KR20230065250A

KR20230065250A - 풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호

Info

Publication number: KR20230065250A
Application number: KR1020237007428A
Authority: KR
Inventors: 마니시 무커제; 마이클 드라크만 하그
Original assignee: 엘엠 윈드 파워 유케이 리미티드; 엘엠 윈드 파워 에이/에스
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2023-05-11
Also published as: GB202012135D0; US20230265828A1; WO2022029214A1; CN116171350A; EP4193057A1; JP2023536190A; CA3187686A1

Abstract

루트 단부로부터 팁 단부로 연장되는 풍력 터빈 블레이드로서, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드가, 개시된다. 풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는 리딩 에지 보호 요소를 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되며, 그리고 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션을 포함한다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다.

Description

풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호

본 개시는, 풍력 터빈 블레이드 및 풍력 터빈 블레이드의 제조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 보호와 같은, 환경 영향에 대한 풍력 터빈 블레이드의 보호의 분야에 속한다.

풍력 터빈은, 수 년, 예를 들어 적어도 20년 동안의 작동을 위해 설계될 필요가 있다. 연간 에너지 생산(AEP)을 극대화하기 위해, 풍력 터빈의 가동 중지 시간이 최소화되며 그리고 사용 도중에 의도된 AEP가 극대화되는 것이, 중요하다. 작동 도중에, 임계 침식 유입 속도가 초과되는, 블레이드의 외측 구역의 에어포일은, 공기 중의 입자들의 충격에 의해 야기되는 증가된 마모에 종속된다. 리딩 에지 상의 마모 및 침식을 감소시키기 위해, 풍력 터빈 블레이드, 그리고 특히, 공기 중의 입자가 작동 시 블레이드 궤적으로 인해 고속으로 블레이드에 충돌하는, 리딩 에지 상에서, 견고한 재료에 대한 필요성이, 존재한다.

풍력 터빈 블레이드들은, 리딩 에지 영역에서 침식 손상을 감소시키기 위해 및/또는 수명을 증가시키기 위해 수리될 수 있을 것이다. 그러나, 이것은, 가동 중지 시간을 최소화하는 요건에 위배된다. 또한, 풍력 터빈들을, 특히 해양 풍력 터빈들을 수리하는 것은, 어렵고 비용이 많이 든다. 대안 또는 보완으로서, 보호 요소가, 리딩 에지에, 예를 들어 풍력 터빈 블레이드의 침식 민감 영역에, 부착될 수 있을 것이다. 그러나, 보호 요소의 형상 및 개소는, 블레이드의 항력, 양력 및 소음 관한 큰 영향을 가지며, 이는 결국 AEP에 또한 영향을 미칠 수 있을 것이다.

풍력 터빈 블레이드의 팁은, 가장 높은 속도로 이동하며, 그리고 팁 근처의 리딩 에지는, 그에 따라, 최대의 마모에 종속된다. 그에 따라, 단지 풍력 터빈 블레이드의 팁을 향한 리딩 에지의 일부에만 리딩 에지 보호 요소를 적용하는 것이, 충분할 수 있을 것이다. 팁이 더 큰 마모에 종속되기 때문에, 팁은, 더욱 내측의 영역보다 더욱 침식 저항성의 재료로 보호될 수 있을 것이다.

더불어, 연간 에너지 생산(AEP)을 증가시키기 위해, 풍력 터빈 블레이드들의 작동 속도는, 100 m/s 이상으로 증가될 수 있을 것이다. 비교를 위해, 통상적인 풍력 터빈 블레이드들은, 일반적으로, 팁에서 90 m/s 아래의 속도에서 작동한다. 그러나, 풍력 터빈 블레이드의 속도가 더 높으면, 블레이드는, 더 큰 마모에 노출된다. 따라서, 블레이드 속도가 증가될 때, 침식 저항에 대한 더 높은 요건이, 또한 요구된다.

침식 테스트에서, 침식 진행은, 통상적으로, 잠복, 질량 손실, 및 기저 기재에 대한 돌파의 단계로서 설명된다. 잠복 기간은, 처음 질량 손실 또는 손상이 시각적으로 검출 가능할 때까지의 노출 시간을 나타낸다. 잠복 기간은, 들어오는 입자들의 충돌 속도에 의존한다. 돌파 시간은, 침식 진행이 보호 층을 관통하여 기저 기재까지 뚫릴 때의, 시점이다.

본 개시의 목적은, 종래 기술의 단점들 중의 적어도 일부를 극복하거나 또는 개선하는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지 보호 요소 및 리딩 에지 부분을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은, 공기역학적 효율에 관한 영향을 감소시키며 그리고 재료 사용을 최적화하는 가운데, 풍력 터빈 블레이드들의, 예를 들어 침식에 대한, 견고성을 개선하는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지를 보호하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 리딩 에지를 보호하기 위해 사용되는 재료들의 최적화는, 비용을 감소시키기 위해 및/또는 제조 시간을 감소시키기 위해 필요할 수 있을 것이다. 풍력 터빈 블레이드의 견고성의 개선은, 개별적인 풍력 터빈 블레이드들의 수명을 추가로 연장할 수 있을 것이다. 풍력 터빈 블레이드들의 연장된 수명에 부가하여, 본 발명은, 팁 속도가 증가될 수 있도록 리딩 에지 보호 요소의 배치를 최적화함에 의해, 더 높은 연간 에너지 생산을 제공한다. 높은 연간 에너지 생산은, 리딩 에지의 침식을 제거함에 의해 유지될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되는 풍력 터빈 블레이드에 관한 것이다. 풍력 터빈 블레이드는, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는, 섹션화된 리딩 에지 보호 요소와 같은, 리딩 에지 보호 요소를 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서, 종방향으로, 예를 들어 풍력 터빈 블레이드의 종방향에 평행한 방향으로, 연장된다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다. 리딩 에지 보호 요소는, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션을 포함한다. 제2 섹션은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다.

바람직한 실시예에서, 본 개시는, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되는 풍력 터빈 블레이드에 관련된다. 풍력 터빈 블레이드는, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드는, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는, 제1 블레이드 쉘 부분 및 제2 블레이드 쉘 부분과 같은, 블레이드 쉘을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는, 섹션화된 리딩 에지 보호 요소와 같은, 리딩 에지 보호 요소를 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서, 종방향으로, 예를 들어 풍력 터빈 블레이드의 종방향에 평행한 방향으로, 연장된다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다. 리딩 에지 보호 요소는, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션을 포함한다. 제2 섹션은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다. 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별된다.

다른 바람직한 실시예에서, 본 개시는, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되는 풍력 터빈 블레이드에 관련된다. 풍력 터빈 블레이드는, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는, 섹션화된 리딩 에지 보호 요소와 같은, 리딩 에지 보호 요소를 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서, 종방향으로, 예를 들어 풍력 터빈 블레이드의 종방향에 평행한 방향으로, 연장된다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다. 리딩 에지 보호 요소는, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션을 포함한다. 제2 섹션은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다. 리딩 에지 보호 요소는, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함한다. 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 크다.

풍력 터빈 블레이드의 더 양호한 보호가 견고한 리딩 에지 보호 요소로 인해 제공되는 것이, 본 개시의 장점이다. 높은 침식 저항을 갖는 재료가 침식이 가장 두드러지는 곳에 사용되는 것이, 본 개시의 추가적 장점이다. 적은 침식을 동반하는 영역들에, 더 낮은 침식 저항을 갖는 재료가, 사용될 수 있을 것이다. 따라서, 풍력 터빈 블레이드를 보호하기 위해 사용되는 재료를 최적화하는 방식이, 제공된다. 이러한 재료를 최적화하는 방식은 또한, 더 양호한 비용 이득을 제공할 수 있을 것이다. 더불어, 풍력 터빈 블레이드의 개선된 보호와 함께, 풍력 터빈 블레이드들의 작동 속도는, 연간 에너지 생산(AEP)을 증가시키기 위해 증가될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소가, 섹션들로 제공될 수 있으며, 그에 따라 리딩 에지 요소의 운송이 단순화되고 비용이 감소되는 것이, 본 개시의 추가적 장점이다. 추가로, 리딩 에지 보호 요소는 또한, 쉽게, 블레이드에 개장될 수 있거나, 또는 기존의 리딩 에지 보호 요소를 교체할 수 있을 것이다.

풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지를 보호하기 위한 방법이, 또한 개시된다. 방법은, 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드는, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되며, 그리고 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함한다.

방법은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것을 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장된다. 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다.

리딩 에지 보호 요소는, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션을 포함한다. 제2 섹션은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다.

바람직한 실시예에서, 풍력 터빈 블레이드는, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는 블레이드 쉘을 포함하며, 그리고 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별된다.

다른 바람직한 실시예에서, 리딩 에지 보호 요소는, 추가로, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함한다. 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 크다.

방법은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 적어도 일부에 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것을 포함할 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착되도록 구성될 수 있을 것이다.

제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함할 수 있을 것이다. 형상 기억 합금들의 예들은, 구리-알루미늄-니켈 및 니켈-티타늄일 수 있을 것이다. 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금의 예가, 인코넬 718과 같은 인코넬일 수 있을 것이다.

제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함할 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소는, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함할 수 있을 것이다. 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어질 수 있을 것이다. 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 클 수 있을 것이다.

제3 침식 보호 재료는, 통상적인 2-성분 지방족 폴리우레탄 또는 2-성분 에폭시와 같은 페인트 시스템 재료, 및/또는, 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은 겔코트 재료(gelcoat material), 및/또는 PMMA 또는 PET와 같은 열가소성 재료 중의 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다.

제3 섹션은, 풍력 터빈 블레이드의 외측 겔코트 및/또는 페인트 층에 대응할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 리딩 에지 보호 요소는, 팁 단부로부터 시작하여 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 부착되는, 제1 섹션 및 제2 섹션을 포함한다. 제3 섹션은, 풍력 터빈 블레이드의 제2 섹션으로부터 외측 표면으로의 더 부드러운 전이를 제공하도록 부착될 수 있을 것이다. 그에 따라, 블레이드는 또한, 단지 2개의 리딩 에지 보호 요소 섹션만을 포함할 수 있으며, 그리고 제3 섹션은, 블레이드의 메인 구조물에 의해 보호될 수 있을 것이다. 블레이드의 외부 표면은, 일반적으로, 더 부드러운 외부를 갖도록 겔코트로 이루어진다.

제1 섹션의 재료의 본성은, 제2 섹션의 재료보다 더욱 부식에 대해 보호할 수 있을 것이다. 따라서, 가장 많은 부식이 더 큰 회전 속도로 인해 발생하는 풍력 터빈 블레이드의 팁 영역은, 더 많은 부식을 견딜 수 있는 제1 부식 보호 재료로 보호될 수 있을 것이다. 적은 침식이 일어나는 더욱 내측의 영역은, 제1 침식 보호 재료와 비교하여 적은 침식을 견디지만 덜 비쌀 수 있는, 제2 침식 보호 재료로 보호될 수 있을 것이다.

제1 침식 저항, 제2 침식 저항 및 제3 침식 저항은, 그들이 보호하도록 구성되는 풍력 터빈 블레이드의 개별적인 부분의 속도에 의존할 수 있을 것이다. 침식 저항은, 표준화된 조건 하에서, 마모에, 예를 들어 빗방울들에, 노출될 때, 가시적인 손상이 재료 내에 존재하게 되기 이전에, 소요되는 시간으로서 표현될 수 있을 것이다. 테스트는, 예컨대, 예를 들어 사전 결정된 기간 동안 빗물 침식을 시뮬레이션함에 의한, 리딩 에지 보호 요소의 샘플에 관해 수행되는 소위 빗물 침식 테스트일 수 있을 것이다. 테스트는, 예컨대, ASTM G73-10 또는 DNVGL-RP-0171에 따라 수행될 수 있을 것이다.

방법은, 제1 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 팁 근처에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 방법은, 제2 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 방법은, 제3 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록, 그리고 제2 섹션이 제1 섹션과 제3 섹션 사이에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것을 포함할 수 있을 것이다.

방법은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 일부분 상에, 접착제를, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제를, 도포하는 것을 포함할 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소의 재료는, 테이프 또는 시트의 형태를 가질 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 부착 표면 및 외부 표면을 구비할 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 부착 표면 및 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지는, 접착제의, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제 및/또는 열 활성화 접착제의 사용에 의해, 결합될 수 있을 것이다. 접착제는, 리딩 에지 보호 요소의 부착 표면 상에 및/또는 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 일부분 상에 도포될 수 있을 것이다. 대안적으로, 리딩 에지 보호 요소 및 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지는, 접착성 필름 또는 시트와 더불어 접착될 수 있을 것이다. 접착제는, 압력, 열 또는 UV 활성화 접착제일 수 있을 것이다. 대안적으로, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에 용접될 수 있을 것이다.

대안적으로, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에, 액체 형태의 리딩 에지 보호 요소를, 도포함에 의해, 예를 들어 붓 칠 또는 코팅함에 의해, 부착될 수 있을 것이다. 액체 형태의 리딩 에지 보호 요소는, 도포 이후에 경화될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 외부 표면은, 액체 형태를 갖는 다른 리딩 에지 보호 요소에 의해 코팅될 수 있을 것이다. 코팅된 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에서 경화될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 부가적인 접착제가, 필요하지 않을 수 있을 것이다.

대안적으로, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에, 리딩 에지 보호 요소의 분말 증착물을, 도포함에 의해, 예를 들어 분사함에 의해, 부착될 수 있을 것이다.

풍력 터빈 블레이드는, 예를 들어, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는, 제1 블레이드 쉘 부분 및 제2 블레이드 쉘 부분을 포함하는, 블레이드 쉘을 포함할 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립되도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 섬유 강화 재료의 적층(layup) 도중에 블레이드 몰드 내에 적층될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 이때 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있을 것이다. 주입 수지는, 에폭시, 비닐 에스테르, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄 수지일 수 있을 것이다. 동시 주입 부분은, 열을 사용하여 경화될 수 있을 것이다. 제1 섹션의 두께는, 0.2-0.5 mm 사이일 수 있을 것이다. 제2 섹션의 두께는, 0.5-3.0 mm 사이일 수 있을 것이다. 제3 섹션의 두께는, 0.5 mm 미만일 수 있을 것이다. 두께는, 리딩 에지 보호 요소의 각 섹션의 가장 두꺼운 부분에서 측정될 수 있을 것이다.

대안적으로, 리딩 에지 보호 요소는, 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있고, 그리고 사전 경화된 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 부착될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소의 제1 섹션은, 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 제2 섹션은, 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 제3 섹션은, 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있을 것이다.

제1 섹션 및 제2 섹션은, 예를 들어 제1 섹션이, 예를 들어 제1 섹션과 접경하는 또는 제1 섹션의 연장부로서의, 제2 섹션보다 더 외측에 부착되도록, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 부착될 수 있을 것이다. 제2 섹션 및 제3 섹션은, 예를 들어 제2 섹션이, 예를 들어 제2 섹션과 접경하는 또는 제2 섹션의 연장부로서의, 제3 섹션보다 더 외측에 부착되도록, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 부착될 수 있을 것이다.

제1 섹션 및 제2 섹션 사이의 결합은, 단차부로서 형성되거나 또는 동일 평면 연결로서 제공될 수 있을 것이다. 제2 섹션 및 제3 섹션 사이의 결합은, 단차부로서 형성되거나 또는 동일 평면 연결로서 제공될 수 있을 것이다.

외측 단부와 내측 단부 사이에서 측정되는 리딩 에지 보호 요소의 길이는, 풍력 터빈 블레이드의 종방향 길이의 적어도 30%일 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 길이의 20-25% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 길이의 15-30% 사이의 길이를 가질 수 있을 것이다. 길이는, 20-50 m 사이와 같은, 15-70 m 사이와 같은, 10-100 m 사이일 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 길이는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 길이보다 작을 수 있을 것이다. 대안적으로, 리딩 에지 보호 요소의 길이는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 길이와 동일할 수 있을 것이다.

예를 들어 외측 단부와 제1 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제1 섹션의 길이는, 15-25% 사이와 같은, 블레이드 길이의 10-30% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 5-35% 사이일 수 있을 것이다.

예를 들어 외측 단부와 제1 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제1 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 대략 10%와 같은, 블레이드 길이의 5-10% 사이와 같은, 블레이드 길이의 1-15% 사이일 수 있을 것이다. 제1 섹션은, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 종방향으로, 블레이드 길이의 대략 10%와 같은, 블레이드 길이의 5-10% 사이와 같은, 블레이드 길이의 1-15% 사이의 범위를 가질 수 있을 것이다.

예를 들어 제1 섹션 위치와 제2 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제2 섹션의 길이는, 15-25% 사이와 같은, 블레이드 길이의 10-30% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 5-35% 사이일 수 있을 것이다.

예를 들어 제1 섹션 위치와 제2 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제2 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 대략 20%와 같은, 블레이드 길이의 15-25% 사이일 수 있을 것이다. 제2 섹션은, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 종방향으로, 블레이드 길이의 대략 20%와 같은, 블레이드 길이의 15-25% 사이의 범위를 가질 수 있을 것이다.

예를 들어 제2 섹션 위치와 내측 단부 사이에서 측정되는, 제3 섹션의 길이는, 40-65% 사이와 같은, 블레이드 길이의 30-70% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 20-75% 사이일 수 있을 것이다.

예를 들어 제2 섹션 위치와 내측 단부 사이에서 측정되는, 제3 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 대략 70%와 같은, 블레이드 길이의 55-85% 사이일 수 있을 것이다. 제3 섹션은, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 종방향으로, 블레이드 길이의 대략 70%와 같은, 블레이드 길이의 55-85% 사이만큼 연장될 수 있을 것이다.

제1 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 10%일 수 있는 가운데, 제2 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 20%일 수 있는 가운데, 제3 섹션의 길이는, 블레이드 길이의 70%일 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소의 두께는, 0.1-3.0 mm 사이일 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 두께는, 0.5-1.5 mm 사이와 같은, 0.5 mm 미만과 같은, 0.2-0.5 mm 사이와 같은, 1.5 mm 미만일 수 있을 것이다. 두께는, 리딩 에지 보호 요소의 가장 두꺼운 부분에서 측정될 수 있을 것이다.

종방향으로의 제1 섹션 또는 제2 섹션 또는 제3 섹션의 길이는, 대략 12 m와 같은, 10-12 m 사이와 같은, 1-24 m 사이일 수 있을 것이다. 섹션들은, 길이가 운송 컨테이너의 내부 길이에 대응하도록, 제조될 수 있을 것이다.

풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호 요소 키트가, 또한 개시된다. 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에 장착될 때, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장된다.

리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다.

리딩 에지 보호 요소는, 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션을 포함한다. 제2 섹션은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다.

제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다. 적어도 외측 단부의 일부분 및/또는 내측 단부의 일부분이, 모깎기되거나 또는 얇아질 수 있을 것이다. 모깎기된 단부 부분들은, 리딩 에지 보호 요소로부터 블레이드 쉘 부분들로의 더 부드러운 전이를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 본 개시는, 풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호 요소 키트에 관련된다. 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에 장착될 때, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장된다.

리딩 에지 보호 요소는, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함한다. 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 크다.

대안적으로, 리딩 에지 보호 요소는, 제1 리딩 에지 보호 요소 및 제2 리딩 에지 보호 요소를 포함하는, 복수의 별개의 리딩 에지 보호 요소를 포함할 수 있을 것이다. 복수의 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 별개의 종방향 부분들을 따라 연장될 수 있을 것이다. 복수의 리딩 에지 보호 요소는, 서로 접경할 수 있을 것이다.

어떤 하나의 양태에 관련하여 설명되는 바와 같은 임의의 실시예들 또는 예들이, 필요한 부분만 약간 수정하여, 임의의 다른 양태들 또는 실시예들과 함께, 사용될 수 있다는 것이, 예상된다.

본 발명의 실시예들이, 첨부 도면과 관련하여 이하에 더욱 상세하게 설명될 것이다. 유사한 참조 부호들이 전체적으로 유사한 요소들을 지시한다. 유사한 요소들은, 그에 따라, 각 도면의 설명에 대해 상세하게 설명되지 않을 수 있을 것이다. 도면들은, 본 발명을 구현하는 하나의 방식을 도시하며, 그리고 첨부된 청구범위 세트의 범위 이내에 속하는 다른 가능한 실시예들로 국한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 부가적으로, 예시된 실시예가, 도시된 모든 양태들 또는 장점들을 가질 필요는 없다. 특정 실시예와 관련하여 설명된 양태 또는 장점이, 반드시 그러한 실시예로 국한되지 않으며, 그리고, 심지어 그렇게 예시되지 않는 경우에도, 또는 그렇게 명시적으로 설명되지 않는 경우에도, 임의의 다른 실시예에서 실시될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적 풍력 터빈을 예시하는 개략적 도면이고,
도 2는 예시적 풍력 터빈 블레이드를 예시하는 개략적 도면이며,
도 3은 예시적 풍력 터빈 블레이드의 단면도를 예시하는 개략적 도면이고,
도 4는 예시적 풍력 터빈 블레이드의 단면도를 예시하는 개략적 도면이며, 그리고
도 5는 예시적 방법에 대한 블록도이다.

뒤따르는 도면 설명에서, 동일한 참조 부호들이, 동일한 요소를 지칭하며, 그리고 그에 따라, 모든 도면들에 관련하여 설명되지 않을 수 있을 것이다.

도 1은, 타워(4), 기관실(6), 및 실질적으로 수평의 로터 샤프트를 갖는 로터를 갖는, 소위 "덴마크 개념"에 따른 통상적인 현대의 바람을 지향하는 풍력 터빈(2)을 예시한다. 로터는, 허브(8) 및, 허브(8)로부터 방사 방향으로 연장되고, 각각 허브에 가장 가까운 블레이드 루트(16) 및 허브(8)에서 가장 먼 블레이드 팁(14)을 구비하는, 3개의 블레이드(10)를 포함한다.

도 2는 예시적 풍력 터빈 블레이드(10)의 개략도를 도시한다. 풍력 터빈 블레이드(10)는, 루트 단부(17) 및 팁 단부(15)를 갖는 통상적인 풍력 터빈 블레이드의 형상을 가지며, 그리고 허브에 가장 가까운 루트 구역(30), 허브로부터 가장 멀리 떨어진 윤곽 형성 또는 에어포일 구역(34), 및 루트 구역(30)과 에어포일 구역(34) 사이의 전이 구역(32)을 포함한다. 블레이드(10)는, 블레이드가 허브 상에 장착될 때, 블레이드(10)의 회전 방향을 지향하는 리딩 에지(18), 및 리딩 에지(18)의 반대 방향을 지향하는 트레일링 에지(20)를 포함한다.

에어포일 구역(34)(또한 윤곽 형성 구역으로 지칭됨)은, 특정 풍속 및 회전 속도 범위에 대해 최소 항력에서 최대 양력을 생성하는 것에 관해 이상적인 또는 거의 이상적인 블레이드 형상을 갖는 반면, 루트 구역(30)은, 구조적 고려로 인해, 예컨대 허브에 블레이드(10)를 장착하는 것을 더 쉽고 더 안전하게 만드는, 실질적으로 원형 또는 타원형 단면을 갖는다. 루트 구역(30)의 직경(코드)은, 전체 루트 구역(30)을 따라 일정할 수 있을 것이다. 전이 구역(32)은, 루트 구역(30)의 원형 또는 타원형 형상으로부터 에어포일 구역(34)의 에어포일 윤곽으로 점진적으로 변화하는, 전이 윤곽을 갖는다. 전이 구역(32)의 코드 길이는, 일반적으로, 허브로부터의 거리(r)가 증가함과 더불어 증가한다. 에어포일 구역(34)은, 블레이드(10)의 리딩 에지(18)와 트레일링 에지(20) 사이에서 연장되는 코드를 갖는, 에어포일 윤곽을 갖는다. 코드의 폭은, 허브로부터의 거리(r)가 증가함과 더불어 감소한다.

블레이드(10)의 쇼울더부(40)가, 블레이드(10)가 가장 긴 코드 길이를 갖는 위치로서 정의된다. 쇼울더부(40)는, 일반적으로 전이 구역(32)과 에어포일 구역(34) 사이의 경계에 제공된다.

블레이드의 상이한 섹션들의 코드들은, 일반적으로, 블레이드가 비틀리고 및/또는 만곡될 (즉, 사전에 굽혀질) 수 있고, 이것은, 허브로부터의 반경에 의존하는 블레이드의 국부적 속도에 대해 보상하기 위한, 가장 흔한 경우이기 때문에, 공통 평면 내에 놓이지 않는다는 것을, 알아야 한다.

풍력 터빈 블레이드(10)는, 2개의 블레이드 쉘 부분 또는 절반의 쉘을, 즉 일반적으로 섬유 강화 중합체로 이루어지는, 제1 블레이드 쉘 부분(24) 및 제2 블레이드 쉘 부분(26)을 포함하는, 블레이드 쉘을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드(10)는, 제3 쉘 부재 및/또는 제4 쉘 부재와 같은, 부가적인 쉘 부재들을 포함할 수 있을 것이다. 제1 블레이드 쉘 부분(24)은, 일반적으로, 압력 측면 또는 바람을 지향하는 블레이드 쉘 부분이다. 제2 블레이드 쉘 부분(26)은, 일반적으로, 흡입 측면 또는 바람을 등지는 블레이드 쉘 부분이다. 제1 블레이드 쉘 부분(24) 및 제2 블레이드 쉘 부분(26)은, 주조되거나 또는 함께 용접되거나, 또는 블레이드(10)의 트레일링 에지(20) 및 리딩 에지(18)를 따라 연장되는 접합 라인들 또는 아교 결합부들(28)을 따라, 아교와 같은 접착제에 의해 화학적으로, 또는 기계적으로, 함께 체결된다. 일반적으로, 블레이드 쉘 부분들(24, 26)의 루트 단부들은, 반-원형 또는 반-타원형 외측 단면 형상을 갖는다.

풍력 터빈 블레이드(10)는, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18) 상에 리딩 에지 보호 요소(50)를 포함한다. 리딩 에지 보호 요소는, 종방향으로, 외측 단부(52)와 내측 단부(54) 사이에서 연장되며, 그리고 횡방향으로, 제1 횡방향 단부(56)와 제2 횡방향 단부(58) 사이에서 연장된다. 제1 횡방향 단부(56) 및 제2 횡방향 단부(58)는, 풍력 터빈 블레이드(10)의 종방향에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)는, 부착 표면(미도시) 및 외부 표면(60)을 갖는다.

리딩 에지 보호 요소(50)의 종방향은, 풍력 터빈 블레이드(10)의 종방향에 실질적으로 평행할 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)는, 길이(L1)를, 즉 외측 단부(52)와 내측 단부(54) 사이의 길이를, 가질 수 있을 것이다. 길이(L1)는, 예시된 바와 같이, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)의 길이보다 더 짧을 수 있을 것이다. 길이(L1)는, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)의 길이의 100%일 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소의 길이(L1)는, 풍력 터빈 블레이드(10)의 길이의 적어도 30%일 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50)는, 외측 단부(52)로부터 제1 섹션 위치(p1)까지 연장되는, 제1 섹션(70) 을 포함한다. 제1 섹션(70)은, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어진다. 제1 부식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함한다. 형상 기억 합금들의 예들은, 구리-알루미늄-니켈 및 니켈-티타늄일 수 있을 것이다. 제1 섹션(70)은, 루트 단부(17)에서 볼 때, 풍력 터빈 블레이드(10)의 블레이드 길이(L2)의 70-100%로부터 연장되는 범위 이내에 배열될 수 있을 것이다. 제1 섹션(70)의 길이(L3)는, 블레이드 길이(L2)의 5-35% 사이일 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50)는, 제1 섹션 위치(p1)로부터 제2 섹션 위치(p2)까지 연장되는 제2 섹션(72)을 포함한다. 제2 섹션(72)은, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어진다. 제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함한다. 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크다. 이것은, 제1 부식 보호 재료가, 제2 침식 보호 재료보다, 빗방울의 충격과 같은, 환경적 요인들에 대해 더 강하고 더욱 저항성이라는 것을, 의미한다. 따라서, 손상이 확인되기 이전에 그리고 손상이 제2 침식 보호 재료에 대한 것보다 제1 부식 보호 재료에 대한 기저 층에 도달하기 이전에, 더 많은 시간이 걸릴 수 있을 것이다. 제2 섹션(72)은, 제1 섹션(70)과 접경할 수 있을 것이다. 제2 섹션(72)의 길이(L4)는, 블레이드 길이(L2)의 5-35% 사이일 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50)는, 제2 섹션 위치(p2)로부터 내측 단부(54)까지 연장되는, 제3 섹션(74)을 포함한다. 제3 섹션(74)은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어진다. 제3 침식 보호 재료는, 겔코트 재료, 페인트 시스템 재료 또는 열가소성 재료를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 제3 섹션은, 풍력 터빈 블레이드의 외측 겔코트 층에 대응한다. 이러한 경우에, 리딩 에지 보호 요소(50)는, 팁 단부로부터 시작하여 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 부착되는, 제1 섹션(70) 및 제2 섹션(72)을 포함한다. 제3 섹션(74)의 길이(L5)는, 블레이드 길이(L2)의 20-75% 사이일 수 있을 것이다.

제1 섹션(70), 제2 섹션(72) 및 제3 섹션(74)은 각각, 대략 12 m와 같은, 5-24 m 사이의 길이를 가질 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50) 재료는, 테이프, 시트, 액체 또는 분말 증착물의 형태를 가질 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)의 재료는, 블레이드 쉘 부분들(24, 26)의 복합 재료와 구별된다.

도 3은, 예시적 풍력 터빈 블레이드를, 예를 들어 도 1 내지 도 2의 풍력 터빈 블레이드(10)를 예시하는 개략적 도면이다. 풍력 터빈 블레이드(10)는, 리딩 에지(18), 트레일링 에지(20), 압력 측면(24) 및 흡입 측면(26)을 포함한다. 풍력 터빈 블레이드(10)는, 리딩 에지(18)와 트레일링 에지(20) 사이의 코드 라인(38)을 구비한다. 풍력 터빈 블레이드(10)는, 리딩 에지 전단 웹 및 트레일링 에지 전단 웹과 같은, 전단 웹들(shear webs)(42)을 포함한다. 전단 웹들(42)은 대안적으로, 트레일링 에지 날개보 측면 및 리딩 에지 날개보 측면과 같은 날개보 측면들을 갖는, 날개보 박스(spar box)일 수 있을 것이다. 블레이드 쉘 부분들(24, 26)은, 유리 섬유, 탄소 섬유, 또는 이들의 조합과 같은, 섬유 재료로 보강될 수 있을 것이다.

풍력 터빈 블레이드(10)는, 도 2의 리딩 에지 보호 요소(50)와 같은, 리딩 에지 보호 요소(50)를 제공함으로써 보호될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)는, 리딩 에지 보호 요소(50)의 부착 표면(62)이 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)를 지향하도록 리딩 에지 보호 요소(50)를 배열함으로써, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)에 부착될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)는, 접착제를, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제 및/또는 열 활성화 접착제를, 도포함으로써, 부착될 수 있을 것이다. 접착제는, 리딩 에지 보호 요소(50)의 부착 표면(62) 상에 또는 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18) 상에 도포될 수 있을 것이다. 대안적으로, 리딩 에지 보호 요소(50)는, 풍력 터빈 블레이드(10) 상에 기계적으로 체결 및/또는 용접될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소(50)가 액체 형태인 경우, 액체는, 풍력 터빈 블레이드(10) 상에 붓 칠될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소가 분말 증착물인 경우, 분말은, 풍력 터빈 블레이드(10) 상에 분사될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50)는, 생산되어 나오는 풍력 터빈 블레이드들에 또는 이미 현장에 설치된 풍력 터빈 블레이드들에 리딩 에지 보호 요소(50)를 부착함으로써, 완성된 풍력 터빈 블레이드들의 리딩 에지의 보호에 사용될 수 있을 것이다. 더불어, 리딩 에지 보호 요소(50)는, 기존의 리딩 에지 보호 요소들의 수리에 대한 필요성이 존재하는 곳의, 리딩 에지의 부분들에 부착될 수 있을 것이다. 대안적으로, 리딩 에지 보호 요소(50)는, 풍력 터빈 블레이드(10) 생산 시의 적층 도중에, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)의 블레이드 쉘 내에 매립될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소(50)는, 예를 들어 가장 두꺼운 지점에서의, 두께(D1)를 갖는다. 제1 횡방향 단부(56) 및 제2 횡방향 단부(58)는, 에어포일로의 전이가 최소화되도록 모깎기되거나 얇아질 수 있을 것이다. 예를 들어, 부착 표면(62)과 외부 표면(60) 사이의 리딩 에지 보호 요소(50)의 두께(D1)는, 단부들(56, 58)을 향해 감소한다.

두께(D1)는, 제1 섹션, 제2 섹션 및 제3 섹션에서 동일할 수 있을 것이다. 제3 섹션에서의 두께(D1)는, 제1 섹션 및 제2 섹션에서의 두께보다 더 작을 수 있을 것이다.

도 4는, 앞선 도면들의 풍력 터빈 블레이드와 같은, 예시적 풍력 터빈 블레이드(10)의 단면도를 예시하는 개략적 도면이다. 리딩 에지 보호 요소(50)는, 수지와 함께 동시 주입되며 그리고 소위 클립-온(clip-on)을 형성하기 위해 섬유 강화 재료(66)와 함께 경화된다. 클립-온은, 풍력 터빈 블레이드(10)의 리딩 에지(18)에 부착된다. 리딩 에지 보호 요소(50) 및 풍력 터빈 블레이드(10)는, 풍력 터빈 블레이드(10)에 부착될 때 리딩 에지 보호 요소(50)를 고정하도록 구성되는, 체결 수단(64)을 포함할 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소의 제1 섹션, 제2 섹션 및/또는 제3 섹션은 각각, 별개의 리딩 에지 보호 요소 또는 섹션화된 리딩 에지 보호 요소를 형성하기 위해, 수지와 함께 동시 주입될 수 있으며 그리고 섬유 강화 재료와 함께 경화될 수 있을 것이다. 따라서, 도 4의 리딩 에지 보호 요소(50)는, 리딩 에지 보호 요소의 제1 섹션, 제2 섹션 또는 제3 섹션을 나타낼 수 있을 것이다.

도 5는, 풍력 터빈 블레이드를 보호하기 위한, 예를 들어 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지를 보호하기 위한, 예시적인 방법(200)의 블록도이다.

방법(200)은, 도 1 내지 도 3의 풍력 터빈 블레이드(10)와 같은, 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것(202)을 포함한다. 방법(200)은, 도 2 및 도 3의 리딩 에지 보호 요소(50)와 같은, 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것(204)을 포함한다.

방법(200)은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 적어도 일부에 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것(206)을 포함한다. 리딩 에지 보호 요소가 액체 형태인 경우, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에 액체를 붓질함으로써 부착될 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소가 분말 증착물인 경우, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드 상에 분말을 분사함으로써 부착될 수 있을 것이다.

리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것(206)은, 제1 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 팁 근처에 배열되도록 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것(208a)을 포함할 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것(206)은, 제2 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것(208b)을 포함할 수 있을 것이다. 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것(206)은, 제3 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록, 그리고 제2 섹션이 제3 섹션과 제1 섹션 사이에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것(208c)을 포함할 수 있을 것이다.

방법(200)은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 일부분 상에, 접착제를, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제를, 도포하는 것(210)을 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 접착제는, 부착될 때 풍력 터빈 블레이드를 지향하는, 부착 표면 상에 도포될 수 있을 것이다.

항목들

본 개시의 예시적 실시예들이, 뒤따르는 항목들에 기술된다:

항목 1. 루트 단부로부터 팁 단부로 연장되는 풍력 터빈 블레이드로서, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드에 있어서,

풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는 리딩 에지 보호 요소로서, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되며, 그리고:

ㆍ 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및

ㆍ 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션

을 포함하며, 그리고

제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소

를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 2. 항목 1에 있어서, 제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 4. 항목 1 내지 항목 3 중 어느 한 항목에 있어서, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는 블레이드 쉘을 포함하며, 그리고 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 5. 항목 1 내지 항목 4 중 어느 한 항목에 있어서, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 6. 항목 1 내지 항목 5 중 어느 한 항목에 있어서, 리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 7. 항목 1 내지 항목 6 중 어느 한 항목에 있어서, 리딩 에지 보호 요소는, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함하고, 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어지며, 그리고 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 큰 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 8. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 있어서, 제3 침식 보호 재료는:

ㆍ 통상적인 2-성분 지방족 폴리우레탄 또는 2-성분 에폭시와 같은, 페인트 시스템 재료, 및/또는

ㆍ 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은, 겔코트 재료, 및/또는

ㆍ PMMA 또는 PET와 같은, 열가소성 재료

중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 9. 항목 1 내지 항목 8 중 어느 한 항목에 있어서, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 측정되는 리딩 에지 보호 요소의 길이는, 풍력 터빈 블레이드의 종방향 길이의 적어도 30%인 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 한 항목에 있어서, 외측 단부와 제1 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제1 섹션의 길이는, 15-25% 사이와 같은, 블레이드 길이의 10-30% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 5-35% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 11. 항목 1 내지 항목 10 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 섹션 위치와 제2 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제2 섹션의 길이는, 15-25% 사이와 같은, 블레이드 길이의 10-30% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 5-35% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 12. 항목 1 내지 항목 11 중 어느 한 항목에 있어서, 제2 섹션 위치와 내측 단부 사이에서 측정되는, 제3 섹션의 길이는, 40-65% 사이와 같은, 블레이드 길이의 30-70% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 20-75% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 13. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 한 항목에 있어서, 종방향으로의 제1 섹션 또는 제2 섹션 또는 제3 섹션의 길이는, 대략 12 m와 같은, 5-24 m 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.

항목 14. 풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호 요소로서, 풍력 터빈 블레이드 상에 장착될 때, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되는 것인, 리딩 에지 보호 요소에 있어서,

리딩 에지 보호 요소는:

을 포함하며, 그리고

제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 15. 항목 14에 있어서, 제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 16. 항목 14 또는 항목 15에 있어서, 제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 17. 항목 14 내지 항목 16 중 어느 한 항목에 있어서, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립되도록 구성되는 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 18. 항목 14 내지 항목 17 중 어느 한 항목에 있어서, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착되도록 구성되는 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 19. 항목 14 내지 항목 18 중 어느 한 항목에 있어서, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함하고, 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어지며, 그리고 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 20. 항목 14 내지 항목 19 중 어느 한 항목에 있어서, 제3 침식 보호 재료는:

ㆍ PMMA 또는 PET와 같은, 열가소성 재료

중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 21. 항목 14 내지 항목 20 중 어느 한 항목에 있어서, 종방향으로의 제1 섹션 또는 제2 섹션 또는 제3 섹션의 길이는, 대략 12 m와 같은, 8-16 m 사이인 것인, 리딩 에지 보호 요소.

항목 22. 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지를 보호하기 위한 방법으로서,

ㆍ 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것으로서, 풍력 터빈 블레이드는, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되며, 그리고 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것,

ㆍ 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것으로서, 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되며, 그리고:

o 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및

o 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션

을 포함하며, 그리고

제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것, 및

ㆍ 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 적어도 일부에 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것

을 포함하는 것인, 방법.

항목 23. 항목 22에 있어서, 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것은, 제1 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 팁 근처에 배열되도록, 그리고 제2 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것을 포함하는 것인, 방법.

항목 24. 항목 22 또는 항목 23에 있어서, 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 일부분 상에, 접착제를, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제를, 도포하는 것을 포함하는 것인 방법.

2: 풍력 터빈 4: 타워
6: 기관실 8: 허브
10: 블레이드 12: 블레이드 부분
14: 블레이드 팁 15: 팁 단부
16: 블레이드 루트 17: 루트 단부
18: 리딩 에지 20: 트레일링 에지
24: 제1 블레이드 쉘 부분(압력 측면)
26: 제2 블레이드 쉘 부분(흡입 측면)
28: 접합 라인들/아교 결합부들/체결 결합부들/용접 결합부들/주조 몰드 분할 라인들
30: 루트 구역 32: 전이 구역
34: 에어포일 구역 40: 쇼울더부
42: 전단 웹 또는 날개보 측면 44: 침식 민감 영역
50: 리딩 에지 보호 요소 52: 외측 단부
54: 내측 단부 56: 제1 횡방향 단부
58: 제2 횡방향 단부 60: 외부 표면
62: 부착 표면 64: 체결 수단
66: 섬유 강화 재료 70: 제1 섹션
72: 제2 섹션 74: 제3 섹션
L: 종방향 축 L1: 리딩 에지 보호 요소의 길이
L2: 블레이드 길이 L3: 제1 섹션의 길이
L4: 제2 섹션의 길이 L5: 제3 섹션의 길이
p1: 제1 섹션 위치 p2: 제2 섹션 위치
D1: 두께 200: 방법
202: 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것
204: 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것
206: 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것
208a: 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것
208b: 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것
208c: 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것
210: 접착제를 도포하는 것

Claims

루트 단부로부터 팁 단부로 연장되는 풍력 터빈 블레이드로서, 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드에 있어서,
풍력 터빈 블레이드는, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는, 블레이드 쉘을 포함하고,
풍력 터빈 블레이드는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는 리딩 에지 보호 요소로서, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되며, 그리고:
ㆍ 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및
ㆍ 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션
을 포함하며, 그리고
제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소
를 더 포함하며, 그리고
리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항에 있어서,
제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
리딩 에지 보호 요소는, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착되는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
리딩 에지 보호 요소는, 제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함하고, 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어지며, 그리고 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 큰 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제6항에 있어서,
제3 침식 보호 재료는:
ㆍ 통상적인 2-성분 지방족 폴리우레탄 또는 2-성분 에폭시와 같은, 페인트 시스템 재료, 및/또는
ㆍ 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은, 겔코트 재료, 및/또는
ㆍ PMMA 또는 PET와 같은, 열가소성 재료
중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제6항 또는 제7항에 있어서,
ㆍ 제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함하고,
ㆍ 제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함하며, 그리고
ㆍ 제3 침식 보호 재료는:
o 통상적인 2-성분 지방족 폴리우레탄 또는 2-성분 에폭시와 같은, 페인트 시스템 재료, 및/또는
o 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은, 겔코트 재료, 및/또는
o PMMA 또는 PET와 같은, 열가소성 재료
중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
외측 단부와 내측 단부 사이에서 측정되는 리딩 에지 보호 요소의 길이는, 풍력 터빈 블레이드의 종방향 길이의 적어도 30%인 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
외측 단부와 제1 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제1 섹션의 길이는, 대략 10%와 같은, 블레이드 길이의 5-10% 사이와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 1-15% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 섹션 위치와 제2 섹션 위치 사이에서 측정되는, 제2 섹션의 길이는, 대략 20%와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 15-25% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 섹션 위치와 내측 단부 사이에서 측정되는, 제3 섹션의 길이는, 대략 70%와 같은, 풍력 터빈 블레이드의 블레이드 길이의 55-85% 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
종방향으로의 제1 섹션 또는 제2 섹션 또는 제3 섹션의 길이는, 대략 12 m와 같은, 5-24 m 사이인 것인, 풍력 터빈 블레이드.
풍력 터빈 블레이드를 위한 리딩 에지 보호 요소로서, 풍력 터빈 블레이드 상에 장착될 때, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되는 것인, 리딩 에지 보호 요소에 있어서,
리딩 에지 보호 요소는:
ㆍ 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및
ㆍ 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션
을 포함하고
ㆍ 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크며, 그리고
리딩 에지 보호 요소는, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료와 구별되는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항에 있어서,
제1 침식 보호 재료는, 니켈-계 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 형상 기억 합금들, 오스테나이트계 니켈-크롬-계 합금들 중의 하나 이상과 같은, 금속 재료를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항 또는 제15항에 있어서,
제2 침식 보호 재료는, 폴리우레탄 열경화성 고무들, 열가소성 폴리우레탄들, UHMWPE, PEEK, 폴리카보네이트, ABS 또는, 니트릴 고무(NBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 폴리부타디엔과 같은, 고무들 중의 하나 이상과 같은, 중합체 재료를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘 내에 매립되도록 구성되는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 블레이드 쉘의 외측 표면에 부착되도록 구성되는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 섹션 위치로부터 내측 단부까지 연장되는, 제3 섹션을 포함하고, 제3 섹션은, 제3 침식 저항을 갖는 제3 침식 보호 재료로 이루어지며, 그리고 제1 침식 저항 및/또는 제2 침식 저항은, 제3 침식 저항보다 더 큰 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제19항에 있어서,
제3 침식 보호 재료는:
ㆍ 통상적인 2-성분 지방족 폴리우레탄 또는 2-성분 에폭시와 같은, 페인트 시스템 재료, 및/또는
ㆍ 에폭시, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄과 같은, 겔코트 재료, 및/또는
ㆍ PMMA 또는 PET와 같은, 열가소성 재료
중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 리딩 에지 보호 요소.
제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
종방향으로의 제1 섹션 또는 제2 섹션 또는 제3 섹션의 길이는, 대략 12 m와 같은, 8-16 m 사이인 것인, 리딩 에지 보호 요소.
풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지를 보호하기 위한 방법으로서,
ㆍ 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것으로서, 풍력 터빈 블레이드는, 루트 단부로부터 팁 단부까지 연장되며, 그리고 팁, 압력 측면, 흡입 측면, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 코드를 포함하는, 에어포일 구역, 그리고 루트 구역을 포함하고, 그리고 풍력 터빈 블레이드는, 중합체 재료 내에 매립되는 섬유 강화 재료를 포함하는 복합 재료로 이루어지는 블레이드 쉘을 포함하는 것인, 풍력 터빈 블레이드를 제공하는 것,
ㆍ 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지에 있는 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것으로서, 리딩 에지 보호 요소는, 외측 단부와 내측 단부 사이에서 종방향으로 연장되며, 그리고:
o 외측 단부로부터 제1 섹션 위치까지 연장되는 제1 섹션으로서, 제1 침식 저항을 갖는 제1 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제1 섹션, 및
o 제1 섹션 위치로부터 제2 섹션 위치까지 연장되는 제2 섹션으로서, 제2 침식 저항을 갖는 제2 침식 보호 재료로 이루어지는 것인, 제2 섹션
을 포함하며, 그리고
o 제1 침식 저항은, 제2 침식 저항보다 더 크며, 그리고
o 리딩 에지 보호 요소는, 블레이드 쉘의 복합 재료와 구별되는 것인, 리딩 에지 보호 요소를 제공하는 것
ㆍ 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 적어도 일부에 리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것
을 포함하는 것인, 방법.
제22항에 있어서,
리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것은, 제1 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 팁 근처에 배열되도록, 그리고 제2 섹션이 풍력 터빈 블레이드의 루트 근처에 배열되도록, 리딩 에지 보호 요소를 배열하는 것을 포함하는 것인, 방법.
제22항 또는 제23항에 있어서,
리딩 에지 보호 요소를 부착하는 것은, 풍력 터빈 블레이드의 리딩 에지의 일부분 상에, 접착제를, 예를 들어 압력 민감형 접착제 또는 2-성분 접착제를, 도포하는 것을 포함하는 것인 방법.