CN110546379A - 风能设备转子叶片和用于制造风能设备转子叶片的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种风能设备转子叶片，所述风能设备转子叶片具有转子叶片根部(220)和转子叶片尖端(210)。转子叶片具有避雷系统(300)，所述避雷系统具有避雷导体(310)，所述避雷导体具有与转子叶片根部区域的电镀连接。避雷系统(300)具有转子叶片表面的区域，在所述区域上涂覆有加热漆或者加热涂层(340)，其中该区域与避雷导体(310)电镀耦联，使得击中加热漆的雷电能够相应地被导出。

Description

风能设备转子叶片和用于制造风能设备转子叶片的方法
技术领域
本发明涉及一种风能设备转子叶片以及一种用于制造风能设备转子叶片的方法。
背景技术
风能设备的转子叶片以各种不同的形式已知。根据风能设备的吊舱的高度和转子叶片的长度，风能设备的转子叶片必须符合避雷要求。
在作为优先权基础的德国专利申请中，德国专利商标局检索到下述文献：DE 202013 007 659 U1、EP 1 187 988 B1和EP 2 806 160 A1。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种具有改进的避雷的风能设备转子叶片。
该目的通过根据权利要求1的风能设备转子叶片以及通过根据权利要求4的用于制造风能设备转子叶片的方法实现。
由此提出一种风能设备转子叶片，所述风能设备转子叶片具有转子叶片根部和转子叶片尖端。转子叶片具有避雷系统，所述避雷系统具有避雷导体，所述避雷导体具有与转子叶片根部区域的电镀连接。避雷系统具有转子叶片表面的区域，在所述区域上涂覆有呈加热漆形式的加热涂层，其中该区域电镀地与避雷导体耦联，使得击中加热漆的雷电能够相应地被导出。
根据本发明的一个方面，风能设备转子叶片具有至少一个雷电接收器，所述雷电接收器同样与避雷导体电镀耦联。在这种情况下，在至少一个避雷导体周围的区域设有加热漆。换言之，围绕雷电接收器的表面具有加热漆。加热漆用于将击中的雷电引导至雷电接收器，以便避免尤其在雷电接收器的区域中对表面的损伤。
根据本发明的一个方面，加热漆具有碳纳米材料和石墨。
根据本发明的一个方面，转子叶片的表面能够设有根据本发明的加热漆，以便保护转子叶片的表面。由此能够将转子叶片非传导性的部分集成到避雷系统中。
根据本发明的一个方面，加热漆也能够后续地至少部分地涂覆到转子叶片的表面上，以便进一步改进已经存在的避雷系统。
根据本发明的一个方面，所涂覆的加热漆例如能够经由避雷接收器连结到避雷系统上。
加热涂层能够作为条带设置在转子叶片尖端和转子叶片根部之间。加热涂层能够在转子叶片根部的区域中与避雷系统的其余部分耦联。
本发明同样涉及一种用于制造风能设备转子叶片的方法。转子叶片由纤维复合材料制造并且集成有避雷系统。在这种情况下，尤其在转子叶片的内部中设有避雷器。在转子叶片的表面上涂覆加热漆作为避雷系统的一部分并且电镀地与避雷导体连接。
本发明同样涉及一种加热漆或者加热涂层作为风能设备转子叶片的避雷系统的一部分的应用。
特别地，基于丙烯酸脂的加热涂层设计用于直至100℃的使用，所述加热涂层具有碳纳米材料和石墨。
加热漆的厚度能够在40μm和1mm之间。
本发明的其它设计方案是从属权利要求的主题。
附图说明
本发明的优点和实施例接下来操作附图详细阐述。
图1示出根据本发明的风能设备的示意性视图，以及
图2示出根据本发明的风能设备转子叶片的示意性视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的风能设备的示意性视图。风能设备100具有塔102和在塔102上的吊舱104。在吊舱104上设有具有三个转子叶片200和一个整流罩110的空气动力学的转子106。空气动力学的转子106在风能设备运行时通过风进入旋转运动从而也驱动发电机的转子或电枢，所述转子或电枢间接或者直接与空气动力学的转子106耦联。电发电机设置在吊舱104中并且产生电能。转子叶片200的俯仰角能够通过相应的转子叶片200的转子叶片根部108b处的俯仰马达来改变。
风能设备还具有避雷系统，所述避雷系统确保，将击中三个转子叶片200中的一个转子叶片的雷电相应地导出。为此，在转子叶片的内部中设置有一个避雷器，以及在风能设备的内部中设置有另一避雷器。
图2示出根据本发明的风能设备转子叶片的示意性视图。在图2中示出具有转子叶片尖端210和转子叶片根部220的转子叶片200。转子叶片具有避雷系统300。避雷系统300尤其具有例如在转子叶片的内部中的避雷导体310以及可选地具有至少一个雷电接收器330。转子叶片尖端210能够可选地具有另一雷电接收器320，所述另一雷电接收器借助于避雷线路311与避雷导体310电镀耦联。避雷系统300在转子叶片的表面上还具有加热漆或加热涂层340。该加热涂层340与避雷导体310电镀耦联，以便能够相应地导出击中的雷电。
根据本发明的一个方面，加热涂层或加热漆340设置在雷电接收器330的区域中。于是，借助于雷电接收器也进行加热涂层340与避雷导体310的电镀耦联。
加热涂层或加热漆能够基于丙烯酸脂制造并且能够包含碳纳米材料和石墨。
这种加热漆的一个实例是如下加热漆：Carbo e-Therm ACR-100 1W。该漆的密度为1.08g/cm3。颜色能够的煤黑色的。固体含量为39％至41％(碳+聚合物)。保存期限为6个月。溶剂基是水。最小成膜温度为大约14℃。PH值为大约7至8。粘度(剪切率100s-1)为700mPas至800mPas。
干燥的层的产品特性如下：温度使用范围-18℃至100℃；电阻率：1050Ωμm至1100Ωμm；层电阻：R自5.5Ω/平方(在200μm层厚度情况下)；推荐的最小层厚度：40μm。
漆的厚度在30μm和2mm之间，优选在40μm和1mm之间。

Claims (6)

1.一种风能设备转子叶片(200)，具有：
转子叶片尖端(210)和转子叶片根部(220)以及避雷系统(300)，
其中所述避雷系统(300)具有避雷导体(310)和在所述转子叶片(200)的表面上的呈漆形式的加热涂层(340)，其中所述加热涂层(340)电镀地与所述避雷导体(310)耦联。
2.根据权利要求1所述的风能设备转子叶片(200)，此外具有：
至少一个雷电接收器(330)，
其中所述加热涂层(340)设置在所述雷电接收器(330)的区域中，并且所述加热涂层(340)借助于所述雷电接收器(330)与所述避雷导体(310)电镀耦联。
3.根据权利要求1或2所述的风能设备转子叶片(200)，其中
所述加热涂层(340)基于丙烯酸脂并且具有碳纳米材料和石墨。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风能设备转子叶片(200)，其中
所述漆的厚度在30μm和2mm之间，尤其在40μm和1mm之间。
5.一种用于制造风能设备转子叶片(200)的方法，所述方法具有下述步骤：
由纤维复合材料制造所述风能设备转子叶片的壳，
设置至少一个避雷导体(310)，
将呈漆形式的加热涂层(340)施加到所述风能设备转子叶片的表面上，以及
将所述加热涂层(340)与所述至少一个避雷导体(310)电镀耦联。
6.加热涂层作为风能设备转子叶片的避雷系统的一部分的应用，其中所述加热涂层以漆形式施加到所述风能设备转子叶片的表面上并且电镀地与避雷导体耦联。
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