BR112020023153A2 - elemento de conexão para um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica - Google Patents

Abstract

“elemento de conexãopara um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica''. é divulgada uma lâmina de turbina eólica com um elemento de conexão para um sistema de proteção contra raios da lâmina de turbina eólica. o elemento de conexão compreende: uma parte de extremidade da raiz configurada para ser mecanicamente e eletricamente conectada a uma região da raiz da lâmina de turbina eólica; e uma parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor, em que a primeira parte do condutor é configurada para receber e conectar-se eletricamente a uma parte desencapada do condutor de descida e a segunda parte do condutor é configurada para receber e conectar-se mecanicamente a uma parte isolada do condutor de descida.

Description

“ELEMENTO DE CONEXÃO PARA UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA RAIOS DE UMA LÂMINA DE TURBINA EÓLICA”

[0001] A presente divulgação refere-se a um elemento de conexão e uma lâmina de turbina eólica compreendendo um elemento de conexão e um método associado para um sistema de proteção contra raios, tal como um elemento de conexão para conectar um condutor de descida de um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica.

ANTECEDENTES

[0002] À medida que as turbinas eólicas e as lâminas das turbinas eólicas aumentam de tamanho, o risco de um raio atingir a turbina eólica aumenta. É, portanto, de interesse crescente fornecer turbinas eólicas e, em particular, lâminas de turbinas eólicas com medidas de proteção contra raios.

[0003] É conhecido o fornecimento de lâminas para turbinas eólicas com receptores de raios que estão em conexão elétrica com um condutor de descida, dentro da lâmina, conectado através do cubo e nacele da turbina eólica ao solo. O condutor de descida dentro da lâmina pode ser conectado à região da raiz da lâmina de turbina eólica, como a extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica, por exemplo, por um elemento de conexão, também conhecido como terminal de cabo.

[0004] Para reduzir o estresse mecânico na parte condutora do condutor de descida, o condutor de descida pode ser preso, por exemplo, colado na parte interna da lâmina próximo à conexão elétrica. No entanto, ainda pode ser vista falha mecânica perto da conexão entre o condutor de descida e a lâmina.

DESCRIÇÃO RESUMIDA

[0005] É um objetivo da presente divulgação fornecer métodos e elementos para conectar um condutor de descida de um sistema de proteção contra raios à região da raiz da lâmina de turbina eólica, como um flange de extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica, de uma forma mais durável, que é menos sujeito à fadiga ou outra falha mecânica. É um outro objetivo da presente divulgação fornecer elementos e métodos que facilitem a conexão mais fácil e conveniente do condutor de descida à região da raiz da lâmina de turbina eólica.

[0006] Por conseguinte, a presente divulgação refere-se a um elemento de conexão para um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica compreendendo uma região da raiz, uma região de aerofólio com uma ponta, um lado de pressão, um lado de sucção e uma linha de corda que se estende entre um bordo de ataque e um bordo de fuga. O elemento de conexão é configurado para conectar um condutor de descida da proteção contra raios à região da raiz, como um flange de extremidade da raiz da região da raiz, da lâmina de turbina eólica. O elemento de conexão compreende: uma parte de extremidade da raiz configurada para ser mecanicamente e eletricamente conectada à região da raiz da lâmina de turbina eólica; e uma parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor, em que a primeira parte do condutor é configurada para receber e se conectar eletricamente a uma parte desencapada do condutor de descida e a segunda parte do condutor é configurada para receber e se conectar mecanicamente a uma parte isolada do condutor de descida.

[0007] O elemento de conexão, como a parte do condutor do elemento de conexão pode definir um eixo da parte do condutor. Por exemplo, um eixo da parte do condutor da parte do condutor pode ser substancialmente coaxial com uma direção longitudinal do condutor de descida, por exemplo, quando recebido na parte do condutor.

[0008] Também é divulgada uma lâmina de turbina eólica que compreende uma região da raiz, uma região de aerofólio com uma ponta, um lado de pressão, um lado de sucção e uma linha de corda que se estende entre um bordo de ataque e um bordo de fuga. A lâmina de turbina eólica compreende ainda um sistema de proteção contra raios que compreende um condutor de descida e um elemento de conexão, tal como o elemento de conexão divulgado acima, conectando o condutor de descida à região da raiz.

O elemento de conexão compreende: uma parte de extremidade da raiz mecanicamente e eletricamente conectada à região da raiz da lâmina de turbina eólica; e uma parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor, em que a primeira parte do condutor recebe e se conecta eletricamente a uma parte desencapada do condutor de descida e a segunda parte do condutor recebe e se conecta mecanicamente a uma parte isolada do condutor de descida. Um eixo da parte do condutor da parte do condutor é substancialmente coaxial com uma direção longitudinal do condutor de descida.

[0009] Também é divulgado um método para conectar um condutor de descida de um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica à região da raiz, tal como um flange de extremidade da raiz da região da raiz, da lâmina de turbina eólica. A lâmina de turbina eólica compreende uma região da raiz, uma região de aerofólio com uma ponta, um lado de pressão, um lado de sucção e uma linha de corda que se estende entre um bordo de ataque e um bordo de fuga. O condutor de descida compreende um elemento condutor e uma bainha isolante cobrindo o elemento condutor. O método compreende: Fornecer um elemento de conexão, tal como o elemento de conexão divulgado acima, compreendendo uma parte de extremidade da raiz e uma parte do condutor, a parte do condutor compreendendo uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor; remover a bainha isolante de uma porção de uma parte de extremidade do condutor de descida para fornecer uma parte desencapada e uma parte isolada do condutor de descida; inserir a parte de extremidade do condutor de descida na parte do condutor do elemento de conexão, de modo que a parte desencapada seja recebida pela primeira parte do condutor e a parte isolada seja recebida pela segunda parte do condutor do elemento de conexão, e de modo que uma direção do condutor de descida seja substancialmente coaxial com um eixo da parte do condutor da parte do condutor; fixar a segunda parte do condutor à parte isolada; e prender a parte da extremidade da raiz do elemento de conexão à região da raiz, como o flange da extremidade da raiz da região da raiz, da lâmina de turbina eólica.

[00010] Quando o condutor de descida está conectado à região da raiz da lâmina de turbina eólica, o condutor de descida e o elemento conector podem estar localizados dentro da lâmina de turbina eólica, por exemplo, o condutor de descida e o elemento conector pode estar em um lado da ponta do flange da extremidade da raiz. O condutor de descida pode se estender da região da raiz, como do flange da extremidade da raiz, por exemplo, quando conectado pelo elemento conector. O condutor de descida pode se estender em direção à ponta da lâmina de turbina eólica.

[00011] É uma vantagem da presente divulgação que a conexão entre o condutor de descida do sistema de proteção contra raios e a região da raiz, tal como o flange da extremidade da raiz da região da raiz, seja fornecida de uma maneira mais fácil e conveniente, e que pode fornecer resistência aumentada e probabilidade reduzida de falha mecânica da conexão entre o condutor de descida e a região da raiz, por exemplo, o flange da extremidade da raiz, da lâmina de turbina eólica.

[00012] É uma vantagem da presente divulgação que o elemento de conexão divulgado forneça o descarregamento do cabo, por exemplo, fixando mecanicamente à bainha isolante do condutor de descida. Reduzindo assim as cargas nas porções críticas da transição entre o condutor de descida e o elemento de conexão. Além disso, a presente divulgação permite a redução da curvatura do cabo na transição entre o condutor de descida e o elemento de conexão.

[00013] A primeira parte do condutor e a segunda parte do condutor podem ser formadas integralmente. Alternativamente ou adicionalmente, a parte do condutor e a parte da extremidade da raiz podem ser formadas integralmente.

[00014] A parte do condutor, como a primeira parte do condutor e/ou a segunda parte do condutor, pode compreender uma abertura para receber o condutor de descida, como uma parte do condutor de descida. A parte do condutor, tal como a primeira parte do condutor e/ou a segunda parte do condutor pode ser substancialmente cilíndrica, por exemplo, ao longo do eixo da parte do condutor.

[00015] A primeira parte do condutor pode ter uma primeira distância transversal interna, por exemplo, um primeiro diâmetro transversal interno. A primeira distância em seção transversal interna pode permitir que a primeira parte do condutor receba a parte desencapada do condutor de descida. A primeira distância da seção transversal interna pode ser a mesma ou ligeiramente mais do que um diâmetro da parte desencapada do condutor de descida, por exemplo, a primeira distância da seção transversal interna pode ser entre 0,1 a 2 mm a mais do que o diâmetro da parte desencapada do condutor de descida. A primeira distância em seção transversal interna pode ser menor do que um diâmetro da parte isolada do condutor de descida.

[00016] A segunda parte do condutor pode ter uma segunda distância de seção transversal interna, por exemplo, um segundo diâmetro de seção transversal interna. A segunda distância em seção transversal interna pode ser maior do que a primeira distância em seção transversal interna. A segunda distância em seção transversal interna pode permitir que a segunda parte do condutor receba a parte isolada do condutor de descida. A segunda distância da seção transversal interna pode ser igual ou ligeiramente maior do que o diâmetro da parte isolada do condutor de descida, por exemplo, a primeira distância da seção transversal interna pode ser entre 0,1- a 2 mm a mais do que o diâmetro da parte isolada do condutor de descida.

[00017] A parte do condutor pode ter uma espessura de material ao longo de um eixo radial perpendicular ao eixo da parte do condutor. Por exemplo, a espessura de material pode estar entre uma circunferência interna e uma circunferência externa da parte do condutor. A espessura de material pode ser substancialmente uniforme em uma seção transversal perpendicular ao eixo da parte do condutor. A espessura de material da parte do condutor pode variar em diferentes posições ao longo do eixo da parte do condutor, por exemplo, a espessura de material da parte do condutor pode variar entre as diferentes partes da parte do condutor. A primeira parte do condutor pode ter uma primeira espessura de material ao longo de um eixo radial perpendicular ao eixo da parte do condutor. A segunda parte do condutor pode ter uma segunda espessura de material paralela ao eixo radial. A segunda espessura de material e a primeira espessura de material podem ser iguais. Alternativamente, a segunda espessura de material pode ser maior do que a primeira espessura de material. Alternativamente, segunda espessura de material pode ser menor do que a primeira espessura de material.

[00018] O elemento de conexão pode ser substancialmente rígido. Por exemplo, o elemento de conexão pode ser feito de um metal, como cobre, como cobre estanhado. O elemento de conexão pode ser recozido, por exemplo, o elemento de conexão pode ser feito de metal recozido, como cobre, como cobre estanhado.

[00019] A parte da extremidade da raiz pode compreender uma seção de fixação, por exemplo, para engatar com um elemento de fixação, por exemplo, um prego ou parafuso ou similar, para prender o elemento de conexão à região da raiz da lâmina de turbina eólica, como um flange da extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica. A seção de fixação pode compreender um orifício para receber o elemento de fixação. Por exemplo, o orifício pode ser rosqueado internamente, por exemplo, para engatar com fios opostos do elemento de fixação.

[00020] O elemento de conexão, tal como a parte da extremidade da raiz do elemento de conexão, pode compreender uma estrutura de separação interna. A estrutura de separação interna pode separar o elemento de fixação, por exemplo, quando inserido no orifício da seção de fixação, da parte desencapada do condutor de descida. A estrutura de separação interna pode ser uma estrutura eletricamente condutora. A estrutura de separação interna pode fornecer resistência mecânica ao elemento de conexão.

[00021] A parte da extremidade da raiz pode ser substancialmente cilíndrica, por exemplo, ao longo do eixo da parte do condutor. O orifício da seção de fixação pode se estender ao longo do eixo da parte do condutor. O elemento de conexão pode ser substancialmente cilíndrico, por exemplo, ao longo do eixo da parte do condutor. O elemento de conexão pode ser substancialmente cilíndrico com uma primeira extremidade que forma a parte da extremidade da raiz e uma segunda extremidade que forma a parte do condutor.

[00022] O condutor de descida do sistema de proteção contra raios pode compreender um elemento condutor e uma bainha isolante cobrindo o elemento condutor. A direção longitudinal do condutor de descida pode ser a direção do elemento condutor do condutor de descida. A bainha isolante pode ser coaxial com a direção longitudinal do condutor de descida.

[00023] Conectar o elemento de conexão ao condutor de descida pode compreender remover a bainha isolante de uma porção de uma parte de extremidade do condutor de descida para fornecer uma parte desencapada do condutor de descida. A parte desencapada do condutor de descida pode ser inserida e recebida pela primeira parte do condutor para formar uma conexão elétrica entre o elemento condutor do condutor de descida e o elemento de conexão. Uma parte isolada do condutor de descida pode ser recebida e fixada à segunda parte do condutor do elemento de conexão.

[00024] Fixar a segunda parte do condutor à parte isolada pode compreender crimpar a segunda parte do condutor. Por exemplo, crimpar a segunda parte do condutor pode compreender reduzir uma distância em seção transversal, tal como uma primeira distância em seção transversal e/ou uma segunda distância em seção transversal da segunda parte do condutor. Uma distância em seção transversal, como a primeira distância em seção transversal e/ou a segunda distância em seção transversal, pode ser perpendicular à direção longitudinal do condutor de baxo e/ou o eixo da parte do condutor. Por exemplo, crimpar a segunda parte do condutor pode compreender reduzir a primeira distância em seção transversal, de modo que a primeira distância em seção transversal seja mais curta do que a segunda distância em seção transversal da segunda parte do condutor. Alternativamente ou adicionalmente, crimpar a segunda parte do condutor pode compreender reduzir a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal, de modo que a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal sejam menores do que uma terceira distância em seção transversal da segunda parte do condutor. A primeira distância em seção transversal pode ser perpendicular à segunda distância em seção transversal. A terceira distância em seção transversal pode abranger um ângulo de 45 graus com a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal.

[00025] A primeira parte do condutor pode ser fixada à parte desencapada do condutor de descida. Portanto, o método pode compreender ainda fixar a primeira parte do condutor à parte desencapada do condutor de descida.

[00026] Fixar a primeira parte do condutor à parte desencapada pode compreender crimpar a primeira parte do condutor. Por exemplo, crimpar a primeira parte do condutor pode compreender reduzir uma distância em seção transversal, tal como uma primeira distância em seção transversal e/ou uma segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor. Uma distância em seção transversal, como a primeira distância em seção transversal e / ou a segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor, pode ser perpendicular à direção longitudinal do condutor de descida e/ou ao eixo da parte do condutor. Por exemplo, crimpar a primeira parte do condutor pode compreender reduzir a primeira distância em seção transversal da primeira parte do condutor, de modo que a primeira distância em seção transversal seja mais curta do que a segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor. Alternativamente ou adicionalmente, crimpar a primeira parte do condutor pode compreender reduzir a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor, de modo que a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal sejam menores do que uma terceira distância em seção transversal da primeira parte do condutor. A primeira distância em seção transversal pode ser perpendicular à segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor. A terceira distância em seção transversal da primeira parte do condutor pode abranger um ângulo de 45 graus com a primeira distância em seção transversal e a segunda distância em seção transversal da primeira parte do condutor.

[00027] O elemento de conexão, tal como a parte do condutor do elemento de conexão, pode ser envolvido por uma segunda bainha isolante. Assim, o método pode compreender ainda envolver o elemento de conexão e/ou a parte do condutor do elemento de conexão com uma segunda bainha isolante. A segunda bainha isolante pode proteger, tal como proteger ambientalmente, o elemento de conexão e/ou a parte do condutor do elemento de conexão. A segunda bainha isolante pode ser uma tubulação retrátil, tal como tubulação termorretrátil. A segunda bainha isolante pode ser aplicada após a fixação da segunda parte do condutor à parte isolada do condutor de descida e/ou após a fixação da primeira parte do condutor à parte desencapada do condutor de descida.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00028] As modalidades da divulgação serão descritas em mais detalhes a seguir em relação às Figuras anexas. As Figuras mostram uma maneira de implementar a presente invenção e não devem ser interpretadas como limitativas a outras modalidades possíveis que caem dentro do escopo do conjunto de reivindicações anexado. A Figura1 é um diagrama esquemático que ilustra uma turbina eólica exemplar, a Figura 2 é um diagrama esquemático que ilustra uma lâmina de turbina eólica exemplar, a Figura 3 é um diagrama esquemático que ilustra um elemento de conexão exemplar, a Figura 4 é um diagrama esquemático que ilustra um exemplo de elemento de conexão, a Figura 5 é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em corte longitudinal de um elemento de conexão exemplar, as Figuras 6a e 6b são um diagrama esquemático que ilustra uma seção transversal de um elemento de conexão exemplar, as Figuras 7a, 7b, 7c, 7d são diagramas esquemáticos que ilustram vistas em corte longitudinal de um elemento de conexão exemplar, a Figura 8 é um diagrama de fluxo que ilustra um método exemplar de conexão de um elemento de conexão exemplar.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00029] A Figura 1 ilustra uma turbina eólica contra o vento moderna convencional 2 de acordo com o chamado "conceito dinamarquês" com uma torre 4, uma nacela 6 e um rotor com um eixo de rotor substancialmente horizontal. O rotor inclui um cubo 8 e três lâminas 10 que se estendem radialmente a partir do cubo 8, cada uma tendo uma raiz de lâmina 16 mais próxima do cubo e uma ponta de lâmina 14 mais distante do cubo 8.

[00030] A Figura 2 mostra uma vista esquemática de uma lâmina de turbina eólica exemplar 10. A lâmina de turbina eólica 10 tem a forma de uma lâmina de turbina eólica convencional com uma extremidade da raiz 17 e uma extremidade de ponta 15 e compreende uma região da raiz 30 mais próxima do cubo, um perfil ou uma região de aerofólio 34 mais distante do cubo e uma região de transição 32 entre a região da raiz 30 e a região de aerofólio 34. A lâmina 10 compreende um bordo de ataque 18 voltado para a direção de rotação da lâmina 10, quando a lâmina é montada no cubo, e um bordo de fuga 20 voltado para a direção oposta do bordo de ataque 18.

[00031] A região do aerofólio 34 (também chamada de região perfilada) tem uma forma de lâmina ideal ou quase ideal em relação à geração de sustentação, enquanto a região da raiz 30 devido a considerações estruturais tem uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica, o que, por exemplo, torna mais fácil e mais seguro montar a lâmina 10 no cubo. O diâmetro (ou a corda) da região da raiz 30 pode ser constante ao longo de toda a área da raiz 30. A região de transição 32 tem um perfil de transição mudando gradualmente da forma circular ou elíptica da região da raiz 30 para o perfil de aerofólio da região de aerofólio 34. O comprimento da corda da região de transição 32 normalmente aumenta com o aumento da distância r do cubo. A região de aerofólio 34 tem um perfil de aerofólio com uma corda que se estende entre o bordo de ataque 18 e o bordo de fuga 20 da lâmina 10. A largura da corda diminui com o aumento da distância r do cubo.

[00032] Uma saliência 40 da lâmina 10 é definida como a posição em que a lâmina 10 tem seu maior comprimento de corda. A saliência 40 é normalmente fornecida no limite entre a região de transição 32 e a região do aerofólio 34.

[00033] Deve ser notado que as cordas de diferentes seções da lâmina normalmente não ficam em um plano comum, uma vez que a lâmina pode ser torcida e/ou curvada (ou seja, pré-dobrada), proporcionando assim ao plano de corda um curso correspondentemente torcido e / ou curvo, sendo este o caso mais frequente para compensar a velocidade local da lâmina dependendo do raio do cubo.

[00034] A lâmina de turbina eólica 10 compreende uma carcaça de lâmina que pode compreender duas partes de carcaça de lâmina, uma primeira parte de carcaça de lâmina 24 e uma segunda parte de carcaça de lâmina 26, normalmente feito de polímero reforçado com fibra. A primeira parte da carcaça de lâmina 24 é normalmente um lado de pressão ou parte de carcaça de lâmina contra o vento. A segunda parte da carcaça de lâmina 26 é normalmente um lado de sucção ou parte da carcaça de lâmina a favor do vento. A primeira parte da carcaça de lâmina 24 e a segunda parte da carcaça de lâmina são normalmente coladas ao longo das linhas de ligação ou juntas de cola 28 que se estendem ao longo do bordo de fuga 20 e do bordo de ataque18 da lâmina 10. Normalmente, as extremidades da raiz das partes da carcaça da lâmina 24, 26 têm uma forma de seção transversal externa semicircular ou semioval.

[00035] A lâmina de turbina eólica 10 compreende ainda um sistema de proteção contra raios 42. O sistema de proteção contra raios 42 compreende um receptor de raios 44 posicionado perto da extremidade da ponta 15 da lâmina de turbina eólica 10. O sistema de proteção contra raios 42 compreende um condutor de descida 50 para conectar o receptor de raios 44 ao solo. O condutor de descida 50 está conectado à região da raiz 30 da lâmina 10, como um flange de extremidade da raiz 92 da região da raiz 30. O condutor de descida 50 se estende da região da raiz 30 em direção à extremidade da ponta 15. O condutor de descida 50 se estende da região da raiz 30 até o receptor de raio 44. Um outro condutor (não mostrado) pode conectar eletricamente o flange de extremidade da raiz 92 ao solo, de modo a formar uma conexão elétrica do receptor de raio 44 e do solo. O sistema de proteção contra raios 42 pode compreender ainda um elemento de conexão para conectar o condutor de descida à região da raiz 30 da lâmina 10, tal como o flange de extremidade da raiz 92.

[00036] A Figura 3 mostra um exemplo de elemento de conexão 60, tal como um elemento de conexão conectando o condutor de descida 50 ao flange de extremidade da raiz 92 de uma lâmina de turbina eólica, por exemplo, conforme descrito em relação à Figura 2. O elemento de conexão 60 está localizado no lado da ponta do flange 92. O elemento de conexão compreende uma parte de extremidade da raiz 62 e uma parte do condutor 64. A parte do condutor 64 compreende uma primeira parte do condutor 66 e uma segunda parte do condutor 68. Um eixo da parte do condutor 70 da parte do condutor 64 é substancialmente coaxial com uma direção longitudinal do condutor de descida 50 quando recebido na parte do condutor 64. A parte do condutor 64, tal como a primeira parte do condutor 66 e a segunda parte do condutor 68, e a parte de extremidade da raiz 62 podem ser substancialmente coaxiais com o eixo da parte do condutor 70, como mostrado. A parte do condutor 64, tal como a primeira parte do condutor 66 e a segunda parte do condutor 68, e a parte de extremidade da raiz 62 podem ser substancialmente simétricas em relação ao eixo da parte do condutor 70, como mostrado. A primeira parte do condutor 66 e a segunda parte do condutor 68 são substancialmente cilíndricas ao longo do eixo da parte do condutor 70.

[00037] A primeira parte do condutor 66 e a segunda parte do condutor 68 podem ser formadas integralmente. A parte de extremidade da raiz 62 e a parte de condutor 64 também podem ser formadas integralmente. O elemento de conexão 60 pode ser um elemento rígido, por exemplo, feito de metal, que pode ser recozido. Por exemplo, o elemento de conexão 60 pode ser feito de cobre estanhado.

[00038] A parte do condutor 64 pode receber o condutor de descida 50, como uma extremidade do condutor de descida 50, e a parte do condutor 64, como a primeira parte do condutor 66 e/ou a segunda parte do condutor 68 pode ser crimpada para fixada ao condutor de descida 50. A primeira parte do condutor 66 é configurada para receber e opcionalmente fixar a uma parte desencapada do condutor inferior. A segunda parte do condutor 68 é configurada para receber e fixar a uma parte isolada do condutor inferior.

[00039] A Figura 4 mostra um elemento de conexão 60 exemplar, tal como o elemento de conexão 60 como mostrado na Figura 3. O elemento de conexão compreende uma parte de extremidade da raiz 62 e uma parte do condutor 64 compreendendo uma primeira parte do condutor 66 e uma segunda parte do condutor 68 com um eixo da parte do condutor 70. O elemento de conexão 60 compreende na parte de extremidade da raiz 62 uma seção de fixação (não mostrada) para fixar com um elemento de fixação 90, tal como um prego ou parafuso, por exemplo, para fixar o elemento de conexão 60 à região da raiz da lâmina de turbina eólica, como um flange de extremidade da raiz 92.

[00040] A Figura 5 mostra uma vista em corte longitudinal de um elemento de conexão 60 exemplar, tal como o elemento de conexão 60 como mostrado na Figura 3 ou Figura 4. O elemento de conexão 60 é conectado ao flange de extremidade da raiz 92 de uma lâmina de turbina eólica. O elemento de conexão 60 compreende uma parte de extremidade da raiz 62 e uma parte do condutor 64 com um eixo da parte do condutor 70. A parte do condutor 64 compreende uma primeira parte do condutor 66 e uma segunda parte do condutor 68, em que a primeira parte do condutor 66 está configurada para receber e conectar eletricamente a uma parte desencapada 52 do condutor de descida 50, como mostrado. A segunda parte do condutor 68 está configurada para receber e conectar mecanicamente a uma parte isolada 54 do condutor de descida 50, como mostrado. Para conectar mecanicamente a segunda parte do condutor 68 à parte isolada 54 do condutor de descida, a segunda parte do condutor 68 pode ser crimpada. O elemento de conexão 60 compreende na parte de extremidade da raiz 62 uma seção de fixação 80 para engatar com um elemento de fixação 90. A seção de fixação 80 é configurada para fixar o elemento de conexão 60 à região da raiz dalâmina de turbina eólica, como um flange de extremidade da raiz 92, como mostrado. A seção de fixação 80 pode compreender um orifício 82, como mostrado. O elemento de fixação 90 pode ser um prego ou parafuso, por exemplo, com roscas. O elemento de fixação 90 pode se estender através de um orifício no flange de extremidade da raiz 92, como mostrado, e para dentro do orifício 82 para fixar o elemento de conexão ao flange de extremidade da raiz 92. O orifício 82 pode compreender roscas correspondentes para fixar com o elemento de fixação 90.

[00041] Figuras 6a e 6b mostram vistas em seção transversal do elemento de conexão 60 e do condutor de descida 50 da Figura 5 ao longo das linhas 100 e 102, conforme indicado na Figura 5. A Figura 6a mostra a vista em seção transversal ao longo da linha 100. A Figura 6b mostra a vista em corte transversal ao longo da linha 102. O condutor de descida 50 compreende um elemento condutor 53 e uma bainha isolante 55 cobrindo o elemento condutor 50, de acordo com um condutor de descida contra raios convencional. Como visto na Figura 6a, a bainha isolante 55 foi removida de uma parte do condutor de descida para formar a parte desencapada 52 sendo recebida na primeira parte do condutor 66. Embora não seja especificamente mostrado, a primeira parte do condutor 66 pode ser conectada eletricamente com a parte do condutor 53 do condutor de descida, por exemplo, a primeira parte do condutor 66 pode ser crimpada para engatar na parte do condutor 53.

[00042] Também mostrado nas Figuras 6a e 6b é um eixo radial 72 perpendicular ao eixo da parte do condutor 70, como mostrado na Figura 5. A primeira parte do condutor 66 do elemento de conexão 60 tem uma primeira espessura de material T1 ao longo do eixo radial 72. A segunda parte do condutor 68 tem uma segunda espessura de material T2 ao longo do eixo radial. A segunda espessura de material T2 pode ser menor do que a primeira espessura de material T1, como mostrado. Alternativamente, a segunda espessura de material T2 pode ser maior do que a segunda espessura de material T1, ou a segunda espessura de material T2 e a primeira espessura de material T1 podem ser iguais.

[00043] A primeira parte do condutor 66 pode ser fixada à parte desencapada 52 do condutor de descida 50, ao crimpar a primeira parte do condutor 66. A primeira parte do condutor 66 pode ser fixada reduzindo uma primeira distância de seção transversal D11 da primeira parte do condutor 66, por exemplo, ao longo do eixo radial 72. Além disso, a primeira parte do condutor 66 pode ser fixada reduzindo uma segunda distância de seção transversal D12 da primeira parte do condutor 66. A primeira parte do condutor 66 pode ser crimpada de modo que a primeira distância transversal D11 seja mais curta do que a segunda distância transversal D12. Como visto, a segunda distância de seção transversal D12 pode ser perpendicular à primeira distância de seção transversal D11.

[00044] A segunda parte do condutor 68 pode ser fixada à parte isolada 54 do condutor de descida 50 ao crimpar a segunda parte do condutor

68. A segunda parte do condutor 68 pode ser fixada reduzindo uma primeira distância de seção transversal D21 da segunda parte do condutor 68, por exemplo, ao longo do eixo radial 72, como ilustrado. Além disso, a segunda parte do condutor 68 pode ser fixada reduzindo uma segunda distância de seção transversal D22 da segunda parte do condutor 68. A segunda parte do condutor 68 pode ser crimpada de modo que a primeira distância transversal D21 seja mais curta do que a segunda distância transversal D22. Como visto, a segunda distância em seção transversal D22 pode ser perpendicular à primeira distância em seção transversal D21.

[00045] As distâncias em seção transversal interna d1, d2 da primeira parte do condutor 66 e da segunda parte do condutor 68 também são mostradas na Figura 6a e na Figura 6b. A primeira parte do condutor 66 tem uma primeira distância transversal interna d1 permitindo que a primeira parte do condutor 66 receba a parte desencapada 52 do condutor de descida 50. A segunda parte do condutor 68 tem uma segunda distância em seção transversal interna d2 permitindo que a segunda parte do condutor receba a parte isolada 54 do condutor de descida 50.

[00046] As Figuras 7a, 7b, 7c e 7d mostram vistas em corte longitudinal de exemplos de elementos de conexão 60. O elemento de conexão 60 compreende uma parte de extremidade da raiz 62 e uma parte do condutor 64 compreendendo uma primeira parte do condutor 66 e uma segunda parte do condutor 68 com um eixo da parte do condutor 70. O elemento de conexão 60 compreende na parte de extremidade da raiz 62 uma seção de fixação 80 para engatar com um elemento de fixação 90 (por exemplo, como mostrado na Figura 7d) para fixar o elemento de conexão 60 à região da raiz 30 da lâmina de turbina eólica. Os exemplos de elementos de conexão 60 das Figuras 7a a 7d mostram exemplos de diferentes espessuras de materiais, por exemplo, T1 e T2, conforme descrito em relação à Figura 6.

[00047] A Figura 7b também mostra que o elemento de conexão 60 pode ter uma estrutura de separação interna 84 separando o elemento de fixação 90, por exemplo, quando inserido no orifício da seção de fixação 80, da parte desencapada 52 do condutor de descida.

[00048] Além disso, a Figura 7d mostra o elemento de conexão 60 sendo fixado à região de extremidade da raiz 30 por um elemento de fixação 90, que pode ser um prego ou um parafuso, sendo engatado com o orifício 82 da seção de fixação 80.

[00049] O elemento de conexão 60 pode fornecer uma lacuna entre os bordos da extremidade da parte isolada do condutor de descida 54 e o interior da parte do condutor 64 do elemento de conexão, tal como ilustrado nas Figuras 7a e 7b. A lacuna pode fornecer uma superfície de guia para guiar a parte descascada 52 para a primeira parte condutora 66.

[00050] A Figura 8 mostra um diagrama de fluxo de um método exemplar 200, para conectar um condutor de descida de um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica à região da raiz da lâmina de turbina eólica, por exemplo, a um flange da extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica.

[00051] O método 200 compreende fornecer um elemento de conexão 202, como um elemento de conexão conforme ilustrado e descrito em relação às Figuras anteriores. O elemento de conexão compreende uma parte de extremidade da raiz e uma parte do condutor, a parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor.

[00052] O método 200 compreende remover 204 uma bainha isolante de uma porção de uma parte de extremidade do condutor de descida para fornecer uma parte desencapada e uma parte isolada do condutor de descida.

[00053] O método 200 compreende inserir 206 a parte de extremidade do condutor de descida na parte do condutor do elemento de conexão, de modo que a parte desencapada seja recebida pela primeira parte do condutor e a parte isolada seja recebida pela segunda parte do condutor do elemento de conexão.

[00054] O método 200 compreende fixar 208 a segunda parte do condutor à parte isolada. Por exemplo, a segunda parte do condutor pode ser fixada 208 ao crimpar a segunda parte do condutor, por exemplo, em torno da parte isolada do condutor de descida. Crimpar a segunda parte do condutor pode compreender reduzir uma ou mais distâncias de seção transversal da segunda parte do condutor.

[00055] Opcionalmente, o método 200 pode compreender fixar 210 a primeira parte do condutor à parte desencapada do condutor de descida. Por exemplo, a primeira parte do condutor pode ser fixada 210 ao crimpar a primeira parte do condutor, por exemplo, em torno da parte desencapada do condutor de descida. Crimpar a primeira parte do condutor pode compreender reduzir uma ou mais distâncias de seção transversal da primeira parte do condutor.

[00056] A fixação 208 da segunda parte do condutor pode ser realizada antes ou depois da fixação 210 da primeira parte do condutor. Alternativamente, a fixação 208 da segunda parte do condutor pode ser realizada junto com a fixação 210 da primeira parte do condutor, por exemplo, a fixação 208 da segunda parte do condutor pode ser realizada simultaneamente com a fixação 210 da primeira parte do condutor.

[00057] Opcionalmente, o método 200 pode compreender envolver 212 a parte do condutor do elemento de conexão com uma segunda bainha isolante, tal como uma tubulação retrátil ou uma tubulação termorretrátil. Envolver 212 a parte do condutor com uma segunda bainha isolante pode ser fornecido para isolar o elemento de conexão do ambiente, por exemplo, para proteger o elemento de conexão e/ou a conexão com o condutor de descida da água ou outras substâncias.

[00058] O método 200 compreende fixar 214 a parte da extremidade da raiz do elemento de conexão à região da raiz da lâmina de turbina eólica, como a um flange da extremidade da raiz da lâmina de turbina eólica.

[00059] A invenção foi descrita com referência a modalidades preferidas. No entanto, o escopo da invenção não está limitado às modalidades ilustradas e alterações e modificações podem ser realizadas sem se desviar do escopo da invenção.

LISTA DE REFERÊNCIAS 2 Turbina eólica 4 torre 6 nacele 8 cubo 10 lâmina 14 ponta da lâmina 15 extremidade de ponta 16 raiz de lâmina 17 extremidade da raiz 18 bordo de ataque 20 bordo de fuga 24 primeira parte da carcaça de lâmina (lado de pressão) 26 segunda parte da carcaça de lâmina (lado de sucção) 28 linhas de ligação/juntas de cola 30 região da raiz 32 região de transição 34 região do aerofólio 40 saliência 42 Sistema de proteção contra raios 50 Condutor de descida 52 Parte desencapada (do condutor de descida) 53 elemento condutivo 54 Parte isolada (do condutor de descida) 55 bainha isolante 56 Parte de extremidade do condutor de descida 60 Elemento de conexão 62 Parte de extremidade da raiz

64 Parte do condutor 66 Primeira parte do condutor 68 Segunda parte do condutor 70 Eixo da parte do condutor 72 Eixo radial 80 Seção de fixação 82 Orifício (da seção de fixação) 84 estrutura de separação interna 90 Elemento de fixação 92 flange de extremidade da raiz 200 método 202 fornecer elemento de conexão 204 remover a bainha isolante 206 inserir a parte final do condutor de descida 208 fixar a segunda parte do condutor 210 fixar a primeira parte do condutor 212 envolver parte do condutor 214 fixar a parte de extremidade da raiz T1 Primeira espessura de material T2 Segunda espessura de material D11 primeira distância transversal da primeira parte do condutor D12 segunda distância de seção transversal da primeira parte do condutor D21 primeira distância transversal da segunda parte do condutor D22 segunda distância de seção transversal da segunda parte do condutor

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES

1. Lâmina de turbina eólica caracterizada por compreender uma região da raiz, uma região de aerofólio com uma ponta, um lado de pressão, um lado de sucção e uma linha de corda que se estende entre um bordo de ataque e um bordo de fuga, a lâmina de turbina eólica compreendendo ainda um sistema de proteção contra raios que compreende um condutor de descida que se estende da região da raiz em direção à ponta e um elemento de conexão conectando o condutor de descida à região da raiz, o elemento de conexão compreendendo: - uma parte de extremidade da raiz mecanicamente e eletricamente conectada à região da raiz da lâmina de turbina eólica; e - uma parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor, em que a primeira parte do condutor está recebendo e conectando-se eletricamente a uma parte desencapada do condutor de descida e a segunda parte do condutor está recebendo e conectando-se mecanicamente a uma parte isolada do condutor de descida, um eixo da parte do condutor da parte do condutor é substancialmente coaxial com uma direção longitudinal do condutor de descida, e em que a primeira parte do condutor e a segunda parte do condutor são substancialmente cilíndricas ao longo do eixo da parte do condutor.

2. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a primeira parte do condutor e a segunda parte do condutor serem formadas integralmente.

3. Lâmina de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a primeira parte do condutor ter uma primeira espessura de material ao longo de um eixo radial perpendicular ao eixo da parte do condutor e a segunda parte do condutor ter uma segunda espessura de material paralela ao eixo radial.

4. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 3,

caracterizada por a segunda espessura de material ser maior do que a primeira espessura de material.

5. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a segunda espessura de material ser menor do que a primeira espessura de material.

6. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a segunda espessura de material e a primeira espessura de material serem as mesmas.

7. Lâmina de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o elemento de conexão ser feito de um metal, como o cobre.

8. Lâmina de turbina eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a parte da extremidade da raiz compreender uma seção de fixação que engata com um elemento de fixação para fixar o elemento de conexão à região da raiz da lâmina de turbina eólica.

9. Lâmina de turbina eólica, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada por a seção de fixação compreender um orifício para receber o elemento de fixação, em que o orifício pode ser rosqueado internamente para engatar nas roscas opostas do elemento de fixação.

10. Método para conectar um condutor de descida de um sistema de proteção contra raios de uma lâmina de turbina eólica à região da raiz da lâmina de turbina eólica, a lâmina de turbina eólica compreendendo uma região da raiz, uma região de aerofólio com uma ponta, um lado de pressão, um lado de sucção e uma linha de corda que se estende entre um bordo de ataque e um bordo de fuga, o condutor de descida se estendendo da região da raiz em direção à ponta e compreendendo um elemento condutor e uma bainha isolante cobrindo o elemento condutor, caracterizado por compreender: - fornecer um elemento de conexão que compreende uma parte de extremidade da raiz e uma parte do condutor, a parte do condutor que compreende uma primeira parte do condutor e uma segunda parte do condutor,

a primeira parte do condutor e a segunda parte do condutor são substancialmente cilíndricas ao longo de um eixo da parte do condutor da parte do condutor, - remover a bainha isolante de uma porção de uma parte de extremidade do condutor de descida para fornecer uma parte desencapada e uma parte isolada do condutor de descida; - inserir a parte de extremidade do condutor de descida na parte do condutor do elemento de conexão, de modo que a parte desencapada seja recebida pela primeira parte do condutor e a parte isolada seja recebida pela segunda parte do condutor do elemento de conexão, e de modo que uma direção longitudinal do condutor de descida seja substancialmente coaxial com o eixo da parte do condutor; - fixar a segunda parte do condutor à parte isolada; e - fixar a parte de extremidade da raiz do elemento de conexão à região da raiz da lâmina de turbina eólica.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por fixar a segunda parte do condutor à parte isolada compreender crimpar a segunda parte do condutor.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizado por compreender ainda fixar a primeira parte do condutor à parte desencapada do condutor de descida.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por fixar a primeira parte do condutor à parte desencapada compreender crimpar a primeira parte do condutor.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por o método compreender ainda envolver a parte do condutor do elemento de conexão com uma segunda bainha isolante.