DE102005061679B3 - Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage - Google Patents

Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102005061679B3
DE102005061679B3 DE102005061679A DE102005061679A DE102005061679B3 DE 102005061679 B3 DE102005061679 B3 DE 102005061679B3 DE 102005061679 A DE102005061679 A DE 102005061679A DE 102005061679 A DE102005061679 A DE 102005061679A DE 102005061679 B3 DE102005061679 B3 DE 102005061679B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lightning
receptor
protection system
lightning protection
rotor blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102005061679A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102005061679A priority Critical patent/DE102005061679B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005061679B3 publication Critical patent/DE102005061679B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30Lightning protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • H02G13/80Discharge by conduction or dissipation, e.g. rods, arresters, spark gaps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

Offenbart wird ein Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage mit wenigstens einem vorzugsweise im Bereich einer freien Spitze des Rotorblattes angeordneten Rezeptor (1) aus einem elektrisch leitfähigen Material, wenigstens einem Blitzleiter (2, 4, 5) zum Ableiten eines Blitzstroms von dem Rezeptor (1) zu einem Maschinengehäuse der Windkraftanlage, gekennzeichnet durch eine mechanische Absicherung des Rezeptors (1) über eine mit einem Federelement (6) versehene Halteleine (5). Dieses Blitzschutzsystem zeichnet sich durch eine hohe Haltbarkeit bzw. Standzeit aus. Es kann sowohl in neu aufzubauende Windkraftanlagen integriert, wie auch in bestehende Windkraftanlagen nachgerüstet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es ist bekannt, dass Blitze häufig in den höchst gelegenen Punkt des Gebietes einschlagen. Windkraft- bzw. Windenergieanlagen – und vor allem deren Rotorblätter – sind aufgrund ihrer exponierten Lage in besonderem Maße blitzgefährdet. Aus diesem Grund werden moderne Rotorblätter üblicherweise bereits bei deren Herstellung mit einem Blitzschutzsystem ausgerüstet.
  • Das Baukonzept der üblicherweise in einem Rotorblatt eingesetzten Blitzschutzsysteme ist ähnlich: Es besteht aus einem oder mehreren, im Bereich der Rotorblattspitze angeordneten Blitzfängern (Rezeptoren), die über einen Leiter mit der Maschine verbunden und dort an eine Erdung angeschlossen sind.
  • Derartige Konstruktionen sind z.B. in der WO 2005/031158 A2 und der DE 695 20 220 T2 offenbart.
  • Bei bekannten Blitzschutzsystemen variiert die konstruktive Ausgestaltung. Weniger bewährt haben sich Systeme, bei denen der Blitzfänger als Blechkonstruktion ausgeführt ist und die Anbindung und die Dauerfestigkeit der Blitzleiter ungenügend sind. Neben Metallbändern, die im ungünstigsten Fall auch noch im nichtzugänglichen Teil des Blattes gestückelt sind, kommt es auch bei im Innern des Rotorblattes gespannten, gedrillten Kupferkabeln zu Ermüdungsbrüchen in Folge der Materialversprödung durch thermisch bedingte oder aufgrund der Rotation des Rotorblattes auftretenden Wechsellasten.
  • Es zeigte sich, dass Rotoren besonders schadensauffällig sind, die kein Blitzschutzsystem haben. Ebenso schadensauffällig sind auch Rotoren mit einem defekten Blitzschutzsystem, insbesondere einem System der oben genannten Art mit einem Blitzfänger als Blechkonstruktion.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von diesem Stand der Technik ein verbessertes Blitzschutzsystem anzugeben, welches sich insbesondere durch eine erhöhte Haltbarkeit auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird bei dem Blitzschutzsystem wenigstens ein Rezeptor, üblicherweise ein an der Blattspitze des Rotorblattes angeordneter Rezeptor, mit einer Halteleine mit einem Federelement abgesichert. Das Federelement dient insbesondere dazu, mechanische Längenänderungen abzufangen, wie sie beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnung oder aufgrund einer unter Last auftretenden Verformung des Rotorblattes auftreten können. Die Halteleine beugt insbesondere einem Lösen des Rezeptors nach einem Blitzschlag vor, so dass das erfindungsgemäße Blitzschutzsystem auch nach einem Blitzschlag noch funktionstüchtig ist, um den Rotor bzw. das Rotorblatt weiterhin zu schützen.
  • Die Halteleine erlaubt es zudem, einen Blitzleiter so auszulegen, dass er von einer solchen Haltefunktion grundsätzlich befreit ist. Der Blitzleiter kann z.B. ohne Zug- und Tragfunktion locker im Inneren des Rotorblattes geführt werden, er kann aber auch genauso gut durch ein beispielsweise außen auf dem Rotorblatt angebrachtes, einen ausreichenden Querschnitt aufweisendes Metallband realisiert sein.
  • Dabei kann die elektrische Anbindung an die Maschine direkt oder auch über eine Funkenstrecke gebildet werden, bei der z.B. das Drehlager der Rotorblätter oder das Wellenlager überbrückt werden.
  • Wie oben gesagt bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten, die Halteleine und das Federelement in das Blitzschutzsystem einzubeziehen. Zum einen kann die Halteleine mit dem Federelement rein mechanische Aufgaben erfüllen, in diesem Fall ist das Federelement gegenüber dem wenigstens einen Rezeptor elektrisch isoliert (Anspruch 2).
  • Zum anderen kann die Halteleine mit dem Federelement aber auch in das Blitzschutzsystem elektrisch integriert sein. Dann ist, wie in Anspruch 3 beschrieben, bevorzugt, dass parallel zu der Feder ein weiterer Blitzleiter zu einem Anschluss an dem Maschinengehäuse führt. Hierdurch wird bei einem Blitzschlag eine Aufteilung des Blitzstromes erzielt, wobei insbesondere bei einer Ausgestaltung der Feder als Schraubenfeder (vgl. Anspruch 5) der Hauptanteil des Blitzstromes an dem Federelement vorbei geführt wird. Dies rührt daher, dass bei den hohen und zeitlich kurz auftretenden Stromstärken das Federelement wie eine Induktivität wirkt und insoweit einen Wechselstromwiderstand darstellt. Demgegenüber ist der parallele zweite Blitzleiter mit einem geringeren Widerstand ausgestattet, so dass der größere Anteil des Blitzstromes diesen Weg wählt. Mit Vorteil wird dadurch verhindert, dass das Federelement bei einem Blitzschlag Schaden nimmt und die mechanische Absicherung des Rezeptors leidet bzw. unterbunden wird. Diese Lösung trägt somit ebenfalls zu der verbesserten Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Blitzschutzsystemes bei. In dem letztgenannten Fall, in dem die Halteleine mit dem Federelement in die Blitzleiterkonstruktion mit einbezogen ist, ist es zu bevorzugen, dass der parallel zu dem Federelement geführte, zweite Blitzleiter zugleich eine Funktion als Fangleine zur Absicherung des Rezeptors ausübt (Anspruch 4). Hierdurch wird, sollte die Halteleine oder das Federelement dennoch einmal einen Schaden nehmen, verhindert, dass der Rezeptor sich von der Blattspitze lösen und ungebremst herabfallen kann. Die Fangleine stellt somit einen zusätzlichen Schutz des Blitzschutzsystems dar. Sie schützt den Blitzleiter und den Rezeptor im Falle eines Versagens der Feder, so dass das erfindungsgemäße Blitzschutzsystem auch nach einem Blitzschlag noch funktionstüchtig ist, um den Rotor bzw. das Rotorblatt weiterhin zu schützen.
  • Bei längeren Rotorblättern ist es von Vorteil, nicht nur einen im Bereich der Rotorblattspitze angeordneten Rezeptor vorzusehen, sondern noch weitere, entlang der Länge des Rotorblattes verteilt (Anspruch 6). Ansonsten bestünde die Gefahr eines Blitzeinschlages an einem von dem Rezeptor weiter entfernten Punkt an dem Rotorblatt.
  • Als Material für den bzw. die Rezeptor(en) wird derzeit Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung bevorzugt (Anspruch 7).
  • Die Anbindung des Blitzleiters an Masse bzw. Erde kann an dem Maschinengehäuse der Windkraftanlage in üblicher und bekannter Weise erfolgen. So kann bzw. können beispielsweise der Blitzleiter bzw. die Blitzleiter an einem eigens in dem Maschinengehäuse verlegten Blitzableiter angeschlossen sein. Alternativ kann auch das Maschinengehäuse selbst leitend und geerdet sein.
  • Das erfindungsgemäße Blitzschutzsystem eignet sich sowohl für eine Integration in neu gebaute Anlagen wie auch zur Nachrüstung in bestehenden Anlagen, wobei eine Nachrüstung auf einfache Weise und ohne weitgehende Demontage der Anlage durch einfaches Abtrennen der Spitze des stehenden Rotorblattes und Einfügen des Blitzschutzsystems in das Innere des Rotorblattes inklusive Anbringen einer Austauschspitze in Form eines Rezeptors erfolgen kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figur. Dabei zeigt:
  • 1 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Blitzschutzsystems.
  • In der einzigen 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Blitzschutzsystem mit einem Rezeptor 1 in Form einer Rotorblattspitze dargestellt. An den Rezeptor 1 ist elektrisch ein Blitzleiter 2 angeschlossen. Dieser teilt sich an einem Abzweig 3 auf in einen Blitzleiterstrang 4 und einen Blitzleiterstrang 5, welche bei A jeweils im Bereich der Nabe des Rotorblattes an das Maschinengehäuse der Windkraftanlage angeschlossen und mit elektrischer Masse verbunden sind. Der Blitzleiterstrang 5 ist mit einer elektrisch leitenden Feder 6 verbunden.
  • Der Blitzleiter 2 in seiner Fortführung mit dem Blitzleiterstrang 5 und der Schraubenfeder 6 ist straff gespannt und dient dem mechanischen Halt des Rezeptors 1 und des Blitzleiters 2 an dem Rotorblatt, wobei die Feder 6 Lageveränderungen des Rezeptors 1 und/oder des Blitzleiters 2 aufgrund thermischer Ausdehnung bzw. aufgrund Verbiegungen des Rotorblattes aufgrund ihrer Elastizität abfängt. Der Strang aus Blitzleiter 2, Blitzleiterstrang 5 und Feder 6 bildet somit eine Halteleine zum Zurückhalten des Rezeptors 1 und des Blitzleiters 2 an dem Rotorblatt. Parallel zu der Feder 6 verläuft der weitere Blitzleiterstrang 4. Dieser ist vergleichsweise locker gespannt und bevorzugt wie auch der Blitzleiterstrang 5 und der restliche Blitzleiter 2 durch ein Metallseil gebildet. Der Blitzleiterstrang 4 erfüllt zugleich zwei Funktionen, nämlich eine mechanische sowie eine elektrische. Die elektrische Funktion des Blitzleiterstranges 4 besteht darin, den Großteil des bei einem Einschlag eines Blitzes in dem Rezeptor 1 auftretenden Blitzstromes in Richtung des Maschinengehäuses abzuleiten, um somit eine Zerstörung der Feder 6 zu verhindern. Die mechanische Aufgabe des Blitzleiterstranges 4 besteht darin, eine Fangleine für den Fall zu bilden, dass die Feder 6 bzw. der Blitzleiterstrang 5 durch Ermüdung, Überbeanspruchung oder sonstige Auslöser bricht. Durch den Blitzleiterstrang 4 wird der Blitzleiter 2 und damit der Rezeptor 1 dann immer noch an dem Rotor der Windkraftanlage zurückgehalten.
  • Nachfolgend wird die Erfindung losgelöst von der 1 noch einmal genauer in ihren derzeit favorisierten technischen Details beschrieben:
    Die bisherige Erfahrung hat gezeigt, dass bis zu einer Blattlänge von 20 m ein Blitzfänger in der Blattspitze ausreichend ist. Für längere Blätter wird im Technical Report IEC TR 61400-24 ein weiterer Blitzfänger empfohlen. Das bevorzugt auch nachrüstbar zu gestaltende Blitzschutzsystem kann in mehreren Varianten ausgeführt werden. Dabei werden derzeit folgende Aufteilungen bevorzugt: ein Rezeptor in den Blattspitzen der Rotorblätter bei Blattlängen bis zu 20 m; ein Rezeptor in der Blattspitzen und ein weiterer Rezeptor auf etwa der Hälfte der Blattlänge bei Rotorblättern mit Blattlängen zwischen 20 m und 30 m; und ein Rezeptor in den Blattspitzen und zwei weitere Rezeptoren bei je einem Drittel und zwei Dritteln der Blattlänge des Rotorblattes bei Rotorblättern mit Blattlängen von 30 m bis 40 m.
  • Auslegung:
  • Das nachrüstbare Blitzschutzsystem ist für eine Lebensdauer von 20 Jahren bei Umgebungstemperaturen zwischen -30°C und +50°C ausgelegt. Die elektrische Auslegung erfolgte nach IEC 61024-1 Schutzklasse II.
  • Rezeptoren:
  • Die Rezeptoren bestehen aus einer massiven Aluminiumlegierung. Der Blattspitzen-Rezeptor entspricht der vorhandenen Blattspitzengeometrie. Die weiteren Rezeptoren sind als halbe rotationssymmetrische Körper mit einem NACA-Profil ausgebildet und werden auf der aerodynamischen Druckseite des Blattes des Blattkörpers verbaut. Durch die geometrische Ausgestaltung der Rezeptoren wird ein Einfluss auf die Schallleistung des Rotors vermieden. Ein negativer Einfluss auf die Lärmemission der Windkraftanlage liegt im nicht nachweisbaren Bereich.
  • Blitzstromleiter:
  • Der Blitzstrom wird über ein Drahtseil aus Edelstahl 1.4401 abgeführt. Das Drahtseil entspricht der DIN 3053. Der Gesamtleiterquerschnitt beträgt 85 mm2 und übertrifft damit die im Technical Report IEC TR 61400-24 empfohlene Mindestdimensionierung von 70 mm2 für rostfreie, gedrillte Stähle.
  • Die Drahtseilenden werden über Walzterminals aus Edelstahl 1.4401 an die Rezeptoren und andere Bauteile angeschlossen. Abzweigungen und Brücken werden mit Bügelklemmen aus Edelstahl 1.4401 ausgeführt. Alternativ kann auch ein Kupferband zwischengelegt werden, um die Kontaktfläche zu vergrößern.
  • Alle Bauteile und Verbindungen des Blitzleiters weisen einen Leiterquerschnitt von mindestens 70 mm2 auf und haben eine Bruchlast von mindestens 85 kN.
  • Der Blitzstromleiter wird über eine Feder aus nichtrostendem Edelstahl zugentlastet. Die Feder ist so ausgelegt, dass alle relativen Längenveränderungen des Blitzschutzsystems zum Rotorblatt ausgeglichen werden. Dabei handelt es sich um Temperaturausdehnungen und geometrische Längenveränderungen in Folge der Blattdurchbiegung im Lastzustand. Die Feder ist auf der der Nabe des Rotorblattes näher gelegenen Seite des Blitzschutzsystems verbaut.
  • Elektromechanische Anbindung
  • Die elektrische Anbindung an die Maschine kann entsprechend dem Blitzschutzkonzept der Windkraftanlage direkt erfolgen oder als Funkenstrecke ausgestaltet werden.
  • Bei der direkten Anbindung ist die Feder ein Bestandteil des Blitzleiters. Zusätzlich wird ein zweites Drahtseil angeschlossen, dass elektrisch parallel zu der Feder läuft und diese überbrückt. Diese Brücke teilt den Blitzstrom auf und ist die mechanische Sicherung des eingespannten Blitzleiters (Fangleine).
  • Wenn die maschinenseitige Anbindung über eine Funkenstrecke erfolgt, wird die Feder durch einen Isolator vom Blitzleiter getrennt, bzw. wird nicht direkt an die Masse der Maschine angeschlossen. Hier dient die Feder dann nicht mehr als Bestandteil des Blitzleiters, sondern lediglich als Spannelement zur Aufnahme von Dimensionsänderungen. Der Blitzstrom wird über das zweite Drahtseil auf den nabenseitigen Rezeptor geführt. Auch hier ist das angeschlossene zweite Drahtseil zugleich die Fallsicherung des Blitzleiters.
  • Versuchsaufbau für Blitztest
  • In einem Blitztest wurde die spätere Bauausführung entsprechend der Blitzschutzklassen II und I getestet. In dem Versuchsaufbau wurden die realen Einbaubedingungen in der Nachrüstung simuliert.
  • In dem Testkörper waren alle Komponenten der späteren Bauausführung verbaut. Die Länge des Blitzleiters wurde im Test auf 2 m begrenzt. Das Blitzschutzsystem war für diesen Test auf einer Holzkonstruktion aufgebaut. Die Maße dieser Konstruktion betrugen in Millimeter etwa 3000 x 700 x 300, das Gewicht lag bei ca. 25 kg.
  • Hier wurde speziell auch der Fall einer Nachrüstung eines Rotorblattes simuliert, in dem Blatt ein defekter Blitzableiter vorhanden ist, der nicht entfernt wird.
  • Folgende Fragen sollten in dem Test beantwortet werden:
    • 1. Hält die Klebeverbindung der eingespannten Aluminiumspitze einem Blitzschlag stand?
    • 2. Sind alle Bauteile und Verbindungen des neuen Blitzschutzsystems blitzfest entsprechend den IEC 61024-1 Schutzklasse II oder I ausgelegt?
    • 3. (speziell für die oben geschilderte Nachrüstproblematik) Kommt es zu unkontrollierten Wechselwirkungen zwischen altem und neuem Blitzleiter?
  • Beschreibung des Prüfkörpers
  • Die Blattspitze war ein Aluminium-Gußteil mit einem Gewicht von ca. 3,5 kg. Bei der getesteten Spitze handelte es sich um eine originale Spitze, wie sie heute in Rotorblättern verbaut wird.
  • Die Kappe der Blattspitze bestand aus einem Laminat, das üblicherweise in der Rotorblattfertigung eingesetzt wird.
  • Die Verbindung des restlichen Rotorblattes zu der Aluminiumspitze war eine Klebeverbindung. Abweichend von der üblichen Auslegung war die Aluminiumspitze bei diesem Blitzschutzsystem eingespannt. Es musste daher geprüft werden, ob es bei einem Blitzschlag zu einer flächigen Erwärmung der Klebeverbindung kommt. Eine punktuelle Erwärmung ist dabei nicht schädlich. Eine thermische Störung der Klebeverbindung ist durch eine braune bis schwarze Verfärbung der Kunstharze erkennbar.
  • Die Bauteile des Blitzleiters waren modifizierte Industriebauteile aus der Schifffahrt. Bei der standardmäßigen Auslegung wird die Bruchlast die dimensionierende Größe sein. Bei der Verwendung im Blitzschutzsystem musste sichergestellt werden, dass es an keinem Punkt zu einer Querschnittsverjüngung kam. Deshalb wurden die Verbindungen als Schweiß- und Schraubkonstruktion ausgelegt.
  • Die Feder war eine Schraubenfeder in Form einer Sonderanfertigung mit einer Drahtstärke von 11 mm.
  • Ab einer Erwärmung der Feder auf über 250°C verliert diese ihre Vorspannung. Das Erreichen dieser Temperatur ist durch eine bläuliche Verfärbung erkennbar.
  • Die Masseanschlüsse waren als M16 Gewindestangen ausgebildet.
  • Bei den ersten nun für eine Nachrüstung vorgesehenen Rotorblättern wurde ein Aluminiumband als Blitzleiter verbaut. Dieser Leiter ist bei beschädigten Rotorblättern stellenweise unterbrochen. Im Versuchsaufbau wurde dies durch einen geteilten Aluminiumleiter simuliert, der einseitig an das neue Blitzschutzsystem angeschlossen ist.
  • Bei der Nachrüstung sind der alte und der neue Blitzleiter räumlich durch einen GFK-Steg in Sandwichbauweise getrennt. Im Versuchaufbau wurde dies durch einen senkrecht stehenden Holzsteg simuliert.
  • Ergebnis des ersten Blitztests:
  • Das Blitzschutzsystem wurde in einem Blitzlabor getestet.
  • Alle Bauteile und Verbindungen entsprachen der Blitzschutzklasse II. Mit einer entsprechenden Dimensionierung kann die Auslegung auch entsprechend der Blitzschutzklasse I und höher erfolgen.
  • Der Blitzstrom teilte sich (bei einer elektrischen Integration der Feder in die Blitzleiter) in der elektromechanischen Anbindung charakteristisch auf, und zwar zu 9/10 über die parallel zu der Feder verlaufende Leitung und zu 1/10 über die Feder.
  • Eine zusätzliche Isolation der Feder ist daher nicht erforderlich. Damit ist auf einfache Weise eine dauerfeste Ausgestaltung des Blitzsystems möglich. Das Funktionsprinzip wurde bestätigt. Damit steht ein Blitzschutzsystem zu Verfügung, bei dem unkontrollierte Lasten vermieden werden.
  • Das System ist in der derzeitigen Auslegung sowohl für die Erstausrüstung als auch für eine Nachrüstung geeignet.
  • Bei der Prüfung im Blitzlabor wurde im Hinblick auf die Nachrüstbarkeit auch ein Blitzdurchschlag zwischen dem alten und dem neuen System simuliert. Es zeigte sich, dass das System in der getesteten Ausführung eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Ist-Zustand (defekte Leiter in bestehenden Windkraftanlagen)darstellt, diese Verbesserung aber derzeit noch nicht spezifiziert werden kann.
  • Für die Nachrüstung wird das Blitzschutzsystem in Richtung einer größeren Spannungsfestigkeit weiterentwickelt. Die Spannungsfestigkeit soll in späteren Versuchen im Blitzlabor nachgewiesen werden.
  • 1
    Rezeptor
    2
    Blitzleiter
    3
    Abzweig
    4
    Blitzleiterstrang
    5
    Blitzleiterstrang
    6
    Feder
    A
    Anschluss

Claims (7)

  1. Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage mit wenigstens einem vorzugsweise im Bereich einer freien Spitze des Rotorblattes angeordnetem Rezeptor (1) aus einem elektrisch leitfähigen Material, wenigstens einem Blitzleiter (2, 4, 5) zum Ableiten eines Blitzstroms von dem Rezeptor (1) zu einem Maschinengehäuse der Windkraftanlage, gekennzeichnet durch eine mechanische Absicherung des Rezeptors (1) über eine mit einem Federelement (6) versehene Halteleine (5).
  2. Blitzschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) gegenüber dem wenigstens einen Rezeptor (1) elektrisch isoliert ist.
  3. Blitzschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteleine (5) mit dem Federelement (6) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und zugleich ein Blitzleiter ist und dass ein zweiter, ebenfalls mit dem Rezeptor (1) verbundener Blitzleiter (4) zum Ableiten des Blitzstromes hin zu dem Maschinengehäuse parallel zu dem Federelement (6) verläuft.
  4. Blitzschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Blitzleiter (4) zugleich als Fangleine zur Absicherung des Rezeptors (1) ausgebildet ist.
  5. Blitzschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) eine Schraubenfeder ist.
  6. Blitzschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere, insbesondere wenigstens zwei, entlang der Länge des Rotorblattes verteilt angeordnete Rezeptoren (1) aus elektrisch leitendem Material aufweist, die alle an den wenigstens einen Blitzleiter (2, 4, 5) elektrisch angeschlossen sind.
  7. Blitzschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rezeptor (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
DE102005061679A 2005-12-21 2005-12-21 Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage Expired - Fee Related DE102005061679B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005061679A DE102005061679B3 (de) 2005-12-21 2005-12-21 Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005061679A DE102005061679B3 (de) 2005-12-21 2005-12-21 Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005061679B3 true DE102005061679B3 (de) 2007-01-18

Family

ID=37563734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005061679A Expired - Fee Related DE102005061679B3 (de) 2005-12-21 2005-12-21 Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005061679B3 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007006643A1 (de) * 2007-02-06 2008-08-07 Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage
DE102009040515A1 (de) 2009-09-03 2011-03-10 Grimm, Friedrich, Prof. Dipl.-Ing. Rotorblatt für eine Windturbine mit horizontaler Rotationsachse
US8727723B2 (en) 2010-07-23 2014-05-20 Erico International Corporation Receptor for wind turbine blade lightning protection
CN107288829A (zh) * 2017-08-05 2017-10-24 中国科学院工程热物理研究所 一种风力机叶片雷电接闪器设计方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69520220T2 (de) * 1994-09-07 2001-06-21 Bonus Energy As Brande Blitzableiter für windmühlenflügel
WO2005031158A2 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 Vestas Wind Systems A/S Lightning protection system for wind turbine blade

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69520220T2 (de) * 1994-09-07 2001-06-21 Bonus Energy As Brande Blitzableiter für windmühlenflügel
WO2005031158A2 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 Vestas Wind Systems A/S Lightning protection system for wind turbine blade

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007006643A1 (de) * 2007-02-06 2008-08-07 Daubner & Stommel GbR Bau-Werk-Planung (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Matthias Stommel, 27777 Ganderkesee) Nachrüstteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage
DE102009040515A1 (de) 2009-09-03 2011-03-10 Grimm, Friedrich, Prof. Dipl.-Ing. Rotorblatt für eine Windturbine mit horizontaler Rotationsachse
US8727723B2 (en) 2010-07-23 2014-05-20 Erico International Corporation Receptor for wind turbine blade lightning protection
CN107288829A (zh) * 2017-08-05 2017-10-24 中国科学院工程热物理研究所 一种风力机叶片雷电接闪器设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2649691B1 (de) Rotorblatt mit einer Durchführung für Blitzschutzkabel
EP2588754B1 (de) Maschinenhausverkleidung für gondel einer windturbine
DE102005017865B4 (de) Wartung des Blitzschutzes einer Windenergieanlage
DE60307312T2 (de) Blitzschutz eines nickgesteuerten windturbinenflügels
EP1977434B1 (de) Überspannungsableiter mit käfig-design und herstellungsverfahren für diesen
DE102012214981A1 (de) Redundante blitzableitvorrichtung für eine windturbine
EP2930352B1 (de) Windenergieanlagenrotorblatt mit einer Potentialausgleichsanordnung
DE102015200370A1 (de) Windstromerzeuger
DE102005051537A1 (de) Verfahren zur nachträglichen Einrichtung eines Blitzschutzsystems in wenigstens einem Rotorblatt einer bestehenden Windkraftanlage
DE102005061679B3 (de) Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt einer Windkraftanlage
EP2619771B1 (de) Überspannungsableiter mit dehnbarer manschette
DE102007050009A1 (de) Blitzschutz für Windenergieanlagen
DE202010013535U1 (de) Blattanschluss eines Rotorblatts einer Windenergieanlage
EP2102968A1 (de) Leiterstab für den stator eines generators sowie verfahren zu seiner herstellung
EP3345008A1 (de) Verfahren zur erfassung von blitzstromparametern an anlagen mit einer oder mehreren fangeinrichtungen und blitzstromableitpfaden
DE69300446T2 (de) Überspannungsableiteranordnung.
DE102013107296B4 (de) Rotorblatt mit Blitzableiter
DE102017113256B4 (de) Überspannungsschutzgerät
EP3130801A1 (de) Windenergieanlagenrotorblatt mit einer funkenstrecke
DE102015007933B4 (de) Überspannungsableiter, Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsableiters
DE102017114151A1 (de) Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt
EP2515313A1 (de) Hochspannungsdurchführung
WO2020104585A1 (de) Rotorblatt mit einem elektrischen potentialausgleichselement und ein verfahren zu dessen herstellung
EP2935880B1 (de) Verfahren zur ableitung der elektrischen energie eines blitzschlags bei einer windenergieanlage und windenergieanlage
DE102008033092A1 (de) Blitzrezeptor für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F03D0011000000

Ipc: F03D0080300000