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Gebiet der Erfindung
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Das Gebiet der Erfindung betrifft im Wesentlichen aerodynamische Flügel, wie zum Beispiel Windkraftanlagen-Rotorblätter, und insbesondere ein integriertes Blitzschutz- und Geräuschminderungssystem für den Einbau in ein Windkraftanlagenblatt.
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Hintergrund der Erfindung
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Windkraft wird als eine der saubersten, umweltfreundlichsten der derzeit zur Verfügung stehenden Energiequellen betrachtet, und Windkraftanlagen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit gefunden. Eine moderne Windkraftanlage enthält typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter gewinnen kinetische Energie des Windes unter Anwendung bekannter Flügelprinzipien und übertragen die kinetische Energie über Rotationsenergie, um eine Welle zu drehen, die die Rotorflügel mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe verwendet wird, direkt mit dem Generator verbindet. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die an ein Stromversorgungsnetz geliefert werden kann.
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Windkraftanlagen und insbesondere deren Blätter sind blitzschlaganfällig. Derartige Blitzschlagschutzsysteme enthalten typischerweise einen in dem Blatt ausgebildeten und mit dem Erdungspfad der Windkraftanlage verbundenen internen Hauptableiter. Mehrere einzelne Blitzschlagaufnehmer (im Wesentlichen mit weniger als 50 mm Durchmesser) befinden sich in der Außenoberfläche des Blattes (Druck- oder Saugseitenoberflächen) und sind mit einem Draht oder Kabel mit dem Ableiter verbunden. Mit diesem Aufbau ist jedoch die "geschützte" Fläche des Blattes (Aufnahmebereich) relativ klein im Vergleich zu der Gesamtfläche des Blattes, was einen Großteil des Blattes für nicht-geerdete Blitzschläge anfällig sein lässt. Zusätzlich kann ein Blitzschlag auf einen Aufnehmer zu einem erheblichen Schaden an der den Aufnehmer umgebenden Hauptblattstruktur führen, welcher einen erheblichen Reparaturaufwand mit sich bringt, der einen Abschaltung der Windkraftanlage für Abbau, Reparatur und Wiedereinbau des Blattes erfordert.
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Somit wäre ein verbessertes Blitzschlagschutzsystem für Windkraftanlagen-Rotorblätter nützlich, und insbesondere ein System, das eine vergrößerte Oberflächenbereichsabdeckung bietet, ohne signifikant zu dem Gesamtgewicht und der Komplexität des Blattes beizutragen und gleichzeitig relativ preiswerte und leichtere Reparaturprozeduren nach einem tatsächlichen Blitzschlag auf dem Blatt ermöglicht.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Aspekte und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachstehenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.
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Gemäß Aspekten der Erfindung wird eine Rotorblattanordnung für eine Windkraftanlage bereitgestellt und enthält ein Rotorblatt mit einem Druckseitenelement, einem Saugseitenelement, einer Vorderkante und einer Hinterkante, die sich zwischen einer Spitze und einem Fuß des Blattes erstrecken. Ein elektrisch leitendes Band erstreckt sich in Längsrichtung auf entweder auf einem oder beiden von dem Druckseitenelement und dem Saugseitenelement entlang der Hinterkante. Dieses Band kann sich von der Spitze zu dem Fuß des Blattes (was entlang des Blattes in jeder parallelen Ausrichtung zu der Hinterkante beinhaltet) in bestimmten Ausführungsformen erstrecken oder kann sich wenigstens über 50% der longitudinalen Länge der Hinterkante in anderen Ausführungsformen oder weniger als 50 % der longitudinalen Länge der Hinterkante in anderen Ausführungsformen erstrecken. Das Band kann zusammenhängend oder nicht zusammenhängend sein. Mehrere Geräuschminderungsvorrichtungen, die sich aus der Hinterkante erstrecken, sind elektrisch leitend und als einzelne Blitzschlagaufnehmer ausgebildet. Die Geräuschminderungsvorrichtungen sind in leitender Verbindung mit dem leitenden Band ausgebildet.
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Das leitende Band kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Band in einer Ausführungsform ein leitendes Material, das sich um die Hinterkante des Blattes und auf die Druck- und Saugseitenelemente in einer hüllenartigen Ausgestaltung legt. Dieses leitende Material kann beispielsweise ein leitendes metallisches (zum Beispiel Kupfer) Geflecht- oder Folienmaterial sein, das um die Hinterkante herum ausgebildet ist. In einer speziellen Ausführungsform sind die Druck- und Saugseitenelemente Laminatschalenelemente und das Metallfolien- oder Geflechtmaterial ist in die Schichten der Schalenelemente eingebettet. In einer weiteren Ausführungsform ist das Metallgeflechtmaterial mit den Außen- oder Innenoberflächen der Schalenelemente verbunden.
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Die Geräuschminderungsvorrichtungen können unterschiedlich als jede beliebige Art von geeignetem Vorsprung ausgebildet sein, der sich aus der Hinterkante des Blattes erstreckt. In einer speziellen Ausführungsform sind die Geräuschminderungsvorrichtungen im Wesentlichen V-förmige oder U-förmige Zacken, wobei jede Zacke mit dem leitenden Band in leitender Verbindung steht. Beispielsweise sind die Zacken in einer Ausführungsform unabhängig mit dem leitenden Band über einen Draht, ein Kabel oder einen anderen leitenden Pfad elektrisch verbunden. In einer weiteren Ausführungsform sind die mehreren Zacken mit einem Sammelleiter elektrisch verbunden, welcher ein leitendes Streifenelement oder dergleichen sein kann. Der Sammelleiter ist wiederum elektrisch mit dem leitenden Band verbunden. Mehrere von diesen Streifenelementen und zugeordnete Zacken können entlang der Hinterkante des Blattes ausgerichtet sein.
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Die Zacken können auf verschiedene Arten elektrisch leitfähig gemacht sein. In einer Ausführungsform können die Zacken aus einem elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel einem Metall oder Metallverbundstoff, einem leitenden Polymer und so weiter ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Zacken aus einem nicht-leitenden Basiselement ausgebildet sein und ein leitendes Element (zum Beispiel einen Draht, Geflecht, Folie oder andere Metallleiter) in dem Basiselement eingebettet oder befestigt enthalten.
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Alternative Ausführungsformen der Rotorblattanordnung können mehrere nicht-geerdete leitende Flächen haben, die auf einem oder beiden von dem Druckseitenelement und dem Saugseitenelement des Blattes definiert sind, um die elektrische Feldverteilung entlang des Blattes, falls erforderlich, zu steuern. Diese nicht-geerdeten leitenden Flächen haben eine Begrenzung (zum Beispiel einen Rand), der von dem leitenden Band in einem Abstand so angeordnet ist, dass während erhöhter elektrische Feldaktivität um das Blatt herum Luft in dem Zwischenraum zwischen dem leitenden Band und der nicht-geerdeten leitenden Fläche ionisiert wird. Dieses Phänomen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitzschlag im Vergleich zu anderen Bereichen des Blattes an einer oder mehreren von den leitenden Geräuschminderungsvorrichtungen anhaftet, die elektrisch mit dem leitenden Band verbunden sind. In einer speziellen Ausführungsform sind die nicht-geerdeten leitenden Flächen als Streifen definiert, die sich quer um die Vorderkantenenden herum erstrecken, die von dem leitenden Band auf den Druck- und Saugseitenelementen beabstandet sind.
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche in dieser Patentschrift enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die an den Fachmann gerichtet ist, wird nachstehend in der Patentschrift unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer herkömmlichen Windkraftanlage ist;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Rotorblattanordnung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine Querschnittsansicht entlang der Hinterkante einer Ausführungsform einer Rotorblattanordnung der vorliegenden Offenlegung ist;
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4 eine Querschnittsansicht entlang der Hinterkante einer weiteren Ausführungsform einer Rotorblattanordnung der vorliegenden Offenlegung ist;
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5 eine Querschnittsansicht entlang der Hinterkante noch einer weiteren Ausführungsform einer Rotorblattanordnung der vorliegenden Offenlegung ist;
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6 eine Draufsicht auf verschiedenen Ausführungsformen von Geräuschminderungsvorrichtungen ist, die mit einem leitenden Band auf dem Druck- oder Saugseitenelement einer Rotorblattanordnung der vorliegenden Offenlegung ausgebildet sind; und
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7 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Windkraftanlagenblattanordnung gemäß Aspekten der Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Es wird nun detailliert Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
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1 stellte eine Windkraftanlage 10 herkömmlichen Aufbaus dar. Die Windkraftanlage 10 enthält einen Turm 12 mit einer darauf befestigten Gondel 16. Mehrere Rotorblätter 16 sind an einer Rotornabe 18 befestigt, welche wiederum an einem Hauptflansch befestigt ist, der eine Hauptrotorwelle dreht. Die Stromerzeugungs- und Steuerkomponenten der Windkraftanlage sind in der Gondel 14 untergebracht. Die Ansicht von 1 ist für nur für Veranschaulichungszwecke vorgesehen, um die vorliegende Erfindung in ein exemplarisches Anwendungsumfeld zu stellen. Es dürfte erkennbar sein, dass die Erfindung auf keinerlei speziellen Typ einer Windkraftanlage beschränkt ist.
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Gemäß 2 enthält eine Ausführungsform einer Rotorblattanordnung 100 in Übereinstimmung mit Aspekten der Erfindung ein Blatt 16, das durch ein Druckseitenelement 22 und ein Saugseitenelement 24 definiert ist, die sich quer zwischen einer Vorderkante 26 und einer Hinterkante 28 erstrecken. Das Rotorblatt 16 kann sich von einer Blattspitze 32 bis zu einem Blattfuß 34 erstrecken. Wie allgemein im Fachgebiet bekannt, können die Druck- und Saugseitenelemente 22, 24 laminierte Schalenelemente sein, die an der Vorderkante 26 und an der Hinterkante 28 miteinander verbunden sind.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das Rotorblatt 16 mehrere einzelne Blattsegmente enthalten, die in einer Ende-an-Ende-Reihenfolge von der Blattspitze 32 zu dem Blattfuß 34 ausgerichtet sind. Jedes von den einzelnen Blattsegmenten kann einzigartig ausgelegt sein, sodass die mehreren Blattsegmente ein vollständiges Rotorblatt 16 mit festgelegtem aerodynamischen Profil, Länge und anderen gewünschten Eigenschaften definieren. Beispielsweise kann jedes von den Blattsegmenten ein aerodynamisches Profil haben, das dem aerodynamischen Profil benachbarter Blattsegmente entspricht. Somit können die aerodynamischen Profile der Blattsegmente ein zusammenhängendes Profil des Rotorblatts 16 definieren. Alternativ kann das Rotorblatt 16 als ein einzelnes einteiliges Blatt mit dem ausgelegten aerodynamischen Profil, der Länge und anderen gewünschten Eigenschaften ausgebildet sein.
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Das Rotorblatt 16 kann in exemplarischen Ausführungsformen gekrümmt sein. Die Krümmung des Rotorblatts 16 kann eine Biegung des Rotorblatts 16 im Wesentlichen in Schlagrichtung und/oder im Wesentlichen in Kantenrichtung umfassen. Die Schlagrichtung kann im Wesentlichen als die Richtung (oder die entgegengesetzte Richtung) betrachtet werden, in welcher der aerodynamische Auftrieb auf das Rotorblatt 16 einwirkt. Die Kantenrichtung ist im Wesentlichen rechtwinklig zur Schlagrichtung. Die Schlagkrümmung des Rotorblatts 16 ist auch als Vorbiegung bekannt, während die Kantenkrümmung als Krümmung ("Sweep") bekannt ist. Somit kann das gekrümmte Rotorblatt 16 vorgebogen und/oder vorgekrümmt sein. Die Krümmung kann dem Rotorblatt 16 ermöglichen, besser Belastungen in Schlagrichtung und Kantenrichtung während des Betriebs der Windkraftanlage 10 zu widerstehen und kann ferner für einen Abstand des Rotorblatts 16 von dem Turm (12) während des Betriebs der Windkraftanlage 10 sorgen.
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In 2 ist eine Ausführungsform einer Rotorblattanordnung 100 dargestellt. Ein elektrisch leitendes Band 102 erstreckt sich entlang der Hinterkante 28 des Blattes 16. Das Band 102 kann sich entlang von nur einem von dem Druckseitenelement 22 oder dem Saugseitenelement 24 erstrecken oder um die Hinterkante 28 herum liegen und sich auf beiden Elementen 22, 24 erstrecken. Das Band 102 kann sich teilweise oder vollständig entlang der Hinterkante 28 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das Band 102 im Wesentlichen über die volle Länge des Blattes 16 von dem Fuß 34 bis zu der Spitze 32. In weiteren Ausführungsformen kann sich das Band 102 wenigstens entlang 50 % der Hinterkante 28 erstrecken. In noch weiteren Ausführungsformen kann sich das Band 102 weniger als 50 % der Länge der Hinterkante erstrecken. Das Band 102 kann in die Hinterkante 28 integriert, laminiert oder außen aufgeklebt sein.
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Das Band 102 kann aus verschiedenen leitenden Materialien ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform ist das Band 102 aus einem nachgiebigen leitenden Material wie zum Beispiel einem Drahtgeflecht 104 ausgebildet, welches ein Kupfergeflecht, eine Folie oder ein Gewebematerial sein kann. Das Geflechtmaterial 104 kann um die Hinterkante 28 so umgeschlagen sein, dass es sich in einer hüllenartigen Weise auf das Saugseitenelement 24 und das Druckseitenelement 22 erstreckt. Weitere leitende Materialien, wie zum Beispiel Folien, Bänder, Gewebe, leitende Farben und dergleichen können als das leitende Band 102 verwendet werden, und die Erfindung ist auf keinerlei spezielle Art von leitendem Material beschränkt.
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Das Band 102 ist mit dem Erdungssystem der Windkraftanlage mittels jedes geeigneten Verfahrens zum Ableiten eines Blitzschlags an das Erdungssystem "verbunden". Diese Verbindung kann beispielsweise eine galvanische Verbindung, eine festverdrahtete Verbindung usw. sein. Somit wird der Begriff "verbunden" hierin so verwendet, dass er alle derartigen Mittel zum Ableiten des Blitzschlages von dem Band 102 auf das Erdungssystem umfasst. Beispielsweise können ein einfacher Draht oder ein Kabel verwendet werden, um das an dem Fuß 34 angrenzende Ende des Bandes 102 an irgendeiner Erdungspfadkomponente in der Nabe 18, der Gondel 14 usw. anzuschließen. Das Band 102 kann entlang der Hinterkante 28 gemäß Darstellung in 2 zusammenhängend sein, wobei nur eine einzige Verbindung mit dem Erdungssystem der Windkraftanlage erforderlich ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Band 102 entlang der Hinterkante nicht zusammenhängend sein, wobei jeder Abschnitt des Bandes 102 mit dem Erdungssystem der Anlage verbunden ist.
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Mehrere Geräuschminderungsvorrichtungen 112 sind entlang der Hinterkante ausgebildet. Der Einsatz derartiger Vorrichtungen 112 ist im Fachgebiet zum Verringern des von den Blättern 18 erzeugten aerodynamischen Geräusches und zum Vergrößern des Wirkungsgrades von Blättern bekannt und muss hier nicht im Detail beschrieben werden. Es dürfte sich verstehen, dass die Geräuschminderungsvorrichtungen 112 gemäß der vorliegenden Offenlegung jede geeignete Eigenschaft, wie zum Beispiel Breite, Länge, Form oder Ausrichtung abhängig von den gewünschten Geräuschminderungseigenschaften haben kann. Ferner können einzelne Geräuschminderungsvorrichtungen 112 individuelle Eigenschaften haben oder verschiedene Gruppen von Geräuschminderungsvorrichtungen 112 können ähnliche Eigenschaften haben, oder alle Geräuschminderungsvorrichtungen 112 können ähnliche Eigenschaften abhängig von den gewünschten Geräuschminderungseigenschaften für die Vorrichtungen haben. In den dargestellten Ausführungsformen sind die Geräuschminderungsvorrichtungen 112 im Wesentlichen als V-förmige oder U-förmige Zacken 114 dargestellt. Diese dient nur Veranschaulichungszwecken und es dürfte sich verstehen, dass jede andere geeignete Ausgestaltung von Geräuschminderungsvorrichtungen 112 in dem Schutzumfang und Erfindungsgedanken der Erfindung liegt.
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Die Geräuschminderungsvorrichtungen 112, insbesondere die Zacken 114 sind elektrisch leitend und in leitender Verbindung und/oder galvanischer Verbindung mit dem leitenden Band 102 eingerichtet. Mit dieser Ausgestaltung dienen die Geräuschminderungsvorrichtungen 112, insbesondere die einzelnen Zacken 114 der zweifachen Funktion einzelner Blitzschlagaufnehmer entlang der Hinterkante 28. Beispielsweise kann gemäß 2 jeder von den einzelnen Zacken 114 als ein Blitzschlagaufnehmer betrachtet oder angesehen werden und ein Einschlag auf jeder von den Zacken 114 entlang der Hinterkante 28 wird zu dem Band 102 und dem Erdungssystem der Anlage geleitet.
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Das leitende Band 102 kann unterschiedlich auf den Druck- und Saugseitenelementen 22, 24 ausgebildet sein. Beispielsweise kann gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform jedes von dem Druck- und Saugseitenelement 22, 24 ein mehrlagiges Laminatschalenelement sein, das an den vorderen 26 und hinteren 28 Kanten wie im Fachgebiet bekannt verbunden ist. Das leitende Band 102, beispielsweise ein Kupferdrahtgeflechtmaterial 104, kann in die Schalenelemente während der Herstellung der Schalenelemente eingebettet werden. Selbst wenn ein Blitzschlag einen Schaden an den Zacken 114 und an dem Band 102 (oder Schalenelement) bewirkt, ist es ein relativ leichter Reparaturprozess den beschädigten Abschnitt der Schale (und das eingebettete Band 102) auszuschneiden und zu ersetzen und neue Zacken 114 (oder Abschnitte von Geräuschminderungsvorrichtungen 112) anzubringen. In alternativen Ausführungsformen kann das leitende Band 102 mittels jeder geeigneten Einrichtung an einer äußeren oder inneren Oberfläche der Schalenelemente angebracht werden.
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6a, 6b und 6c stellen verschiedene exemplarische Ausführungsformen von Geräuschminderungsvorrichtungen 112 mit einzelnen Zacken 114 dar. In 6a enthält die Geräuschminderungsvorrichtung 112 mehrere Zacken 114, die sich von einem Basisstreifenelement 118 aus erstrecken, welches leitend (zum Beispiel galvanisch verbunden) an dem Band 102 angebracht ist. Das Streifenelement 118 und die Zacken 114 sind aus einer einteiligen Komponente aus einem leitenden Material wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung, einem Kunststoff oder einem anderen nicht-leitenden Material mit einem leitenden Material wie zum Beispiel einem darin eingebetteten Drahtgeflecht oder irgendeinem anderen leitenden Material, das ebenfalls als ein effektives Geräuschminderungsmaterial funktioniert, ausgebildet.
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In der Ausführungsform von 6b und 6c sind das Streifenelement 118 und die Zacken 114 aus einem nicht-leitenden Basismaterial 124 ausgebildet. Leitende Elemente 122 von jeder geeigneten Größe, Form und Ausgestaltung sind in das Basismaterial 124 entlang den Zacken 114 eingebettet oder anderweitig befestigt und mit einem oder mehreren Sammelleitern 106 verbunden, die entlang dem Streifenelement 118 eingebettet oder anderweitig daran angebracht sind. Die Sammelleiter 106 sind wiederum mit dem leitenden Band 102 über geeignete Sammelleiter 120 verbunden, die den elektrischen und thermischen Auswirkungen eines Blitzschlags widerstehen können.
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In der Ausführungsform von 6c sind die leitenden Elemente in das Basismaterial 124 eingebettet und einzeln mit dem leitenden Band 102 verbunden.
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Es dürfte erkennbar sein, dass die Zacken 114 in weiteren Ausführungsformen einzeln definiert und getrennt an dem leitenden Band 102 ohne ein Zwischenstreifenelement 118 angebracht sein können.
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Die Geräuschminderungsvorrichtungen 112 können mit dem leitenden Band auf verschiedene Arten verbunden sein. Beispielsweise ist in der Ausführungsform von 3 das Streifenelement 118 mechanisch mit dem Saugseitenelement 24 über das leitende Band 102 mit mechanischen Befestigungselementen 126, wie zum Beispiel Bolzen, Nieten, Schrauben und dergleichen verbunden. Es dürfte erkennbar sein, dass dieselbe Ausgestaltung auch auf dem Druckseitenelement 22 vorgesehen sein kann.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Geräuschminderungsvorrichtungen 112 mit einem entsprechenden Saug- oder Druckseitenelement 22 oder 24 verklebt oder anderweitig verbunden sein, wie es in 4 dargestellt ist, wobei der Teil des Streifenelementes 118 der Geräuschminderungsvorrichtungen 122 mit dem leitenden Band 102 mit einer Klebepaste 128 (ohne das Bandelement von dem leitenden Band elektrische zu isolieren) verklebt ist.
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5 stellt eine Ausführungsform dar, in welcher das leitende Band 102 als ein sich entlang der Hinterkante des Saugseitenelementes 24 in Längsrichtung erstreckendes Band ohne Umschlag auf das Druckseitenelement 22 vorgesehen ist. Mit anderen Worten das Band ist nur auf einem von den Druck- oder Saugseitenelementen 22, 24 entlang der Hinterkante 28 aufgebracht. Das Streifenelement 118 der Geräuschminderungsvorrichtungen 112 ist zwischen dem Saugseitenelement 24 und dem leitenden Band 122 eingeschlossen und kann mit jeder beliebigen Art von geeignetem mechanischem Befestigungselement befestigt sein. Alternativ können das leitende Band 102 und das Streifenelement 118 mit den Lagen des Saugseitenelementes 24 während der Herstellung des Elementes 24 laminiert oder eingegossen werden.
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Durch die Ausgestaltung der Geräuschminderungsvorrichtungen 112 als ein Bandelement 118 mit mehreren sich daraus erstreckenden Zacken 114 können die Einrichtungen in Streifenform und entlang der gesamten Hinterkante 28 des Blattes 16 oder über jede andere gewünschte Länge der Kante 28 hergestellt werden. In einer in 2 und 7 dargestellten alternativen Ausführungsform sind die Geräuschminderungsvorrichtungen 112 als diskrete Abschnitte 116 ausgebildet, die entlang der Hinterkante 28 ausgerichtet sind.
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7 ist eine Ausführungsform einer Rotorblattanordnung 100, die mehrere nicht-geerdete leitende Flächen 130 enthält, die auf einem oder beiden von dem Druckseitenelement 22 und dem Saugseitenelement 24 des Blattes 16 definiert sind. Die nicht-geerdeten leitenden Flächen 130 können eine Begrenzung, wie zum Beispiel Ränder oder Enden 132 (Saugseitenende) und 134 (Druckseitenende) haben, die von dem geerdeten leitenden Band 112 in einem definierten Abstand angeordnet sind. Die Flächen 130 können in jedem Muster, Form oder Ausgestaltung auf den Blattoberflächen definiert sein. In der dargestellten Ausführungsform sind die Flächen als Streifen 136 definiert, die um die Vorderkante 26 des Blattes herum verlaufen und sich entlang dem Druck- und Saugseitenelement 22, 24 mit Enden 134, 132 erstrecken, die von dem leitenden Band 102 in einem Abstand von weniger als 10 cm in speziellen Ausführungsformen angeordnet sind. Dieser Abstand kann zwischen verschiedenen Blatttypen, Formen, Ausgestaltungen usw. variieren, ist aber so definiert, dass während erhöhter elektrischer Feldaktivität um das Blatt 16 herum Luft in dem Bereich zwischen dem leitenden Band 102 und den nicht-geerdeten leitenden Flächen 130 ionisiert wird. Dieser Effekt erhöht Vergleich zu anderen Bereichen auf dem Blatt 16 die Wahrscheinlichkeit eines Blitzschlages auf eine oder mehrere von den leitenden Geräuschminderungsvorrichtungen 112. Dieses ist dahingehend vorteilhaft, dass Reparaturen der Hinterkantenmaterialien (leitendes Band 102, Geräuschminderungsvorrichtungen 112, Schalenlaminatabschnitt) relativ schnell und weniger teuer im Vergleich zum Ersetzen gesamter Abschnitte der Druck- und Saugseitenelemente ausgeführt werden können. Die Streifen 136 sind optionale Vorrichtungen der Blätter und können, selbst wenn sie vorgesehen sind, getrennt werden.
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Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
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Es wird eine Rotorblattanordnung für eine Windkraftanlage mit einem Rotorblatt mit einem Druckseitenelement, einem Saugseitenelement, einer Vorderkante und einer Hinterkante, die sich zwischen einer Spitze und einem Fuß des Blattes erstrecken, bereitgestellt. Ein elektrisch leitendes Band erstreckt sich in Längsrichtung auf entweder auf einem oder beiden von dem Druckseitenelement und dem Saugseitenelement entlang der Hinterkante. Mehrere Geräuschminderungsvorrichtungen erstrecken sich aus der Hinterkante und sind als einzelne Blitzschlagaufnehmer ausgebildet. Die Geräuschminderungsvorrichtungen sind in leitender Verbindung mit dem leitenden Band ausgebildet.
