial e uma pluralidade de espaçadores pultrudados configurados entre um ou mais dentre os insertos de raiz. Adicionalmente, cada um dos insertos de raiz inclui pelo menos uma bucha circundada por um material compósito pré-curado ou pré-consolidado. Cada uma das buchas é configurada para receber um parafuso de raiz. Assim, os parafusos de raiz são configurados para prender o conjunto de raiz a um cubo da turbina eólica. Além disso, os espaçadores pultrudados podem ser construídos de um material compósito pré-curado ou pré-consolidado.

[008] Em uma realização, o conjunto de raiz pode incluir adicionalmente um ou mais insertos de raiz pultrudados, em que os materiais compósitos pré-curados ou pré-consolidados dos insertos de raiz pultrudados e/ou dos espaçadores pultrudados podem, cada um, incluir uma pluralidade de materiais fibrosos curados em conjunto através de uma resina. Mais especifícamente, a pluralidade de materiais fibrosos pode incluir pelo menos um dentre fibras ou cabos trançados de carbono ou vidro, ou similares. Além disso, a resina pode incluir pelo menos um dentre um material termoplástico ou um material termofixo. Mais especifícamente, em certas realizações, o material termoplástico pode incluir pelo menos um dentre cloretos de polivinila (PVC), cloretos de polivinilideno, acetatos de polivinila, polipropilenos, polietilenos, poliestirenos, poliuretanos, sulfeto de polifenila, tereftalato de polibutileno (PBT), poliamidas, metacrilato de polimetila (PMMA), tereftalato de polietileno glicosado (PET-G), tereftalato de polietileno (PET) ou similares. Em realizações adicionais, o material termofixo pode incluir pelo menos um dentre poliéster, éster, epóxi, melamina formaldeído, ureia formaldeído ou similares.

[009] Em realizações adicionais, a pluralidade de espaçadores também pode incluir um material de núcleo. Por exemplo, em certas realizações, o material de núcleo pode incluir um material leve tal como madeira (por exemplo, de balsa), espuma (por exemplo, espuma de poliestireno extrudado) ou uma combinação de tais materiais. Mais especificamente, o material de núcleo pode incluir um material de espuma de baixa densidade.

[010] Em certas realizações, o conjunto de raiz também pode incluir um agente de ligação configurado dentro do vão radial, por exemplo, entre as superfícies dos insertos de raiz e/ou dos espaçadores, que é configurado para promover a adesão de superfície e/ou a transferência de resina ao longo de todo o conjunto de raiz. Mais especificamente, em realizações particulares, o agente de ligação pode incluir uma manta de fibra picada (CFM), uma película de plástico biaxialmente estirada, um tecido de vidro tridimensional ou similares.

[011] Em realizações adicionais, os componentes do conjunto de raiz podem ser unidos através de pelo menos um dentre soldagem, infusão a vácuo, modelagem por transferência de resina (RTM), modelagem por transferência de resina leve (RTM), modelagem por transferência de resina auxiliada por vácuo (VARTM) ou similares.

[012] Em realizações adicionais, os insertos de raiz e os espaçadores podem, cada um, incluir bordos laterais de modo que, quando os insertos de raiz e os espaçadores estão dispostos no conjunto de raiz, os bordos laterais dos insertos de raiz e dos espaçadores adjacentes se alinhem e estejam substancialmente nivelados para formar a primeira e a segunda superfícies contínuas. Mais especificamente, a pluralidade de insertos de raiz pode incluir qualquer formato em corte transversal adequado. Por exemplo, em certas realizações, o formato em corte transversal dos insertos de raiz pode incluir um quadrado, um retângulo ou similares. Em realizações adicionais, a pluralidade de espaçadores também pode incluir qualquer formato em corte transversal adequado, por exemplo, que corresponda ao formato em corte transversal da pluralidade de insertos de raiz.

[013] Em outro aspecto, a presente revelação se direciona a um método para fabricar um conjunto de raiz para uma pá de rotor de uma turbina eólica. O método inclui colocar uma camada externa de material termoplástico em um molde de invólucro de uma seção de raiz de pá da pá de rotor para formar uma superfície de parede lateral externa do conjunto de raiz. Outra etapa inclui colocar uma pluralidade de insertos de raiz em cima da camada externa, em que cada um dentre os insertos de raiz inclui pelo menos uma bucha de metal circundada por um material termoplástico. O método também inclui colocar uma camada interna de material termoplástico em um molde de invólucro em cima dos insertos de raiz para formar uma superfície de parede lateral interna do conjunto de raiz. Uma etapa adicional inclui unir os insertos de raiz entre as camadas interna e externa.

[014] Em outra realização, a etapa de unir os insertos de raiz entre as camadas interna e externa pode incluir adicionalmente soldar os insertos de raiz entre as camadas interna e externa. Mais especificamente, em certas realizações, a etapa de soldar os insertos de raiz entre as camadas interna e externa também pode incluir aquecer as buchas de metal dos insertos de raiz, de modo que o material termoplástico circundante seja aquecido, e soldar o material termoplástico aquecido dos insertos de raiz às camadas interna e externa.

[015] Em ainda outro aspecto, a presente revelação se direciona a um método para fabricar um conjunto de raiz para uma pá de rotor de uma turbina eólica. O método inclui colocar uma camada externa de material compósito em um molde de invólucro de uma seção de raiz de pá da pá de rotor para formar uma superfície de parede lateral externa do conjunto de raiz. Outra etapa inclui colocar uma pluralidade de insertos de raiz em cima da camada externa, em que cada um dentre os insertos de raiz inclui pelo menos uma bucha de metal circundada por um material compósito pré-curado ou pré-consolidado. O método também inclui colocar uma pluralidade de espaçadores entre um ou mais dentre a pluralidade de insertos de raiz, em que os espaçadores são construídos, pelo menos em parte, de um material compósito pré-curado ou pré-consolidado. Ainda uma etapa adicional inclui colocar uma camada interna de material compósito em um molde de invólucro em cima dos insertos de raiz e dos espaçadores para formar uma superfície de parede lateral interna do conjunto de raiz. Assim, o método também inclui infundir os insertos de raiz e os espaçadores entre as camadas interna e externa através de uma resina.

[016] Em uma realização, o método também pode incluir variar uma quantidade dos insertos de raiz com base em concentrações de carga no conjunto de raiz. Sendo assim, a quantidade de insertos de raiz pode ser aumentada ou diminuída com base em concentrações de carga variáveis no conjunto de raiz. Em outra realização, o método pode incluir colocar pelo menos um espaçador entre cada um dos insertos de raiz de modo que os insertos de raiz sejam uniformemente espaçados.

[017] Em realizações adicionais, a etapa de colocar a pluralidade de insertos de raiz em cima da camada externa e colocar a pluralidade de espaçadores entre um ou mais dentre a pluralidade de insertos de raiz pode incluir montar a pluralidade de insertos de raiz e a pluralidade de espaçadores em um flange removível que é configurado para manter a posição dos insertos de raiz e dos espaçadores durante a infusão. Assim, após a infusão, o flange removível pode ser removido e reusado para produzir conjuntos de raízes adicionais.

[018] Em certas realizações, o método também pode incluir pultrudar pelo menos um dentre a pluralidade de insertos de raiz ou dentre a pluralidade de espaçadores, em que os materiais compósitos pré-curados ou pré-consolidados podem incluir uma pluralidade de materiais fibrosos curados em conjunto através de uma resina. Mais especificamente, em realizações particulares, a pluralidade de materiais fibrosos pode incluir pelo menos um dentre fibras ou cabos trançados de carbono, fibras ou cabos trançados de vidro ou similares. Adicionalmente, em realizações particulares, a etapa de pultrudar a pluralidade de espaçadores pode incluir adicionalmente fornecer um material de núcleo de baixa densidade para preencher um volume interno dos espaçadores.

[019] Em realizações adicionais, o método também pode incluir preparar uma ou mais superfícies dos insertos de raiz e/ou dos espaçadores de modo a aprimorar a adesão das superfícies ou promover a transferência de resina durante a infusão. Por exemplo, em certas realizações, a etapa de preparar uma ou mais superfícies dos insertos de raiz ou dos espaçadores pode incluir pelo menos um dentre fornecer um agente de ligação entre uma ou mais dentre as superfícies, triturar uma ou mais dentre as superfícies ou similares.

[020] Em realizações adicionais, o método também pode incluir infundir os insertos de raiz e os espaçadores entre as camadas interna e externa através de pelo menos uma dentre infusão a vácuo, modelagem por transferência de resina (RTM), modelagem por transferência de resina leve (RTM), modelagem por transferência de resina auxiliada por vácuo (VARTM) ou similares.

[021] Em ainda outra realização, o molde de invólucro pode incluir uma primeira metade de invólucro e uma segunda metade de invólucro.

Sendo assim, o método pode incluir formar uma primeira seção de pá através da primeira metade de invólucro, formar uma segunda seção de pá através da segunda metade de invólucro e ligar a primeira e a segunda seções de pá em conjunto através de um adesivo. Deve-se compreender que cada seção de pá pode ser formada através das etapas de método conforme descrito no presente documento.

[022] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção serão sustentadas e descritas adicionalmente em referência à descrição a seguir e às reivindicações anexas. As figuras anexas, que são incorporadas neste relatório descritivo e constituem uma parte do mesmo, ilustram realizações da invenção e, em conjunto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

Breve Descrição Das Figuras [023] Uma revelação completa e permissiva da presente invenção que inclui o melhor modo da mesma, direcionada a uma pessoa de habilidade comum na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma pá de rotor de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 3 ilustra uma vista ampliada de uma realização de uma face de extremidade de um conjunto de raiz de uma pá de rotor, de acordo com a presente invenção; A Figura 4 ilustra uma vista ampliada de outra realização de uma face de extremidade de um conjunto de raiz de uma pá de rotor, de acordo com a presente invenção; A Figura 5 ilustra uma vista ampliada de ainda outra realização de uma face de extremidade de um conjunto de raiz de uma pá de rotor, de acordo com a presente invenção; A Figura 6 ilustra uma vista detalhada de uma porção de um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de um inserto de raiz para um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 8 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de um espaçador para um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 9 ilustra uma vista em corte transversal do espaçador da Figura 6 ao longo da linha 7-7; A Figura 10 ilustra uma vista em perspectiva de uma porção de um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 11 ilustra uma vista ampliada de outra realização de uma porção de um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente invenção; A Figura 12 ilustra uma vista detalhada de uma porção de um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 13 ilustra uma vista em perspectiva de outra realização de um inserto de raiz para um conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 14 ilustra um fluxograma de um método para fabricar um conjunto de raiz para uma pá de rotor de turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 15 ilustra uma vista em perspectiva de um molde de invólucro usado durante o processo de fabricação do conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica de acordo com a presente revelação, que ilustra particularmente a camada externa colocada sobre o molde de invólucro; A Figura 16 ilustra uma vista em perspectiva de um molde de invólucro usado durante o processo de fabricação do conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica de acordo com a presente revelação, que ilustra particularmente a camada externa, os insertos de raiz e os espaçadores colocados sobre o molde de invólucro; A Figura 17 ilustra uma vista em perspectiva de um molde de invólucro usado durante o processo de fabricação do conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica de acordo com a presente revelação, que ilustra particularmente os insertos de raiz e os espaçadores presos no molde de invólucro através de um flange removível; e A Figura 18 ilustra uma vista em perspectiva de um molde de invólucro usado durante o processo de fabricação do conjunto de raiz de uma pá de rotor de turbina eólica de acordo com a presente revelação, que ilustra particularmente os insertos de raiz e os espaçadores entre as camadas interna e externa de material compósito antes da infusão.

Descrição Detalhada Da Invenção [024] Agora, referência será feita detalhadamente às realizações da invenção, da qual um ou mais exemplos são ilustrados nas figuras. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. De fato, será aparente para as pessoas versadas na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou espírito da invenção. Por exemplo, funções ilustradas ou descritas como parte de uma realização podem ser usadas com outra realização para render ainda outra realização. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações que se encaixem dentro do escopo das reivindicações anexas e de equivalentes das mesmas.

[025] Em geral, a presente revelação é direcionada a um conjunto de raiz para uma pá de rotor de uma turbina eólica e a métodos para fabricar o mesmo. O conjunto de raiz inclui uma seção de raiz de pá que tem uma superfície de parede lateral interna e uma superfície de parede lateral externa separadas por um vão radial, uma pluralidade de insertos de raiz espaçados circunferencialmente dentro do vão radial e, opcionalmente, uma pluralidade de espaçadores configurados entre um ou mais dentre os insertos de raiz. Adicionalmente, a seção de raiz de pá pode ser construída, pelo menos em parte, a partir de um material termoplástico ou um material termofixo. Além disso, cada um dentre os insertos de raiz inclui pelo menos um furo de poço circundado por um material compósito pré-curado ou pré-consolidado, por exemplo, um material termoplástico ou um material termofixo. Além disso, os espaçadores também podem ser construídos de um material compósito pré-curado ou pré-consolidado, por exemplo, um material termoplástico ou um material termofixo. Mais especificamente, os materiais termoplásticos e/ou termofixos podem ser reforçados com fibras ou cabos trançados de vidro ou carbono.

[026] A presente revelação fornece muitas vantagens que não se encontram presentes na técnica anterior. Por exemplo, o conjunto de raiz da presente revelação fornece qualidade de laminado aprimorada entre os insertos de raiz, por exemplo, devido à combinação de componentes termofixos e/ou termoplásticos. Além disso, o conjunto de raiz da presente revelação permite o uso de insertos de raiz em pás de rotor termoplásticas assim como em pás de rotor termofixas. Adicionalmente, o consumo de resina no processo de infusão de invólucro primário das pás de rotor pode ser reduzido, reduzindo, desse modo, os custos totais de fabricação. Adicionalmente, o trabalho exigido para colocar os insertos de raiz e/ou os espaçadores no molde de invólucro pode ser reduzido em comparação ao uso de tecidos secos para preencher o volume. Além disso, os insertos de raiz pultrudados permitem reduções significativas em tempo de ciclo de fabricação em comparação ao uso de configurações de parafuso em T e/ou rosca de tambor.

[027] Agora, em referência às figuras, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma turbina eólica com eixo geométrico horizontal 10. Deve ser observado que a turbina eólica 10 também pode ser uma turbina eólica com eixo geométrico vertical. Conforme mostrado na realização ilustrada, a turbina eólica 10 inclui uma torre 12, uma nacela 14 montada na torre 12 e um cubo de rotor 18 que é acoplado à nacela 14. A torre 12 pode ser fabricada a partir de aço tubular ou de outro material adequado. O cubo de rotor 18 inclui uma ou mais pás de rotor 16 acopladas ao cubo 18 e que se estendem radialmente para fora a partir do mesmo. Conforme mostrado, o cubo de rotor 18 inclui três pás de rotor 16. Entretanto, em uma realização alternativa, o cubo de rotor 18 pode incluir mais ou menos que três pás de rotor 16. As pás de rotor 16 giram o cubo de rotor 18 para permitir que a energia cinética seja transferida do vento em energia mecânica utilizável e, subsequentemente, em energia elétrica. Especificamente, o cubo 18 pode ser acoplado de modo giratório a um gerador elétrico (não ilustrado) posicionado dentro da nacela 14 para produção de energia elétrica.

[028] Em referência à Figura 2, uma dentre as pás de rotor 16 da Figura 1 é ilustrada de acordo com aspectos da presente matéria. Conforme mostrado, a pá de rotor 16 inclui, em geral, um conjunto de raiz 30 que tem uma seção de raiz de pá 32 que é configurada para ser montada ou, de outra forma, fixada ao cubo 18 (Figura 1) da turbina eólica 10. Além disso, uma seção de ponta de pá 34 está disposta em oposição à seção de raiz de pá 32. Um invólucro de corpo 21 da pá de rotor se estende, em geral, entre a seção de raiz de pá 32 e a seção de ponta de pá 34 ao longo de um eixo geométrico longitudinal 24. O invólucro de corpo 21 pode servir, em geral, como um compartimento/revestimento externo da pá de rotor 16 e pode definir um perfil substancialmente aerodinâmico, tal como, definindo-se um corte transversal em formato de aerofólio simétrico ou curvado. O invólucro de corpo 21 também pode definir um lado de pressão 36 e um lado de sucção 38 que se estendem entre as extremidades anterior e posterior 26, 28 da pá de rotor 16. Além disso, a pá de rotor 16 também pode ter uma extensão 23 que define o comprimento total entre a seção de raiz de pá 32 e a seção de ponta de pá 34 e uma corda 25 que define o comprimento total entre o bordo de ataque 26 e o bordo de fuga 28. Conforme é geralmente compreendido, a corda 25 pode variar em comprimento em relação à extensão 23 à medida que a pá de rotor 16 se estende a partir da seção de raiz de pá 32 para a seção de ponta de pá 34.

[029] Em diversas realizações, o invólucro de corpo 21 da pá de rotor 16 pode ser formado como um único componente unitário. Alternativamente, o invólucro de corpo 21 pode ser formado a partir de uma pluralidade de segmentos ou componentes de invólucro. Adicionalmente, o invólucro de corpo 21 pode ser formado, em geral, a partir de qualquer material adequado. Por exemplo, em uma realização, todo o invólucro de corpo 21 pode ser formado a partir de um material compósito laminado, tal como, um compósito laminado reforçado com fibra de carbono ou um compósito laminado reforçado com fibra de vidro. Alternativamente, uma ou mais porções do invólucro de corpo 21 podem ser configuradas como uma construção em camadas e podem incluir um material de núcleo, formado a partir de um material leve, tal como madeira (por exemplo, de balsa), espuma (por exemplo, espuma de poliestireno extrudado) ou uma combinação de tais materiais, dispostos entre camadas de material compósito laminado.

[030] A pá de rotor 16 também pode incluir um ou mais componentes estruturais que se estendem longitudinalmente, configurados para fornecer rigidez, resistência à deformação e/ou força aumentadas à pá de rotor 16. Por exemplo, a pá de rotor 16 pode incluir um par de tampas de longarina que se estende longitudinalmente 20, 22 configuradas para serem engatadas às superfícies internas opostas 35, 37 dos lados de pressão e de sucção 34, 36 da pá de rotor 16, respectivamente. Adicional mente, uma ou mais tramas de cisalhamento (não mostradas) podem estar dispostas entre as tampas de longarina 20, 22 de modo a formar uma configuração do tipo de feixe. As tampas de longarina 20, 22 podem, geralmente, ser projetadas para controlar as tensões de flexão e/ou outras cargas que atuam na pá de rotor 16 em uma direção geralmente no sentido de extensão (uma direção paralela à extensão 23 da pá de rotor 16) durante a operação de uma turbina eólica 10. De modo similar, as tampas de longarina 20, 22 também podem ser projetadas para resistirem à compressão no sentido de extensão que ocorre durante a operação da turbina eólica 10.

[031] Agora, em referência às Figuras 3 a 13, várias vistas e/ou componentes de múltiplas realizações do conjunto de raiz 30 de acordo com a presente revelação são ilustradas. Mais especificamente, conforme mostrado, o conjunto de raiz 30 inclui uma seção de raiz de pá 32 que tem uma face de extremidade 33 com um corte transversal substancialmente anular definido por uma superfície de parede lateral interna 40 e uma superfície de parede lateral externa 42. Adicionalmente, conforme genericamente mostrado nas figuras, as superfícies de parede lateral interna e externa 40, 42 são separadas por um vão radial 44. Além disso, em certas realizações, a seção de raiz de pá 32 pode ser construída de um primeiro material compósito. Por exemplo, em certas realizações, o primeiro material compósito pode incluir um material termoplástico ou um material termofixo. Além disso, os materiais termofixos ou termoplásticos da seção de raiz de pá 32 podem ser reforçados com uma ou mais fibras, que incluem, mas não são limitadas a, fibras ou cabos trançados de vidro ou carbono.

[032] Além disso, conforme mostrado, o conjunto de raiz 30 também inclui uma pluralidade de insertos de raiz 46 espaçados circunferencialmente dentro do vão radial 44 e, opcionalmente, uma pluralidade de espaçadores 52 (Figuras 4 a 6 e 8 a 13) configurados entre um ou mais dentre os insertos de raiz 46. Além disso, cada um dentre os insertos de raiz 46 inclui pelo menos um furo de poço ou bucha 48 circundado por um segundo material compósito 50. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, cada um dentre os insertos de raiz 46 inclui uma bucha única 48 circundada pelo segundo material compósito 50. Alternatívamente, conforme mostrado na Figura 5, um ou mais dentre os insertos de raiz 46 podem incluir uma pluralidade de buchas 48 circundadas por um segundo material compósito 50. Mais especificamente, em certas realizações, a(s) bucha(s) 48 pode(m) incluir uma bucha de metal curada dentro e circundada pelo segundo material compósito 50. Por exemplo, em certas realizações, o segundo material compósito (assim como o primeiro material compósito) pode incluir um material termoplástico ou um material termofixo. Além disso, conforme mencionado, os materiais termofixos ou termoplásticos podem ser reforçados com uma ou mais fibras, que incluem, mas não são limitadas a, fibras ou cabos trançados de vidro ou carbono.

[033] Mais especificamente, em certas realizações, o segundo material compósito pode ser diferente do primeiro material compósito. Por exemplo, o primeiro material compósito pode ser um material termofixo, enquanto o segundo material compósito pode ser um material termoplástico. Em realizações alternativas, o primeiro material compósito pode ser um material termoplástico, enquanto o segundo material compósito pode ser um material termofixo. Em realizações ainda adicionais, tanto o primeiro quanto o segundo materiais compósitos podem ser materiais termoplásticos. Além disso, os espaçadores 52, conforme descrito no presente documento, podem ser construídos, pelo menos em parte, de um material compósito pré-consolidado ou pré-curado 54, por exemplo, um material termoplástico ou um material termofixo.

[034] Os materiais termoplásticos, conforme descrito no presente documento, geralmente abrangem um polímero ou material plástico que é reversível na natureza. Por exemplo, os materiais termoplásticos tipicamente se tornam flexíveis ou moldáveis quando aquecidos a uma certa temperatura e se solidificam mediante resfriamento. Adicionalmente, os materiais termoplásticos podem incluir materiais termoplásticos amorfos e materiais termoplásticos semicristalinos. Por exemplo, alguns materiais termoplásticos amorfos podem, em geral, incluir, mas não são limitados a, estirenos, vinilas, celulósicos, poliésteres, acrílicos, polissulfonas e/ou imidas. Mais especificamente, os materiais termoplásticos amorfos exemplificativos podem incluir poliestireno, acrilonitrila butadieno estireno (ABS), metacrilato de polimetila (PMMA), tereftalato de polietileno glicosado (PET-G), policarbonato, acetato de polivinila, poliamida amorfa, cloretos de polivinila (PVC), cloreto de polivinilideno, poliuretano ou similares. Além disso, os materiais termoplásticos semicristalinos exemplificativos podem, em geral, incluir, mas não são limitados a, poliolefinas, poliamidas, fluoropolímero, acrilato de etil-metila, poliésteres, policarbonatos e/ou acetais. Mais especificamente, os materiais termoplásticos semicristalinos exemplificativos podem incluir tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), polipropileno, sulfeto de polifenila, polietileno, poliamida (náilon), polietercetona ou similares. Adicionalmente, os materiais termofixos, conforme descrito no presente documento, geralmente abrangem um material plástico ou polímero que não é reversível na natureza. Por exemplo, os materiais termofixos, uma vez curados, não podem ser facilmente remoldados ou retornados para um estado líquido. Sendo assim, após a formação inicial, os materiais termofixos são geralmente resistentes a calor, corrosão e/ou deformação. Os materiais termofixos exemplificativos podem, em geral, incluir, mas não são limitados a, alguns poliésteres, alguns poliuretanos, ésteres, epóxis, melamina formaldeído, ureia formaldeído ou similares.

[035] Além disso, em certas realizações, os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52 podem ser pultrudados a partir de um ou mais materiais compósitos, respectivamente. Conforme usado no presente documento, os termos “pultrudados”, “pultrusões” ou similares, abrangem geralmente materiais reforçados (por exemplo, fibras ou cordas tecidas ou trançadas) que são impregnadas com uma resina e puxadas através de uma matriz estacionária de modo que a resina cure ou se submeta à polimerização. Sendo assim, o processo para fabricar membros pultrudados é tipicamente distinguido por um processo contínuo de materiais compósitos que produz partes compósitas que têm um corte transversal constante. Assim, os materiais compósitos podem incluir pultrusões construídas de materiais termofixos ou termoplásticos reforçados com vidro ou carbono. Adicionalmente, os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52 podem ser formados dos mesmos materiais compósitos ou de materiais compósitos diferentes. Além disso, os componentes pultrudados podem ser produzidos a partir de cabos trançados, que geralmente abrangem feixes longos e estreitos de fibras que não são combinadas até que unidas por uma resina curada.

[036] Em realizações particulares, conforme mostrado nas Figuras 8 e 9, os espaçadores 52 também podem incluir um material de núcleo 58. Por exemplo, em certas realizações, o material de núcleo 58 pode incluir um material leve tal como madeira (por exemplo, de balsa), espuma (por exemplo, espuma de poliestireno extrudado) ou uma combinação de tais materiais. Mais especificamente, o material de núcleo 58 pode incluir um material de espuma de baixa densidade. Sendo assim, o material de núcleo 58 é configurado para ocupar o espaço que seria, de outra forma, preenchido com material fibroso e/ou resina durante o processo de pultrusão. Assim, em certas realizações, o material de núcleo 58 pode ser configurado para preencher espaço suficiente no espaçador de pultrusão para permitir cura suficiente ao longo de todo o espaçador 52.

[037] Referindo-se particularmente às Figuras 6 a 10, os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52 podem, cada um, incluir bordos laterais 45, 53, respectivamente, de modo que, quando os insertos de raiz 46 e os espaçadores 52 estão dispostos no conjunto de raiz 30 (Figuras 6 e 10), os bordos laterais 45, 53 se alinhem substancialmente e sejam nivelados para formar a primeira e a segunda superfícies contínuas 55, 56. Mais especificamente, a pluralidade de insertos de raiz 46 pode incluir qualquer formato em corte transversal adequado 60. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 5 a 8, o formato em corte transversal 60 dos insertos de raiz 46 pode ser um quadrado, um retângulo, um círculo ou similares. Mais especificamente, conforme mostrado nas Figuras 4 a 10, o formato em corte transversal 60 dos insertos de raiz 46 é substancialmente quadrado. Alternativamente, conforme mostrado nas Figuras 11 a 13, o formato em corte transversal 60 dos insertos de raiz 46 é substancialmente circular. Em realizações adicionais, a pluralidade de espaçadores 52 também pode incluir qualquer formato em corte transversal adequado 62. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 4 a 10, o formato em corte transversal 62 dos espaçadores pode corresponder ao formato em corte transversal 60 da pluralidade de insertos de raiz 46 de modo que os insertos e os espaçadores possam estar alinhados em conjunto no vão radial 44. Além disso, os insertos de raiz 46 e os espaçadores 52 podem ser dimensionados de modo a seguir a curvatura do vão radial 44. Alternativamente, conforme mostrado nas Figuras 11 a 13, o formato em corte transversal 62 dos espaçadores 52 pode incluir um formato geralmente de ampulheta que corresponde ao formato em corte transversal circular 60 dos insertos de raiz 46. Por exemplo, conforme mostrado na realização ilustrada, os bordos laterais 53 dos espaçadores 52 podem ser côncavos de modo que os bordos recebam os insertos de raiz 46 nas mesmas.

[038] Em realizações adicionais, conforme mostrado na Figura 6, o conjunto de raiz 30 também pode incluir um agente de ligação 64 configurado dentro do vão radial 44, por exemplo, entre as várias superfícies entre os insertos de raiz 46 e/ou espaçadores 52. Assim, o agente de ligação 64 é configurado para promover a adesão de superfície e/ou transferência de resina ao longo de todo o conjunto de raiz 30 durante o processo de fabricação. Mais especificamente, em realizações particulares, o agente de ligação 64 pode incluir uma manta de fibra picada (CFM), uma película de plástico biaxialmente estirada, um tecido de vidro tridimensional ou similares. Assim, em realizações adicionais, o conjunto de raiz 30 pode ser formado através de pelo menos um dentre infusão a vácuo, modelagem por transferência de resina (RTM), modelagem por transferência de resina leve (RTM), modelagem por transferência de resina auxiliada por vácuo (VARTM), ou similares, que é discutido em mais detalhes abaixo.

[039] Agora, em referência à Figura 14, um fluxograma de uma realização de um método 30 para fabricar um conjunto de raiz 30 para uma pá de rotor 16 de uma turbina eólica 10 é ilustrado. Conforme mostrado em 102, o método 100 inclui colocar uma camada externa 42 de material compósito em um molde de invólucro 66 de uma seção de raiz de pá 32 da pá de rotor 16 para formar uma superfície de parede lateral externa 42 do conjunto de raiz 30, por exemplo, conforme mostrado na Figura 13. Mais especificamente, a camada externa 42 de material compósito pode incluir uma pele de material termoplástico que pode opcionalmente ser reforçada com fibras de vidro ou carbono. Assim, o método 100 pode incluir assentar uma ou mais lonas (por exemplo, fibras de vidro ou carbono) no molde de invólucro 66 que se estendem a partir da face de extremidade 33 da seção de raiz de pá 32 em direção à seção de ponta de pá 34. Além disso, as lonas são tipicamente assentadas no molde de modo a se estenderem a partir do bordo de ataque 26 para o bordo de fuga 28 da pá de rotor 16. As lonas podem, então, ser infundidas em conjunto, por exemplo, através de um material termoplástico. Adicionalmente, conforme mostrado, o molde de invólucro 66 pode incluir uma primeira metade de invólucro 68 e uma segunda metade de invólucro (não mostradas). Sendo assim, o método 100 pode incluir formar uma primeira seção de pá através da primeira metade de invólucro 68, formar uma segunda seção de pá através da segunda metade de invólucro e ligar a primeira e a segunda seções de pá em conjunto, por exemplo, através de um adesivo. Deve-se compreender que cada seção de pá pode ser formada através das etapas de método conforme descritas no presente documento.

[040] Assim, conforme mostrado em 104, o método 100 também pode incluir colocar uma pluralidade de insertos de raiz 46 em cima da camada externa 42, por exemplo, conforme mostrado na Figura 16. Em realizações particulares, conforme mostrado na Figura 17, cada inserto de raiz 46 pode ser colocado no molde e, então, aparafusado a um flange removível 68 que pode ser removido em um momento posterior. Conforme mencionado, os insertos de raiz 46 podem ser construídos de um material termoplástico ou termofixo. Além disso, conforme mostrado em 106, o método 100 pode opcionalmente incluir colocar uma pluralidade de espaçadores 52 entre um ou mais dentre a pluralidade de insertos de raiz 46, por exemplo, conforme mostrado na Figura 16. Deve-se compreender que os espaçadores 52 podem ser colocado no molde de invólucro simultaneamente com os insertos de raiz 46, por exemplo, colocando-se alternadamente um espaçador 52, então, um inserto 46, e assim por diante. Por exemplo, em certas realizações, o método 100 pode incluir colocar pelo menos um espaçador 52 adjacente a um inserto instalado 46 e, então, colocar subsequentemente outro inserto 52 no outro lado do inserto instalado 46 e aparafusar os espaçadores 52 ao flange removível 68. Em outras palavras, a etapa de colocar a pluralidade de insertos de raiz 46 em cima da camada externa 42 e de colocar a pluralidade de espaçadores 52 entre um ou mais dentre a pluralidade de insertos de raiz 46 podem incluir montar os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52 no flange removível 68, que é configurado para manter a posição dos insertos de raiz 46 e/ou dos espaçadores 52 durante a infusão. Por exemplo, conforme mostrado, os insertos de raiz 46 e os espaçadores 52 podem ser montados no flange removível através de um ou mais fixadores 70.

[041] Também deve-se compreender que qualquer disposição de insertos de raiz-a-espaçadores pode ser usada no conjunto de raiz 30. Por exemplo, em certas realizações, o conjunto de raiz 30 pode incluir somente insertos de raiz 46 conforme mostrado na Figura 3. Alternativamente, o método 100 de montagem do conjunto de raiz 30 pode incluir variar uma quantidade dos insertos de raiz 46 e dos espaçadores 52 com base em concentrações de carga no conjunto de raiz 30. Mais especificamente, a disposição de insertos de raiz-a-espaçadores pode ser adaptada de modo que a quantidade de insertos de raiz 46 seja aumentada em áreas de concentrações mais altas de carga (por exemplo, a porção da raiz mais próxima às tampas de longarina 20, 22). Sendo assim, em certas realizações, a quantidade de insertos de raiz 46 pode ser aumentada ou diminuída com base em concentrações de carga variáveis no conjunto de raiz 30. Em uma realização adicional, conforme mostrado nas Figuras 4, 11 e 16, o método 100 pode incluir colocar pelo menos um espaçador 52 entre cada um dos insertos de raiz 46 de modo que os insertos de raiz 46 sejam uniformemente espaçados. Tal realização fornece separação igual dos insertos 46 para adaptar a pá de rotor 16 à quantidade mínima de parafusos exigidos sem ter que superdimensionar a raiz de pá devido à geometria-padrão do inserto 46. Alternativamente, conforme mostrado na Figura 5, o método 100 pode incluir colocar os espaçadores 52 entre os insertos de raiz 46 aleatoriamente.

[042] Em realizações adicionais, o método 100 também pode incluir preparar uma ou mais superfícies 45, 53 dos insertos de raiz 46 e/ou dos espaçadores 52 (ou as superfícies de parede lateral interna e externa 40, 42) de modo a aprimorar a adesão das superfícies durante a infusão e/ou promover a transferência de resina durante a infusão. Por exemplo, em certas realizações, a etapa de preparar uma ou mais superfícies pode incluir fornecer um agente de ligação 64 entre uma ou mais dentre as superfícies, triturar uma ou mais dentre as superfícies ou similares.

[043] Além disso, conforme mencionado, o método 100 também pode incluir formar os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52 com o uso de quaisquer processos de fabricação adequados. Por exemplo, em certas realizações, o método 100 pode incluir pultrudar os insertos de raiz 46 e/ou os espaçadores 52, por exemplo, com o uso de materiais termoplásticos ou termofixos reforçados com fibras de carbono ou vidro. Mais especificamente, em realizações particulares, a etapa de pultrudar os espaçadores 52 pode incluir adicionalmente fornecer um material de núcleo de baixa densidade 58 para preencher um volume interno dos espaçadores 52.

[044] Ainda em referência à Figura 14, conforme mostrado em 108, o método 100 também pode incluir colocar uma camada interna 40 de material compósito no molde de invólucro 66 em cima dos insertos de raiz 46 e dos espaçadores 52 para formar uma superfície de parede lateral interna 40 do conjunto de raiz 30, por exemplo, conforme mostrado na Figura 18. Assim, conforme mostrado em 110, o método 100 pode, então, incluir infundir os insertos de raiz 46 e os espaçadores 52 entre as camadas interna e externa 40, 42, por exemplo, através de uma resina. Mais especificamente, em certas realizações, o método 100 pode incluir infundir os insertos de raiz 46 e os espaçadores 52 entre as camadas interna e externa 40, 42 através de infusão a vácuo, modelagem por transferência de resina (RTM), modelagem por transferência de resina leve (RTM), modelagem por transferência de resina auxiliada por vácuo (VARTM) ou similares.

[045] Em realizações alternativas, em que as camadas interna e externa 40, 42 e os insertos de raiz 46 são construídos de materiais termoplásticos, o método 100 também pode incluir soldar os insertos termoplásticos 46 entre as camadas interna e externa 40, 42 (em vez de incluir ou ligar os insertos 46 entre as camadas interna e externa 40, 42). Sendo assim, os insertos termoplásticos 46 podem ser reaquecidos, removidos e recolocados no evento de danos e/ou defeitos de fabricação. Mais especificamente, em certas realizações, o método 100 pode incluir aquecer a bucha de metal 48 dos insertos 46 de modo que o material termoplástico circundante seja aquecido. Assim, o material termoplástico aquecido pode ser soldado às superfícies correspondentes termoplásticas circundantes, por exemplo, as camadas interna e externa 40, 42. Em realizações adicionais, pressão também pode ser aplicada a partir da extremidade de raiz da bucha de metal 48 para garantir uma ligação de solda adequada. Consequentemente, em realizações adicionais, um processo similar pode ser usado para remover um inserto existente 46, isto é, aplicando-se calor à bucha de metal 48 enquanto puxa o inserto 46 a ser removido.

[046] O processo para infundir, ligar ou soldar os insertos 46 entre as camadas interna e externa 40, 42 pode, então, ser repetido para cada meia pá (se necessário). Adicionalmente, as metades de pá (em que o primeiro e o segundo moldes de invólucro são usados) são permitidas a curar por um período de tempo predeterminado. Uma vez curadas, o flange removível 68 pode ser removido e reusado para fabricar conjuntos de raiz adicionais 30. Além disso, as metades de pá (se aplicáveis) podem ser ligadas em conjunto, por exemplo, com um adesivo, para formar o conjunto de raiz 30. O adesivo é, então, permitido a curar para um estado adequado para ejetar o conjunto de raiz 30 a partir dos moldes de invólucro. O conjunto de raiz 30 pode, então, ser ejetado a partir do molde de invólucro 66 e alocado em uma área para finalização.

[047] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique a invenção, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas, e a realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações caso os mesmos incluam elementos estruturais que não sejam diferentes da linguagem literal das reivindicações ou caso os mesmos incluam elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.

Lista De Componentes 10 Turbina eólica 12 Torre 14 Nacela 16 Pá 18. Cubo de rotor 20 Tampa de longarina 21 Invólucro de corpo 22 Tampa de longarina 23 Extensão 24 Eixo geométrico longitudinal 25 Corda 26 Bordo de ataque 28 Bordo de fuga 30 Conjunto de raiz 32 Seção de raiz de pá 33 Face de extremidade 34 Seção de ponta de pá 36 Lado de pressão 38 Lado de sucção 40 Superfície de parede lateral interna 42 Superfície de parede lateral externa 44 Vão radial 46 Insertos de raiz 45 Bordos laterais 48 Furo de poço/Bucha 50 Primeiro material compósito 52 Espaçadores 53 Bordos laterais 54 Segundo material compósito 55 Primeira superfície contínua 56 Segunda superfície contínua 58 Material de núcleo 60 Formato em corte transversal de i nserto de raiz 62 Formato em corte transversal de espaçador 64 Agente de ligação 66 Molde de invólucro 68 Metades de invólucro 68 Flange removível 70 Fixadores 100 Método 102 Etapa de método 104 Etapa de método 106 Etapa de método 108 Etapa de método 110 Etapa de método Reivindicações

Claims

1. CONJUNTO DE RAIZ (30) PARA UMA PÁ DE ROTOR (16) DE UMA TURBINA EÓLICA (10), caracterizado pelo fato de que compreende: uma seção de raiz de pá (32) que compreende uma superfície de parede lateral interna (40) e uma superfície de parede lateral externa (42) separadas por um vão radial (44); uma pluralidade de insertos de raiz (46) espaçados circunferencialmente dentro do vão radial (44), em que cada um dos insertos de raiz (46) compreende pelo menos uma bucha (48) circundada por um material compósito pré-consolidado (50), em que cada uma das buchas (48) é configurada para receber um parafuso de raiz, sendo que os parafusos de raiz são configurados para prender o conjunto de raiz (30) a um cubo (18) da turbina eólica (10); e, uma pluralidade de espaçadores pultrudados (52) configurados entre um ou mais dentre os insertos de raiz (46), em que cada um dos espaçadores pultrudados (52) é construído de um material compósito pré-consolidado (50).

2. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente insertos de raiz pultrudados (46), em que os materiais compósitos pré-consolidados (50) dos insertos de raiz pultrudados (46) e os espaçadores pultrudados (52) compreendem uma pluralidade de materiais fibrosos curados juntamente através de uma resina, em que a pluralidade de materiais fibrosos compreende pelo menos um dentre fibras de carbono, cabos trançados de fibra de carbono, fibras de vidro ou cabos trançados de fibra de vidro.

3. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina compreende pelo menos um dentre um material termoplástico ou um material termofixo.

4. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de espaçadores (52) compreende adicionalmente um material de núcleo de baixa densidade.

5. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um agente de ligação configurado dentro do vão radial (44), em que o agente de ligação é configurado para promover a transferência de resina durante a fabricação do conjunto de raiz (30), em que o agente de ligação compreende manta de fibra picada (CFM), uma película de plástico biaxialmente estirada ou um tecido de vidro tridimensional.

6. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os insertos de raiz (46) e os espaçadores (52) compreendem bordos laterais (45) de modo que, quando os insertos de raiz (46) e os espaçadores (52) estão dispostos no conjunto de raiz (30), os bordos laterais (45) se alinhem e estejam substancialmente nivelados para formar a primeira e a segunda superfícies contínuas (55, 56).

7. CONJUNTO DE RAIZ (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de insertos de raiz (46) e a pluralidade de espaçadores (52) compreendem formatos em corte transversal correspondentes (60, 62), em que os formatos em corte transversal correspondentes (60, 62) compreendem um dentre um quadrado ou um retângulo.

8. MÉTODO PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE RAIZ (30) para uma pá de rotor (16) de uma turbina eólica (10), caracterizado pelo fato de que o método compreende: colocar uma camada externa (42) de material termoplástico em um molde de invólucro (66) de uma seção de raiz de pá (32) da pá de rotor (16) para formar uma superfície de parede lateral externa (42) do conjunto de raiz (30); colocar uma pluralidade de insertos de raiz (46) em cima da camada externa (42), em que cada um dentre os insertos de raiz (46) inclui pelo menos uma bucha de metal (48) circundada por um material termoplástico; colocar uma camada interna (40) de material termoplástico em um molde de invólucro (66) em cima dos insertos de raiz (46) para formar uma superfície de parede lateral interna (40) do conjunto de raiz (30); e, unir os insertos de raiz (46) entre as camadas interna e externa (40, 42).

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de unir os insertos de raiz (46) entre as camadas interna e externa (40, 42) compreende adicionalmente soldar os insertos de raiz (46) entre as camadas interna e externa (40, 42).

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que soldar os insertos de raiz (46) entre as camadas interna e externa (40, 42) compreende adicionalmente aquecer as buchas de metal (48) dos insertos de raiz (46), de modo que o material termoplástico circundante seja aquecido, e soldar o material termoplástico aquecido dos insertos de raiz (46) às camadas interna e externa (40, 42).

11. MÉTODO PARA FABRICAR UM CONJUNTO DE RAIZ (30) para uma pá de rotor (16) de uma turbina eólica (10), caracterizado pelo fato de que o método compreende: colocar uma camada externa (42) de material compósito (50) em um molde de invólucro (66) de uma seção de raiz de pá (32) da pá de rotor (16) para formar uma superfície de parede lateral externa (42) do conjunto de raiz (30); colocar uma pluralidade de insertos de raiz pultrudados (46) em cima da camada externa (42), em que cada um dentre os insertos de raiz pultrudados (46) inclui pelo menos uma bucha (48) circundada por um material compósito pré-consolidado (50); colocar uma pluralidade de espaçadores (52) entre um ou mais dentre a pluralidade de insertos de raiz (46), em que os espaçadores (52) são construídos, pelo menos em parte, de um material compósito pré-consolidado (54); colocar uma camada interna (40) de material compósito (50) em um molde de invólucro (60) em cima dos insertos de raiz (46) e dos espaçadores (52) para formar uma superfície de parede lateral interna (40) do conjunto de raiz (30); e, infundir os insertos de raiz (46) e os espaçadores (52) entre as camadas interna e externa (40, 42) através de uma resina.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente variar uma quantidade dos insertos de raiz (46) com base em concentrações de carga no conjunto de raiz (30).

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente colocar pelo menos um espaçador entre cada um dos insertos de raiz (46) de modo que cada um dentre os insertos de raiz (46) seja uniformemente espaçado.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer um material de núcleo de baixa densidade para preencher um volume interno dos espaçadores (52).

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente preparar uma ou mais superfícies dos insertos de raiz (46) ou dos espaçadores (52) para aprimorar a adesão das superfícies ou para promover a transferência de resina durante a infusão, em que preparar as uma ou mais superfícies dos insertos de raiz (46) ou dos espaçadores (52) compreende adicionalmente pelo menos um dentre fornecer um agente de ligação entre uma ou mais dentre as superfícies ou triturar uma ou mais dentre as superfícies.