BRPI1106916A2

BRPI1106916A2 - pÁ do rotor para uma instalaÇço de energia eàlica, bem como, combinaÇço de uma estaÇço de radar e de uma instalaÇço de energia eàlica

Info

Publication number: BRPI1106916A2
Application number: BRPI1106916-3A
Authority: BR
Inventors: Joachim Bettermann
Original assignee: Eads Deutschland Gmbh
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-03-26
Also published as: EP2461023A3; EP2461023B1; CN102606384A; EP2461023A2; DK2461023T3; US20120141285A1; DE102010053369A1; US9062658B2; ES2672896T3

Abstract

PÁ DO ROTOR PARA UMA INSTALAÇçO DE ENERGIA EàLICA, BEM COMO, COMBINAÇçO DE UMA ESTAÇçO DE RADAR E DE UMA INSTALAÇçO DE ENERGIA EàLICA. A presente invenção refere-se a uma pá do rotor (10) para uma instalação de energia eólica, compreendendo uma estrutura de revestimento de material composto de fibra (12-1, 12-2) plano, que forma a superfície da pá do rotor (20). A fim de reduzir interências de sistemas de radar através do emprego de uma pá do rotor (10) desse tipo, de acordo com a invenção está previsto que, pelo menos no canto dianteiro (16) e no canto traseiro (18) da pá do rotor (10) o material composto de fibra (12-1,12-2) seja executado para a criação de uma fator de reflexão do radar dependente da frequência, para irradiação do radar que incide perpendicular à superfície, com um mínimo de reflexão em uma frequência determinada na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PÁ DO RO- TOR PARA UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, BEM COMO, COMBINAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE RADAR E DE UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA".

A presente invenção refere-se a uma pá do rotor para uma insta-

lação de energia eólica, compreendendo uma estrutura de revestimento de material composto de fibra plano, que forma a superfície da pá do rotor. A- lém disso, a invenção refere-se a uma combinação de uma estação de radar e de uma instalação de energia eólica disposta na área da estação de radar. Instalações de energia eólica compreendem uma estrutura do

rotor apoiada podendo girar, que tipicamente é formada por um eixo do ro- tor, apoiado podendo girar, um cubo do rotor em uma extremidade do eixo do rotor, e por uma ou várias pás do rotor (asas do rotor) se projetando do cubo do rotor na direção radial. No caso de um tipo de instalação muito difundido, o eixo do ro-

tor está apoiado em uma carcaça da máquina ("gôndola") podendo girar em torno de um eixo horizontal, o qual, por sua vez, está disposto em uma torre se projetando verticalmente, podendo girar em torno de um eixo vertical.

Durante a irradiação de ondas eletromagnéticas, por meio de sistemas de radar, as instalações de energia eólica desse tipo, produzem reflexões de radar na torre, na carcaça da máquina, e na estrutura do rotor, em particular, nas pás do rotor.

Embora por meio da supressão de alvo, prevista em muitos sis- temas de radar, as reflexões de radar constantes preponderantemente tem- porais na torre e na carcaça da máquina possam ser eliminadas de modo efetivo, com a avaliação da irradiação de radar refletida de volta, assim as pás do rotor, em virtude de sua rotação e do deslocamento de Doppler rela- cionado com isso da irradiação de radar refletida nelas representam um alto potencial de interferência para a operação de sistemas de radar com reco- nhecimento de alvo de movimento.

A dimensão da reflexão de volta da irradiação de radar na estru- tura do rotor ou em suas pás do rotor, bem como o deslocamento de Dop- pler da reflexão de radar dependem da direção de incidência da irradiação de radar e da posição de rotação ou velocidade de rotação da estrutura do rotor. Em um sistema de radar com reconhecimento de alvo móvel, que ava- lia deslocamentos de Doppler desse tipo, isto pode levar involuntariamente ao fato de que, partes correspondentes da estrutura do rotor, portanto, pás do rotor sejam interpretadas erroneamente como "objetos voadores". Se nessa forma as instalações de energia eólica forem reproduzidas na tela do radar do sistema de radar como alvo adicional, então, isto pode dificultar parcialmente o reconhecimento dos alvos desejados de modo considerável. Tais alvos podem ser, por exemplo, aviões no caso de um radar de supervi- são aérea, nuvens de chuva no caso de um radar meteorológico, ou tam- bém navios no caso de um radar de navegação marítima.

No caso de uma operação de várias instalações de energia eóli- ca reunidas espacialmente para formar um "parque eólico" os alvos de inter- ferência ocorrem provocados pelas instalações de energia eólica individuais em uma área de superfície maior, abrangendo geralmente vários quilôme- tros quadrados, na qual, então, uma identificação e perseguição inequívoca dos alvos desejados muitas vezes não é mais possível.

A tarefa da invenção em questão é reduzir as interferências de sistemas de radar provocadas pela operação de uma instalação de energia eólica ou de um parque eólico.

No caso de uma pá do rotor do tipo mencionado no inicio, essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção pelo fato de que, pelo me- nos, no canto dianteiro e no canto traseiro da pá do rotor o material compos- to de fibra é executado para a criação de um fator de reflexão do radar de- pendente da freqüência, para irradiação do radar que incide perpendicular à superfície, com um mínimo de reflexão em uma freqüência determinada na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

O canto dianteiro e o canto traseiro da pá do rotor representam aquelas seções de superfície, cujas reflexões de radar possuem o máximo potencial de interferência para a operação de sistemas de radar com respei- to ao efeito de Doppler. Com isso, a forma do material composto de fibra de acordo com a invenção assegura, pelo menos, nessas áreas da estrutura de revestimen- to da pá do rotor, ou seja com um fator de reflexão de radar (fator de amor- tecimento), que na faixa de freqüência mencionada apresenta um mínimo de reflexão para a irradiação de radar que incide perpendicularmente em rela- ção à superfície, uma redução considerável das interferências.

A pá do rotor de acordo com a invenção pode possuir uma es- trutura básica semelhante como no caso de pás do rotor conhecidas de a- cordo com o estado da técnica, ou seja, por exemplo, compostas de duas semiconchas, que são fabricadas, respectivamente, de um material sólido de material composto de fibra (por exemplo, laminado de GFK de várias camadas), e nos cantos dianteiros e traseiros da pá do rotor são coladas entre si.

Conforme uma forma de execução da invenção, de acordo com isso está previsto que, a pá do rotor seja formada de várias conchas de re- vestimento ligadas entre si, em particular, coladas entre si.

Por exemplo, podem estar previstas duas semiconchas, que são ligadas entre si nos cantos dianteiros e nos cantos traseiros da pá do rotor.

No caso da invenção, contudo, na escolha de material concreto e nas relações geométricas (por exemplo, espessura de material ou espes- suras de camada no material de várias camadas) deve ser levado em conta que resulte o mínimo de reflexão mencionado.

No caso de um material sólido de composto de fibra, uma regra de dimensionamento apropriada para isso pode ser expressa, por exemplo, com a fórmula seguinte:

7 ÀO

dv —

2j& sendo que,

dv significa a espessura do material sólido,

□o significa o comprimento de onda de espaço livre do sistema

do radar,

εν significa a constante de dieletricidade específica (parte real) do material sólido.

Com a espessura dv do material sólido resulta um mínimo de re- flexão para a freqüência f0 = c/D0 do sistema do radar, (com c = velocidade da luz) e para múltiplos de números inteiros dele, sendo que, os números inteiros são impares.

No caso de uma forma de construção de sanduíche compreen- dendo, pelo menos, uma camada de material nuclear e, pelo menos, duas camadas de cobertura podem ser levadas em consideração regras de di- mensionamento similares para a obtenção do mínimo de reflexão desejado. Por exemplo, para o caso de uma construção de sanduíche simétrica, sob a qual deve ser entendida uma forma de construção, que na frente e atrás possui camadas da mesma espessura e do mesmo material, com um mate- rial nuclear entre elas, pode ser estabelecido um dimensionamento apropri- ado, por exemplo, como a seguir: Assim que, por motivos mecânicos forem definidos os materiais

das camadas de cobertura e do material nuclear, bem como, as espessuras dos materiais de cobertura reforçados por fibra, resulta a espessura do ma- terial nuclear de forma aproximada da fórmula seguinte:

f Λ 7 / Λ

Ί Áo <2κ -

1 d-D^j £D

v4 /L j

Neste caso, significam: dk : a espessura do material nuclear,

□o : o comprimento de onda de espaço livre do sistema do ra- dar,

8k: a constante de dieletricidade específica (parte real) do mate- rial nuclear,

dD : a espessura do material da camada de cobertura,

Sd : a constante de dieletricidade específica (parte real) do ma- terial da camada de cobertura.

De modo particularmente preferido, neste caso, são observadas as restrições seguintes:

30 a) £k< 1,8

isto é, a constante de dieletricidade específica do material nuclear deveria estar abaixo do valor 1,8. Este é o caso para a maioria de espumas, favos, etc.

isto é, a espessura elétrica do material da camada de cobertura deveria ser menor que um quarto do comprimento de onda da irradiação emitida pelo sistema de radar.

de específica do material da camada de cobertura, bem como, da constante de dieletricidade específica do material nuclear, com a fórmula acima resul- ta, portanto, de forma aproximada, a espessura do material nuclear, na qual o fator de reflexão para a freqüência f0 = c/D0 do sistema do radar, (com c = velocidade da luz) torna-se mínimo.

Partindo desse valor inicial, com auxílio de uma simulação de

computador, também ocorre ainda um "ajuste fino" da espessura da camada nuclear, de tal modo que o mínimo de reflexão é ajustado exatamente à fre- qüência do sistema de radar.

técnica, também no caso da pá do rotor de acordo com a invenção, sua es- tabilidade pode ser melhorada por, pelo menos, uma alma que estabiliza a estrutura de revestimento, disposta no espaço interno da estrutura de reves- timento. Uma ou várias almas desse tipo podem ser formadas, por exemplo, de material composto de fibra plano, que, de preferência, do mesmo modo, é executada para a criação de um fator de reflexão do radar dependente da freqüência para a irradiação de radar que incide perpendicularmente em re- lação à superfície, com um mínimo de reflexão no caso de uma freqüência determinada na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

menos, em essência, idêntica (por exemplo, desviando em torno de menos que 10%) daquela freqüência, para a qual o material composto de fibra nos

5

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Com a espessura predeterminada e a constante de dieletricida-

De modo similar como já é bastante conhecido do estado da

A freqüência da irradiação de radar pode ser idêntica ou, pelo cantos dianteiros e nos cantos traseiros da pá do rotor (e eventualmente da ou das almas) possui o mínimo de reflexão mencionado.

Em uma forma de execução está previsto que, o material com- posto de fibra, previsto para a preparação do mínimo de reflexão é executa- do como um material sólido de material composto de fibra. De modo alterna- tivo, esse material composto de fibra em forma de construção de sanduíche pode ser executado abrangendo várias camadas de material composto de fibra (do mesmo tipo ou de tipo diferente). Em particular, pode ser emprega- da, por exemplo, uma construção de sanduíche simétrica. Um material sólido de material composto de fibra pode ser exe-

cutado, por exemplo, como laminado abrangendo várias camadas de mate- rial de fibra idênticas (por exemplo, tecido, malhas, forro, etc.). Uma forma de construção de sanduíche simples prevê uma camada nuclear, por exem- plo, de material sintético de espuma, em particular, de espuma dura, ou ma- deira, em particular, madeira leve, ou uma estrutura de favos ou de ondas (por exemplo, de um papel embebido em resina, ou por exemplo, um mate- rial de GFK (por exemplo, contendo um tecido de fibra de vidro)), e camadas de cobertura dispostas em ambos os lados dele, de camadas de material composto de fibra do mesmo tipo ou de tipo diferente (por exemplo, GFK etc.).

O material composto de fibra empregado para a preparação do mencionado mínimo de reflexão nos cantos dianteiros e traseiros da pá do rotor possui, em particular, de preferência, uma condutibilidade elétrica pe- quena, seja no total (através de toda a espessura da estrutura de revesti- mento) ou, pelo menos, em uma área próxima da superfície e que forma, com isso, a superfície no canto dianteiro e no canto traseiro. Uma forma de construção desse tipo reduz a reflexão de energia de radar incidente. No caso ideal a parte preponderante da energia de radar é conduzida através da estrutura de revestimento da pá do rotor. Dessa forma, a pá do rotor é quase mais ou menos permeável para uma grande parte da energia de ra- dar incidente, de tal modo que somente ainda partes de energia relativa- mente pequenas são refletidas de volta pela pá do rotor para o sistema de radar, o que reduz ainda mais as interferências da operação de radar.

A esse respeito, para a execução da estrutura de revestimento, pelo menos, nos cantos dianteiros e cantos traseiros da pá do rotor, e/ ou para a execução da ou das almas de estabilização eventualmente previstas, materiais compostos de fibra preferidos são aqueles, mau condutores de eletricidade (por exemplo, materiais com um fator de perda elétrico "tanõ" de menos que 0,01) ou devem ser vistos como não condutores elétricos (por exemplo, materiais com um fator de perda elétrico "tanõ" de menos que 0,001).

Para a execução de materiais compostos de fibra não conduto-

res elétricos pode ser empregado um material de fibra constituído de fibras não condutoras elétricas como, por exemplo, fibras de vidro, fibras de ara- mido, fibras de polietileno, etc., isto em ligação com uma matriz não condu- tora elétrica como, por exemplo, resina de epóxi, resina de poliéster, etc. No caso de uma forma de construção de sanduíche, portanto,

com três ou mais camadas de material, as camadas individuais também po- dem ser formadas, por exemplo, de espumas duras mencionadas, etc.

Para a obtenção do mínimo de reflexão mencionado, por um la- do, é vantajoso se a "primeira camada" do material composto de fibra plano, que também é atingido diretamente pela irradiação de radar incidente, for formada de um material composto de fibra mau condutor elétrico ou não condutivo. Portanto, neste caso, em virtude de sua condutibilidade elétrica relativamente alta, o CFK é antes desfavorável e, ao invés disso deve ser preferido, por exemplo, o GFK. Por outro lado, no contexto da invenção, to- davia, também a "geometria" do material composto de fibra plano, emprega- do para a execução dos cantos dianteiros e dos cantos traseiros da pá do rotor (ou da ou das almas) é de grande importância.

Tanto se esse material composto de fibra é executado como material sólido de material composto de fibra, como também se esse mate- rial composto de fibra é executado em forma de construção de sanduíche abrangendo várias camadas de material composto de fibra, então resultam sempre várias superfícies limite entre as camadas de material diretamente adjacentes na direção de irradiação de radar, ou entre uma camada de ma- terial desse tipo e ar (no lado externo ou no lado interno da estrutura de re- vestimento da pá do rotor). Por meio de uma escolha apropriada dos inter- valos opostos na direção de irradiação de radar, dessas superfícies limite, em ligação com as constantes de dieletricidade dos materiais (ou ar) que se encontram respectivamente, em ambos os lados dessas superfícies limite, o mínimo de reflexão previsto de acordo com a invenção pode ser realizado, de forma simples, pelo fato de que, as partes de irradiação de radar refleti- das de volta pelas diversas superfícies limite interferem, em essência, de modo destrutivo.

Para isso, combinações de material ou disposições de material apropriadas podem ser fixadas, por exemplo, levando em consideração as "regras de dimensionamento" já esclarecidas acima. Os valores indicados acima de acordo com a fórmula para a espessura de um material sólido (dv) ou a espessura do material nuclear (dk) no caso de uma construção de san- duíche simétrica são previstas, de preferência, pelo menos, de forma apro- ximada, por exemplo, com um desvio entre a espessura de fato e a espes- sura predeterminada com auxílio da referida fórmula de menos que 10%, em particular, de menos que 5%, do comprimento de onda da irradiação de ra- dar que resulta no referido material (material sólido de composto de fibra ou material nuclear).

Também entra em cogitação realizar simulações de computador correspondentes.

Geralmente são preferidos os materiais compostos de fibra não condutivos elétricos como, por exemplo, GFK, em particular, para a execu- ção da primeira camada de material (no caso de uma execução de várias camada diferentes).

Em uma forma de execução está previsto que, o material com- posto de fibra previsto para a preparação do mínimo de reflexão (na "primei- ra" superfície atingida diretamente pela irradiação de radar) apresenta uma

o

resistência de superfície elétrica específica de mais de 10 Ohm/quadrado.

Em uma forma de execução está previsto que, o mínimo de re- flexão possui um valor de menos que -20 dB, em particular, menos que -25 dB.

Em particular, na utilização do efeito de uma interferência des- trutiva de partes da irradiação de radar, que são refletidas de volta pelas superfícies limite atingidas pela irradiação de radar que incide na direção da irradiação de radar sucessivamente, podem ser previstos, de forma vantajo- sa, mínimos de reflexão de banda relativamente estreita. Isto, por exemplo, com uma metade da largura de menos que 0,5 GHz, em particular, menos que 0,25 GHz.

É compreensível que, a posição do mínimo de reflexão previsto

de acordo com a invenção deve ser adaptada à freqüência da irradiação de radar a ser esperada no emprego da pá do rotor. Caso a freqüência do mí- nimo de reflexão desvie dessa freqüência do radar de modo considerável, então a freqüência do radar, todavia, está de preferência, dentro da metade da largura do mínimo de reflexão.

Em uma forma de execução está previsto que, o fator de refle- xão dependente da freqüência, na faixa de freqüência de 1 GHz até 10 GHz possua exatamente um mínimo. De modo alternativo, nessa faixa de fre- qüência, contudo, também pode estar previsto mais que um mínimo do fator de reflexão, em particular, por exemplo, exatamente dois mínimos. No último caso a posição dos dois mínimos pode ser adaptada, por exemplo, a duas diversas freqüências do radar de dois diversos sistemas de radar (por e- xemplo, um radar de supervisão aérea e um radar meteorológico).

De acordo com um outro aspecto da invenção é disponibilizada uma combinação (pelo menos) de uma estação de radar e de uma instala- ção de energia eólica disposta na área de recepção da estação de radar, sendo que, as pás do rotor da instalação de energia eólica são executadas, respectivamente, como uma pá do rotor de acordo com uma das reivindica- ções de 1 a 8, sendo que, a freqüência do mínimo de reflexão corresponde à freqüência do radar da estação de radar.

Um desvio eventual entre a freqüência do mínimo de reflexão e a freqüência do radar é, de preferência, menor que 0,5 GHz. O fator de re- flexão na freqüência do radar é, de preferência, menor que -15 dB, de modo mais preferido, menor que -20 dB.

Em um aperfeiçoamento, a combinação compreende duas esta- ções de radar com freqüências do radar diferentes uma da outra, por exem- pio, um radar de segurança de vôo e um radar de navegação marítima, sen- do que, o fator de reflexão do radar dependente da freqüência, criado com o material composto de fibra possui dois mínimos de reflexão do tipo esclare- cido, cujas freqüências correspondem às estações do radar. Isto eventual- mente, por sua vez, no máximo melhor com pequenos desvios, como já foi descrito para o caso de uma estação de radar e de um mínimo de reflexão.

No caso de cada estação de radar pode-se tratar, em particular, de uma estação de radar com reconhecimento de alto móvel por meio de ava- liação de um deslocamento de Doppler do sinal do radar refletido de volta.

Caso a combinação apresente várias estações de radar com freqüências do radar diferentes uma da outra, então, de acordo com uma forma de execução está previsto que, entre as freqüências do radar existe, pelo menos, um par de freqüências, no qual uma das freqüências do radar é um múltiplo de número inteiro da outra freqüência do radar. Um exemplo para isto é um radar de segurança de vôo com uma freqüência do radar de 3 GHz em combinação com um radar de navegação marítima com uma fre- qüência do radar de 9 GHz.

A invenção será descrita em mais detalhes, a seguir, com auxílio de exemplos de execução, com referência aos desenhos anexos. Estão re- presentados:

Na figura 1 uma vista em corte de uma pá do rotor para uma

instalação de energia eólica,

Na figura 2 uma vista em corte ao longo da linha Il-Il na figu- ra 1,

Nafigura 3 uma vista em corte ao longo da linha Ill-Ill na fi-

gura 1,

Na figura 4 uma vista em corte ao longo da linha IV-IV na fi- gura 1, Na figura 5 o decurso dependente da freqüência do fator de reflexão do radar para o material representado na figura 2,

Na figura 6 o decurso dependente da freqüência do fator de reflexão do radar para o material representado na figura 3, Na figura 7 o decurso dependente da freqüência do fator de

reflexão do radar para o material representado na figura 4,

Na figura 8 uma vista em corte de um material de acordo com um outro exemplo de execução, e

Na figura 9 o decurso dependente da freqüência correspon- dente do fator de reflexão do radar.

A figura 1 ilustra, em uma vista em corte, a montagem de uma pá do rotor 10 para uma instalação de energia eólica, compreendendo uma estrutura de revestimento 12 e uma estrutura interna 14, que estabiliza a estrutura de revestimento 12, a qual no exemplo de execução representado é formada por duas almas 14-1 e 14-2 que passam transversalmente em relação à direção de extensão do perfil da pá do rotor.

A pá do rotor 10 possui um canto dianteiro 16 e um canto trasei- ro 18.

No lado externo da estrutura de revestimento 12 é definida a su- perfície 20 da pá do rotor 10, e a estrutura de revestimento 12 é formada de material composto de fibra plano, sendo que, no exemplo de execução re- presentado, são empregadas duas áreas diversas ou dois materiais com- postos de fibra 12-1, 12-2 diferentes. O material 12-1 é para a formação do canto dianteiro 16, e das áreas da estrutura de revestimento adjacentes a ele até aproximadamente o centro da pá do rotor 10 representado (do outro lado das almas 14-1, 14-2). O material 12-2 está previsto para a execução das áreas da pá do rotor 10, que ficam atrás, até o canto traseiro 18.

Também as almas 14-1, 14-2 são formadas, respectivamente, do material composto de fibra, que se diferencia, contudo, dos materiais compostos de fibra 12-1 e 12-2 planos.

Uma particularidade da pá do rotor 10 consiste no fato de que, pelo menos, no canto dianteiro 16 e no canto traseiro 18, no exemplo repre- sentado também na área das almas 14-1, 14-2, o respectivo material com- posto de fibra 12-1 e 12-2 (e no exemplo representado também os materiais compostos de fibra 14-1, 14-2) para a criação de um fator de reflexão do radar R dependente da freqüência, para irradiação eletromagnética do radar que incide perpendicularmente à superfície, com um mínimo de reflexão em uma freqüência determinada na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

As figuras 2, 3 e 4 mostram as respectivas formas de construção dos materiais compostos de fibra planos 12-1, 12-2 e 14-1, 14-2.

O material composto de fibra 12-1 (figura 2) possui uma forma de construção de GFK, isto é, é constituído de uma camada de material de GFK, com uma espessura de 12,9 mm. A constante de dieletricidade do ma- terial de GFK tem aproximadamente 4,3.

O material composto de fibra 12-2 (figura 3) é uma construção de sanduíche formada de uma camada de cobertura de GFK 22 externa (espessura 1 mm, constante de dieletricidade 4,3), de uma camada de co- bertura de GFK 24 interna (espessura 1 mm, constante de dieletricidade 4,3), bem como, de um núcleo de espuma dura 26 (espessura 11,3 mm, constante de dieletricidade 1,1).

O material composto de fibra 14-1, 14-2 (figura 4) é, do mesmo modo, uma construção de sanduíche formada de uma camada de cobertura de GFK 22' externa (espessura 2 mm, constante de dieletricidade 4,3), de uma camada de cobertura de GFK 24' interna (espessura 2 mm, constante de dieletricidade 4,3), bem como, de um núcleo de espuma dura 26' (espes- sura 8,5 mm, constante de dieletricidade 1,1). Nas figuras 5, 6 e 7 estão representados os decursos do fator

de reflexão do radar dependentes da freqüência calculados dos materiais compostos de fibra representados nas figuras 2, 3 e 4 com incidência de irradiação perpendicular.

A figura 5 mostra o fator de reflexão R para o material composto de fibra 12-1.

A figura 6 mostra o fator de reflexão R para o material composto de fibra 12-2. A figura 7 mostra o fator de reflexão R para o material composto de fibra 14-1, 14-2.

É evidente que, os fatores de reflexão das três formas de cons- trução com uma freqüência de 5,6 GHz, que é típica, por exemplo, para um radar meteorológico, é de -34 dB, -55 dB ou -47 dB. Com isso, são refletidos somente aproximadamente 0,02%, 0,0003% ou 0,002% da energia do radar incidente nas respectivas formas de construção.

Isto inversamente significa que, aproximadamente 99,98% ou 99,998% da energia do radar incidente são transmitidos através das respec- tivas formas de construção. Com isso, a pá do rotor 10 na faixa de freqüên- cia relevante é transparente na maior parte para a energia do radar inciden- te, de tal modo que, no total as reflexões do radar na pá do rotor 10 são re- duzidas consideravelmente.

No exemplo de execução representado, a metade da largura dos mínimos de reflexão que ficam em 5,6 GHz têm, respectivamente, me- nos que 0,5 GHz.

Na descrição a seguir de um outro exemplo de execução, para os componentes equivalentes são empregados os mesmos números de re- ferência, respectivamente, complementados por uma pequena letra "a" para a distinção da forma de execução. Neste caso, será aprofundado somente nas diferenças em relação ao exemplo de execução já descrito, e no restan- te, com isso, será remetido expressamente à descrição do exemplo de exe- cução precedente.

A figura 8 ilustra um outro exemplo de uma forma de construção apropriada para a redução das reflexões do radar, e mostra uma vista em corte de um o material composto de fibra plano 12a-1.

O material composto de fibra plano 12a-1 pode ser usado, por exemplo, em uma pá do rotor do tipo representado na figura 1 como substi- tuto para um ou vários materiais compostos de fibra 12-1, 12-2 e 14-1, 14-2 empregados. Em uma forma de execução, o material composto de fibra pla- no 12a-1 representado na figura 8 é empregado para toda a estrutura de revestimento (e para a estrutura interna prevista eventualmente) de uma pá do rotor desse tipo, do tipo representado na figura 1.

O material composto de fibra plano 12a-1 é uma construção de sanduíche formada de uma camada de cobertura de GFK 22a externa (es- pessura 3 mm, constante de dieletricidade 4,3), de uma camada de cobertu- ra de GFK 24a interna (espessura 3 mm, constante de dieletricidade 4,3), e de um núcleo de favos 26' de papel embebido em resina (espessura 17,5 mm, constante de dieletricidade 1,07).

Uma particularidade do material composto de fibra plano 12a-1 consiste no fato de que, seu fator de reflexão do radar R dependente da fre- quência para a irradiação do radar que incide perpendicularmente à superfí- cie, possui dois mínimos de reflexão com freqüências determinadas na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

Como é evidente da figura 9, esses mínimos de reflexão se situ- am nas freqüências com 3 GHz (por exemplo, freqüência de um radar de segurança de vôo militar) e com 9 GHz (por exemplo, freqüência de um ra- dar de navegação marítima). No caso dessas freqüências é obtida uma re- dução considerável das reflexões do radar, ou seja, para 0,001% (com 3 GHz) ou 0,02% (com 9 GHz).

Com a invenção ou com os exemplos de execução descritos pode ser realizada uma pá do rotor para uma instalação de energia eólica, na qual as reflexões do radar são reduzidas consideravelmente. Em particu- lar, no caso do emprego da pá do rotor para uma infinidade de instalações de energia eólica, que são reunidas espacialmente em um parque eólico, que se encontra na área de registro de um ou de vários sistemas de radar, por conseguinte, uma operação de radar pode ser assegurada com conside- ravelmente menos interferências. De acordo com a invenção, pelo menos, no canto dianteiro e no canto traseiro da pá do rotor é empregado o material composto de fibra de reflexão minimizada como descrito. Todavia, podem ser previstas ainda outras seções da estrutura da pá do rotor, em particular, toda a estrutura de revestimento e uma estrutura interna estabilizadora e- ventualmente prevista em uma das formas de construção descritas. Em fun- ção da ou das freqüências do radar a serem esperadas no emprego da pá do rotor, a disposição especial e a combinação podem ser adaptadas aos materiais e a seu dimensionamento, espessura(s) de camada e constantes de material eletromagnéticas.

Divergindo dos exemplos de execução descritos, por exemplo, pode ser previsto que, as áreas da pá do rotor, em particular, bastante solici- tadas mecanicamente sejam constituídas de um material composto de fibra contendo CFK ao invés do GFK descrito, ou de metal (em particular, por e- xemplo, aço).

Além disso, por motivos da proteção contra raio pode ser neces- sário que precisem ser previstos condutores metálicos, a fim de desviar, por exemplo, correntes de raio da ponta da pá do rotor ou da superfície da pá do rotor na direção da terra (por exemplo, através de uma carcaça da máquina e de uma torre).

Embora no caso dos materiais compostos de fibra descritos mui- tas vezes seja preferido o emprego de resina de epóxi como matriz, assim também outros materiais de matriz são possíveis como, por exemplo, ter- moplásticos.

Claims

1. Pá do rotor (10) para uma instalação de energia eólica, com- preendendo uma estrutura de revestimento de material composto de fibra (12-1, 12-2) plano, que forma a superfície da pá do rotor (20), caracterizada pelo fato de que, pelo menos, no canto dianteiro (16) e no canto traseiro (18) da pá do rotor (10) o material composto de fibra (12-1, 12-2) é executado para a criação de um fator de reflexão do radar (R) dependente da freqüên- cia, para irradiação do radar que incide perpendicular à superfície, com um mínimo de reflexão em uma freqüência determinada na faixa de 1 GHz até 10 GHz.

2. Pá do rotor (10) de acordo com a reivindicação 1, sendo que, o material composto de fibra (12-1, 12-2) previsto para a preparação do mí- nimo de reflexão é executado como um material sólido de material composto de fibra (12-1).

3. Pá do rotor (10) de acordo com a reivindicação 2, sendo que, a espessura (dv) do material sólido de material composto de fibra (12-1), pe- lo menos, de forma aproximada possui um valor de 7 Ào <formula>formula see original document page 17</formula> sendo que, dv designa a espessura do material sólido (12-1), D0 designa os comprimentos de onda de espaço livre da irradia- ção do radar, e εν designa a constante de dieletricidade específica (parte real) do material solido.

4. Pá do rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que, o material composto de fibra (12-1, 12-2) previsto para a prepa- ração do mínimo de reflexão é executado em forma de construção de san- duíche (12-2) compreendendo várias camadas de material composto de fi- bra (22, 24) e, pelo menos, uma camada de material nuclear (26).

5. Pá do rotor de acordo com a reivindicação 4, sendo que, a forma de construção de sanduíche (12-2) é executada simétrica com duas camadas de material composto de fibra (22, 24) como camadas de cobertu- ra, e uma camada de material nuclear (26), e sendo que, a espessura (dk) da camada de material nuclear (26), pelo menos, de forma aproximada pos- sui um valor de <formula>formula see original document page 18</formula> sendo que, dk designa a espessura da camada de material nuclear (26), □o designa o comprimento de onda de espaço livre da irradia- ção do radar, £k designa a constante de dieletricidade específica (parte real) do material nuclear, dD designa a espessura das camadas de cobertura (22, 24) e ε0 designa a constante de dieletricidade específica (parte real) do material da camada de cobertura.

6. Pá do rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que, o material composto de fibra (12-1, 12-2) previsto para a prepa- ração do mínimo de reflexão apresenta uma resistência de superfície elétri- ca específica de mais que 103 Ohm/quadrado.

7. Pá do rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que, o mínimo de reflexão possui um valor de menos que -20 dB, em particular, menos que -25 dB.

8. Pá do rotor de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que, o fator de reflexão (R) dependente da freqüência, na faixa de freqüência de 1 GHz até 10 GHz possui exatamente um mínimo ou exata- mente dois mínimos.

9.

Combinação de uma estação de radar e de uma instalação de energia eólica disposta na área de recepção da estação de radar, caracteri- zada pelo fato de que, as pás do rotor são executadas, respectivamente, como uma pá do rotor (10) de acordo com uma das reivindicações de 1 a 8, sendo que, a freqüência do mínimo de reflexão corresponde à freqüência do radar da estação de radar.