KR20190131122A - 풍력 터빈 로터 블레이드 및 풍력 터빈 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
로터 블레이드 루트(220) 및 로터 블레이드 팁(210)을 갖는 풍력 터빈 로터 블레이드가 제공된다. 로터 블레이드는 로터 블레이드 루트 영역에 대한 동전기적(galvanic) 연결을 포함하는 피뢰 도체(310)를 갖는 피뢰 시스템(300)을 포함한다. 피뢰 시스템(300)은 가열 가능한 에나멜(enamel) 또는 가열 가능한 코팅(340)이 도포되는 로터 블레이드 표면의 영역을 포함하며, 여기서 이러한 영역은 피뢰 도체(310)에 동전기적으로 결합되어, 가열 가능한 에나멜을 타격하는 낙뢰가 적절하게 소산될 수 있다.
Description
본 발명은 풍력 터빈 로터 블레이드 및 풍력 터빈 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
풍력 터빈의 로터 블레이드는 많은 다양한 형태로 알려져 있다. 풍력 터빈의 나셀의 높이 및 로터 블레이드의 길이로 인해, 풍력 터빈의 로터 블레이드는 피뢰 요건을 충족해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 피뢰가 개선된 풍력 터빈 로터 블레이드를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본원의 청구범위 제1항에 따른 풍력 터빈 로터 블레이드 및 청구범위 제4항에 따른 풍력 터빈 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다.
따라서, 로터 블레이드 루트 및 로터 블레이드 팁을 포함하는 풍력 터빈 로터 블레이드가 제공된다. 로터 블레이드는 로터 블레이드 루트 영역에 대한 동전기적(galvanic) 연결을 포함하는 피뢰 도체를 갖는 피뢰 시스템을 포함한다. 피뢰 시스템은 가열 가능한 에나멜(enamel) 형태의 가열 가능한 코팅이 도포되는 로터 블레이드 표면의 영역을 포함하며, 여기서 이러한 영역은 피뢰 도체에 동전기적으로 결합되어, 가열 가능한 에나멜을 타격하는 낙뢰가 적절하게 소산될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 풍력 터빈 로터 블레이드는 마찬가지로 피뢰 도체에 동전기적으로 결합되는 하나 이상의 낙뢰 리셉터를 갖는다. 여기서, 적어도 하나의 피뢰 도체 주변의 영역에는 가열 가능한 에나멜이 제공된다. 다른 말로 하면, 낙뢰 리셉터 주변의 표면은 가열 가능한 에나멜을 포함한다. 가열 가능한 에나멜은 특히 낙뢰 리셉터의 영역에서의 표면의 손상을 방지하기 위해, 타격 낙뢰를 낙뢰 리셉터로 안내하도록 사용된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 가열 가능한 에나멜은 탄소 나노 재료 및 그래파이트를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 로터 블레이드의 표면을 보호하기 위해, 로터 블레이드의 표면에는 본 발명에 따른 가열 가능한 에나멜이 제공될 수 있다. 따라서, 로터 블레이드의 비-전도성 부분이 피뢰 시스템에 통합될 수 있게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이미 존재하는 피뢰 시스템을 추가로 개선하기 위해, 가열 가능한 에나멜은 또한 추후에 로터 블레이드의 표면 상에 적어도 부분적으로 도포될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 도포된 가열 가능한 에나멜은 예를 들어 피뢰 리셉터를 통해 피뢰 시스템에 연결될 수 있다.
가열 가능한 코팅은 로터 블레이드 팁과 로터 블레이드 루트 사이의 스트립으로서 제공될 수 있다. 가열 가능한 코팅은 로터 블레이드 루트의 영역에서 피뢰 시스템의 나머지와 결합될 수 있다.
본 발명은 또한 풍력 터빈 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 로터 블레이드는 섬유 복합 재료로 제조되고, 피뢰 시스템이 통합된다. 여기서 특히 피뢰침이 로터 블레이드의 내부에 제공된다. 로터 블레이드의 표면에는 가열 가능한 에나멜이 피뢰 시스템의 일부로서 도포되고, 피뢰 도체에 동전기적으로 연결된다.
본 발명은 또한 풍력 터빈 로터 블레이드의 피뢰 시스템의 일부로서 가열 가능한 에나멜 또는 가열 가능한 코팅의 사용에 관한 것이다.
특히, 탄소 나노 재료 및 그래파이트를 포함하는 아크릴 기반의 가열 가능한 코팅이 100℃까지 사용하기 위해 제공된다.
가열 가능한 에나멜의 두께는 40 ㎛ 내지 1 ㎜일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 종속 청구항의 주제이다.
본 발명의 장점 및 실시예들은 도면을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 터빈 로터 블레이드의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 터빈 로터 블레이드의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 터빈의 개략도를 도시한다. 풍력 터빈(100)은 타워(102) 및 이러한 타워(102) 상의 나셀(104)을 포함한다. 나셀(104)에는 3개의 로터 블레이드(200) 및 스피너(110)를 갖는 공기 역학적 로터(106)가 제공된다. 공기 역학적 로터(106)는 풍력 터빈의 작동 중에 바람에 의해 회전 운동으로 설정되고, 이에 따라 또한 공기 역학적 로터(106)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 발전기의 로터 또는 회전자를 회전시킨다. 발전기는 나셀(104)에 배치되어, 전기 에너지를 생성한다. 로터 블레이드(200)의 피치 각도는 각각의 로터 블레이드(200)의 로터 블레이드 루트(108b) 상의 피치 모터에 의해 변경될 수 있다.
풍력 터빈은 3개의 로터 블레이드(200) 중 하나를 타격하는 낙뢰가 적절하게 소산되는 것을 보장하는 피뢰 시스템을 더 포함한다. 이를 위해, 피뢰침이 로터 블레이드의 내부에 제공되고 추가의 피뢰침 장치가 풍력 터빈의 내부에 제공된다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력 터빈 로터 블레이드의 개략도를 도시한다. 도 2에는 로터 블레이드 팁(210) 및 로터 블레이드 루트(220)를 갖는 로터 블레이드(200)가 도시되어 있다. 로터 블레이드는 피뢰 시스템(300)을 포함한다. 피뢰 시스템(300)은 예를 들어 로터 블레이드의 내부에 있는 특히 피뢰 도체(310)를 및 선택적으로 적어도 하나의 낙뢰 리셉터(330)를 포함한다. 로터 블레이드 팁(210)은 피뢰 라인(311)에 의해 피뢰 도체(310)에 동전기적으로 결합되는 추가의 낙뢰 리셉터(320)를 선택적으로 포함할 수 있다. 피뢰 시스템(300)은 또한 로터 블레이드의 표면 상에 가열 가능한 에나멜 또는 가열 가능한 코팅(340)을 포함한다. 이러한 가열 가능한 코팅(340)은 타격 낙뢰를 적절하게 소산시킬 수 있도록 피뢰 도체(310)에 동전기적으로 결합된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 가열 가능한 코팅 또는 가열 가능한 에나멜(340)은 낙뢰 리셉터(330)의 영역에 제공된다. 낙뢰 리셉터에 의해 이 경우 또한 가열 가능한 코팅(340)과 피뢰 도체(310)의 동전기적 결합이 이루어진다.
가열 가능한 코팅 또는 가열 가능한 에나멜은 아크릴레이트 기반으로 제조될 수 있고, 탄소 나노 재료 및 그래파이트를 포함할 수 있다.
이러한 가열 가능한 에나멜의 예는 가열 가능한 에나멜: Carbo e-Therm ACR-100 1W이다. 이러한 에나멜의 밀도는 1.08 g/㎤이다. 색상은 무연탄일 수 있다. 고체 함량은 39 내지 41%(탄소 + 중합체)이다. 저장 수명은 6개월이다. 용매 기반은 물이다. 최소 성막 온도는 약 14℃이다. pH 값은 약 7 내지 8이다. 점도(전단 속도 100 s-1)는 700 내지 800 mPas이다.
건조된 층의 생성물 특성은 다음과 같다: 온도 사용 범위: -18℃ 내지 100℃; 저항률: 1050 내지 1100 Ω㎛; 시트 저항: 5.5 Ω 이상의 R/스퀘어(층 두께 200 ㎛에서); 권장 최소 층 두께: 40 ㎛.
에나멜의 두께는 30 ㎛ 내지 2 ㎜이고, 바람직하게는 40 ㎛ 내지 1 ㎜이다.
Claims (6)
- 로터 블레이드 팁(210) 및 로터 블레이드 루트(220) 및 피뢰 시스템(300)을 포함하는 풍력 터빈 로터 블레이드(200)로서,
상기 피뢰 시스템(300)은 상기 로터 블레이드(200)의 표면 상에 에나멜(enamel) 형태의 가열 가능한 코팅(340) 및 피뢰 도체(310)를 포함하며, 상기 가열 가능한 코팅(340)은 상기 피뢰 도체(310)에 동전기적으로(galvanically) 결합되는 것인 풍력 터빈 로터 블레이드. - 제1항에 있어서, 적어도 하나의 낙뢰 리셉터(330)를 더 포함하고,
상기 가열 가능한 코팅(340)은 상기 낙뢰 리셉터(330)의 영역에 제공되고, 상기 가열 가능한 코팅(340)은 상기 낙뢰 리셉터(330)에 의해 상기 피뢰 도체(310)에 동전기적으로 결합되는 것인 풍력 터빈 로터 블레이드. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 가능한 코팅(340)은 아크릴레이트 기반으로 이루어지고, 탄소 나노 재료 및 그래파이트를 포함하는 것인 풍력 터빈 로터 블레이드.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에나멜의 두께는 30 ㎛ 내지 2 ㎜, 특히 40 ㎛ 내지 1 ㎜인 것인 풍력 터빈 로터 블레이드.
- 풍력 터빈 로터 블레이드(200)를 제조하기 위한 방법으로서,
섬유 복합 재료로 상기 풍력 터빈 로터 블레이드의 쉘을 제조하는 단계,
적어도 하나의 피뢰 도체(310)를 제공하는 단계,
상기 풍력 터빈 로터 블레이드의 표면 상에 에나멜 형태의 가열 가능한 코팅(340)을 도포하는 단계, 및
상기 가열 가능한 코팅(340)을 상기 적어도 하나의 피뢰 도체(310)에 동전기적으로 결합하는 단계
를 포함하는 방법. - 풍력 터빈 로터 블레이드의 피뢰 시스템의 일부로서 가열 가능한 코팅의 용도서,
상기 가열 가능한 코팅은 상기 풍력 터빈 로터 블레이드의 표면 상에 에나멜 형태로 도포되고, 피뢰 도체에 동전기적으로 결합되는 것인, 가열 가능한 코팅의 용도.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |