PL208554B1 - Zabezpieczenie odgromowe łopatki turbiny wiatrowej z regulowanym pochyleniem - Google Patents

Zabezpieczenie odgromowe łopatki turbiny wiatrowej z regulowanym pochyleniem

Info

Publication number
PL208554B1
PL208554B1 PL375216A PL37521603A PL208554B1 PL 208554 B1 PL208554 B1 PL 208554B1 PL 375216 A PL375216 A PL 375216A PL 37521603 A PL37521603 A PL 37521603A PL 208554 B1 PL208554 B1 PL 208554B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rotor hub
blade
rotor
wind turbine
spark gap
Prior art date
Application number
PL375216A
Other languages
English (en)
Other versions
PL375216A1 (pl
Inventor
Larsen Flemming Møller
Lars Bo Hansen
Original Assignee
Lm Glasfiber As
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32309264&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL208554(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Lm Glasfiber As filed Critical Lm Glasfiber As
Publication of PL375216A1 publication Critical patent/PL375216A1/pl
Publication of PL208554B1 publication Critical patent/PL208554B1/pl

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
    • H02G13/80Discharge by conduction or dissipation, e.g. rods, arresters, spark gaps
    • 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
    • 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
    • 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
    • F03D80/70Bearing or lubricating arrangements
    • 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
    • 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
    • H02G13/40Connection to earth
    • 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)
  • Wind Motors (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy wirnika turbiny wiatrowej zawierającego piastę wirnika i wiele licznych łopatek oraz, w którym każda podstawa łopatki jest połączona ze wspomnianą piastą wirnika poprzez łożyskowanie toczne w taki sposób, że łopatka jest obrotowa wokół swojej osi wzdłużnej w stosunku do piasty wirnika oraz w którym łopatka jest zaopatrzona w co najmniej jeden elektrycznie przewodzący przewód odgromowy biegnący w dół w kierunku wzdłużnym łopatki do podstawy łopatki i odizolowany elektrycznie od ułożyskowania tocznego i w którym przewidziana jest szczelina iskrowa pomiędzy przewodem odgromowym a piastą wirnika, wspomniana szczelina iskrowa jest przystosowana do przewodzenia prądu odgromnika płynącego przez przewód odgromowy.
Ponadto wynalazek dotyczy turbiny wiatrowej z wyżej opisanym wirnikiem turbiny wiatrowej.
Powszechnie wiadomo, że turbiny wiatrowe są zabezpieczone przed uderzeniem pioruna i jest także powszechnie wiadomo, że łopatki turbiny wiatrowej są zaopatrywane w przeciw-piorunowe przewody odgromowe umieszczane albo na powierzchni zewnętrznej łopatek, albo wewnątrz wspomnianych łopatek. Ten drugi rodzaj jest zaopatrywany w tak zwane receptory odgromowe, które stanowią metalowe bezpośrednie połączenie skośne pomiędzy wewnętrznym przewodem odgromowym i zewnętrzną powierzchnią wspomnianej łopatki. Zadaniem tych receptorów jest „przyciąganie pioruna, tak aby prąd odgromowy mógł być kierowany ku dołowi poprzez przewód odgromowy zamontowany wewnątrz łopatki turbiny wiatrowej. Często łopatki turbiny wiatrowej z zamontowanymi na zewnątrz przewodami nie są zaopatrywane w oddzielne receptory odgromowe, jako że wspomniane przewody działają „per se jako receptory.
Dotychczasowe sposoby rozwiązywania odprowadzania (uziemiania) piorunów nie brały szczególnie pod uwagę, że łożyskowanie toczne, jeżeli występuje, może być niszczone przez duży prąd odgromnika, a zwykle prąd ten jest przesyłany poprzez przewód odgromowy łopatki do podstawy łopatki a stamtąd do poprzez łożyskowanie toczne do piasty wirnika. Z piasty wirnika, prąd odgromowy jest przesyłany do gondoli/wierzchołkowej części turbiny do wieży turbiny i w dół do ziemi.
Jedną z wad przesyłania tego prądu poprzez łożyskowanie toczne jest to, że rolki łożyskowe itp. mogą ulec zniszczeniu przez duży prąd odgromowy generujący łuk elektryczny na swojej drodze w dół poprzez łożyskowanie z takim skutkiem, że występuje efekt podobny do zgrzewania lub spawania elektrycznego, który może zniszczyć powierzchnie łożyska. Kiedy powierzchnia rolek łożyskowych lub tym podobnych elementów zostanie zniszczona, łożysko szybko się zużywa, co skutkuje w czasie poważnymi remontami pociągającymi za sobą konieczność wyłączania turbiny wiatrowej. Nawet słabe prądy przepływające poprzez łożyskowanie toczne mogą powodować niewielkie iskrzenie i migracje materiału pomiędzy ruchomymi członami łożyska tocznego poruszającymi się w stosunku do siebie nawzajem. Najczęściej uderzenia pioruna następują, kiedy różnica potencjału pomiędzy ujemnie naładowaną częścią chmury burzowej i dodatnio naładowanym obszarem ziemi poniżej chmury rośnie dostatecznie znacznie i powoduje przebicie izolującej warstwy powietrza oddzielającej obszary o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Zjawisko to zachodzi także pomiędzy dodatnio naładowaną częścią chmury burzowej i ujemnie naładowanym obszarem ziemi.
Zanim może wystąpić rzeczywiste uderzenie pioruna generowany jest „kanał zstępujący, tak zwany „prekursor, z ujemnie naładowanych molekuł powietrza w kierunku ku dołowi do ziemi. Często „prekursor rozchodzi się stopniowo ku dołowi w etapach 20 do 100-metrowych i dlatego jest powoływany jako „etapowy prekursor. Kiedy ten „przewodnik znajduje się dostatecznie blisko ziemi, rosnące pole elektryczne pomiędzy końcem zstępującego kanału „prekursora a ziemią generuje jeden lub więcej wstępujących „przewodników z dodatnio naładowanych molekuł powietrza w kierunku zstępującego „przewodnika. Te wstępujące „przewodniki zwykle wystają do góry z obiektów wystających ponad ziemię, na przykład turbin wiatrowych, drzew, budynków, masztów flagowych i tym podobnych. Kiedy takie dwa „przewodniki spotkają się, następuje zwarcie układu i rzeczywiste główne wyładowanie pioruna, również przywoływane jako „uderzenie zwrotne. Zjawisko to z takim samym prawdopodobieństwem może zachodzić w odwrotnym kierunku, kiedy „przewodnik, nazywany także, jako „wstępujący przewodnik, rozchodzi się od ziemi a w szczególności od wysokich obiektów na ziemi i biegnie w kierunku nał adowanego obszaru chmury burzowej.
Niemiecki opis patentowy DE 4436197 ujawnia rozwiązanie, w którym prąd odgromowy jest zawracany od łożyskowania tocznego i do gondoli poprzez odgromowy człon przewodnikowy ograniczający szczelinę iskrową z uziemionym przewodem odgromowym łopatki oraz elektrycznie przewodzący pierścień na gondoli, odpowiednio. W tych szczelinach iskrowych generowane są luki elektryczne
PL 208 554 B1 przez uderzenie pioruna z takim skutkiem, że prąd odgromowy może być przesyłany do dołu do ziemi. Dzięki temu połączenie elektryczne jest generowane tylko pomiędzy uziemionym przewodem odgromowym łopatki a ziemią podczas głównego wyładowania właściwego uderzenia pioruna, a łuki elektryczne generowane są tylko w szczelinach iskrowych. Jak wcześniej wspomniano, przed rzeczywistym wyładowaniem głównym generowane są „przewodniki, a elektryczna izolacja pomiędzy łopatką a gondolą powoduje, że jest ryzyko, przejścia „przewodnika przez inne niemoż liwe do kontrolowania i przewidzenia ścieżki pomiędzy poszczególnymi, elementami konstrukcyjnymi, przykładowo z gondoli poprzez łożyskowanie walu głównego lub łożyskowanie wirnika do piasty wirnika, a stamtąd poprzez łożyskowanie toczne łopatki do układu przewodu odgromowego łopatki. Wskutek powstania elektrycznych „przewodników przechodzących przez możliwe niekontrolowane ścieżki, na przykład, w członach konstrukcyjnych główne wyładowanie pioruna lub jego części podażą tą samą ścieżką, co wygenerowany „przewodnik poprzez konstrukcję do ziemi. Takie wyładowanie główne lub jego części mogą spowodować małe lub poważne zniszczenia w konstrukcji lub jej częściach, kiedy nie są one prowadzone poprzez przewód odgromowy w sposób kontrolowany.
W mię dzynarodowej publikacji nr WO 01/86144 ujawniono turbinę wiatrową ze szczeliną iskrową pomiędzy przewodem odgromowym w łopatce a gondola i gdzie występuje elektryczne połączenie pomiędzy przewodem odgromowym i piastą wirnika do ciągłego rozładowywania elektrostatycznego łopatki. W tej konstrukcji łożyskowanie toczne łopatki jest niezabezpieczone przed przepływem prądu wyładowania elektrycznego.
Celem wynalazku jest zapewnienie ulepszonego układu przewodu odgromowego dla turbiny wiatrowej, które zapewnia w najwyższym stopniu, żeby pioruny uderzały w receptory łopatki lub zewnętrzny przewód odgromowy tak, aby były następnie bezpiecznie odprowadzane do ziemi poprzez układ odgromowy bez powodowania uszkodzeń turbiny. Następnym celem jest zabezpieczenie łożyskowania tocznego przed prądem elektrycznym.
Cel wynalazku zestal osiągnięty przez zapewnienie ślizgowego połączenia kontaktowego równolegle do szczelin iskrowych pomiędzy przewodem odgromowym a piastą wirnika, wspomniane ślizgowe połączenie kontaktowe zapewnia elektryczny styk pomiędzy wspomnianym przewodem odgromowym a wspomnianą piastą wirnika bez względu na wielkość kąta skoku łopatki (pochylenia). W ten sposób, moż e być uzyskiwane sta ł e połączenie elektryczne pomię dzy przewodem odgromowym łopatki i piastą wirnika. Dodatkowo, mogą być generowane „przewodniki wstępujące od receptorów łopatki lub zewnętrznego przewodu odgromowego w celu zoptymalizowania prawdopodobieństwa uderzenia piorunów w receptor lub w zewnętrzny przewód odgromowy. Podczas właściwego głównego wyładowania tak zwane uderzenie powrotne (wtórne), kiedy bardzo duży prąd przepływa w bardzo krótkim, okresie czasu, generowany jest równocześnie łuk elektryczny w szczelinie iskrowej wywołany bardzo dużym napięciem elektrycznym występującym po spięciu elektrycznym „przewodników. W efekcie rezystancja elektryczna jest bardzo słaba w szczelinie iskrowej w wyniku czego prąd odgromnika przepływa przez szczelinę iskrową do ziemi. Ponieważ rezystancja elektryczna w szczelinie iskrowej jest dużo niższa od rezystancji styku w ślizgowym połączeniu kontaktowym, jedynie niewielka nieniszcząca cześć prądu odgromnika przepływa przez to ślizgowe połączenie kontaktowe. Ślizgowe połączenie kontaktowe zapewnia, że występuje stały kontakt elektryczny pomiędzy zstępującym przewodem odgromowym łopatki i piastą wirnika bez względu na wielkość kąta skoku łopatki (pochylenia). Łożyskowanie toczne jest całkowicie zabezpieczone przed przepływem prądu i ma w ten sposób zapewnioną długotrwałą żywotność, ponieważ żadne iskrzenie i migracja materiału nie zachodzi pomiędzy członami łożyskowania tocznego.
Zgodnie z zalecanym przykładem wykonania, ślizgowe połączenie kontaktowe zawiera ślizgacz łyżwowy, zamontowany na stałe do piasty wirnika, oraz przewodzący elektryczność człon kontaktowy połączony z zstępującym przewodem odgromowym łopatki i biegnący wzdłuż części obwodu podstawy łopatki. Ten przykład wykonania jest szczególnie prosty, gdyż podstawa łopatki jest zwykle cylindryczna, dzięki czemu miejsce styku pomiędzy członem kontaktowym a ślizgaczem łyżwowym znajduje się w stałym położeniu, bez względu na kąt skoku (pochylenia) łopatki.
Według alternatywnego przykładu wykonania, ślizgowe połączenie kontaktowe zawiera ślizgacz łyżwowy zamontowany trwale na piaście wirnika oraz przewodzący elektrycznie człon kontaktowy w postaci szyny zamontowanej na piaś cie wirnika.
Zgodnie z zalecanym przykładem wykonania wynalazku szczelina iskrowa jest przewidziana pomiędzy członem kontaktowym a członem szczeliny iskrowej. Ten przykład wykonania jest szczegól4
PL 208 554 B1 nie prosty, gdyż stosowany jest w obu przypadkach dla ślizgowego połączenia kontaktowego i połączenia szczelinowo-iskrowego człon kontaktowy.
Według szczególnie zalecanego przykładu wykonania wynalazku, ślizgacz łyżwowy i człon szczelinowo-iskrowy są połączone tworząc jeden zespół kontaktowy, dzięki czemu uzyskuje się szczególnie prostą i zwartą konstrukcję, która jest łatwo utrzymywana i wymieniana.
Przewód odgromowy zstępujący jest korzystnie, połączony z receptorem odgromnika w przylegającym do wierzchołka ostrzu łopatki.
Wynalazek dotyczy także turbiny wiatrowej zawierającej gondolę, wał wirnika oraz wirnik turbiny wiatrowej, jak opisano powyżej.
Zgodnie z przykładem wykonania według wynalazku, piasta wirnika zawiera przewodzący elektrycznie przewód piasty-wirnika, który jest połączony z częścią szczeliny iskrowej umieszczoną po stronie piasty wirnika i który poprzez dodatkową szczelinę iskrową jest połączony z przewodzącym elektrycznie przewodem gondoli zamocowanym na tej gondoli.
Przewód piasty wirnika może być połączony elektrycznie do tej części ślizgowego połączenia kontaktowego, która jest umieszczona po stronie piasty wirnika, a poprzez dodatkowe ślizgowe połączenie kontaktowe wspomniany przewód piasty wirnika może być połączony do przewodu gondoli.
Zgodnie z przykładem wykonania wynalazku przewód gondoli może być utworzony poprzez pierścieniowy człon kontaktowy umieszczony współosiowo w stosunku do wału wirnika, przewód piasty wirnika jest połączony z dodatkowym członem szczeliny iskrowej oraz dodatkowy ślizgacz łyżwowy, który ogranicza dodatkową szczelinę iskrową i dodatkowe ślizgowe połączenie kontaktowe, odpowiednio, pomiędzy przewodem gondoli a pierścieniowym członem kontaktowym.
Przewód piasty wirnika może być odizolowany elektrycznie od wału wirnika.
Wynalazek jest objaśniony w szczegółach poniżej poprzez zalecany przykład wykonania przedstawiony na rysunkach, na których:
Fig. 1 jest widokiem z boku przedstawiającym zasadniczy szkic turbiny wiatrowej,
Fig. 2 jest szczegółowym widokiem piasty wirnika dla turbiny wiatrowej, pokazane zostały częściowo dwie łopatki,
Fig. 3 jest szczegółowym widokiem przekroju piasty wirnika i łopatki z układem zstępującego przewodu odgromowego oraz
Fig. 4 jest widokiem szczegółowym przedstawiającym przykład wykonania wynalazku układu zstępującego przewodu odgromowego według wynalazku.
Fig. 1 przedstawia turbinę wiatrową, w której gondola/sekcja wierzchołkowa 2 turbiny jest w znany sposób zamontowana na wieży 1, generator oraz skrzynia przekładniowa są zamontowane w tej gondoli. Wałek 17 wirnika wystaje z tej gondoli 2, a piasta 3 wirnika turbiny wiatrowej jest zamocowana na wspomnianym wale wirnika. Łopatki 4 turbiny wiatrowej są zamocowane na piaście 3 wirnika.
Fig. 2 przedstawia szczegółowy widok piasty 3 wirnika do turbiny wiatrowej oraz części dwóch łopatek 4. W przedstawionej konstrukcji, łopatki 4 i piasta 3 wirnika są połączone poprzez łożyskowanie toczne 5, a położenie łopatki 4 jest regulowane wokół ich wzdłużnych osi przy użyciu wspomnianego łożyskowania.
W celu przechwytywania i odprowadzania uderzenia pioruna do ziemi wewnątrz łopatki 4 zamontowany jest wewnętrzny zstępujący przewód odgromowy (patrz fig. 3), wspomniany zstępujący przewód odgromowy jest podłączony na wierzchołku łopatki 4 do jednego lub więcej receptorów odgromowych (niepokazanych). W sąsiedztwie łożyskowania tocznego 5 ten wewnętrzny zstępujący przewód odgromowy 6 jest w bezpośrednim elektrycznym kontakcie z członem kontaktowym 7 zamocowanym na zewnętrznej stronie łopatki 4 w przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku. Ten człon kontaktowy 7 stanowi powierzchnię zderzakową dla zamontowanego na zewnątrz zespołu kontaktowego 8 mającego urządzenie ze szczeliną iskrową oraz urządzenie ślizgowe zamocowane trwale na piaście 3 wirnika poprzez ramię montażowe 9 i łącznik montażowy 10.
Fig. 4 przedstawia w szczegółach jak zespół kontaktowy zawiera płytę montażową 13, człon 11 szczeliny iskrowej oraz ślizgacz łyżwowy, które są zamontowane na wspomnianej płycie montażowej 13. Zespół kontaktowy 8 jest zamocowany na końcu ramienia montażowego 9 w taki sposób, że zespół kontaktowy oddziałuje na powierzchnie członu kontaktowego 7 siłą elastyczności. W celu zapobieżenia aby człon 11 szczeliny iskrowej nie wchodził w bezpośredni kontakt (styk) z powierzchnią kontaktowa 7, pomiędzy płytą montażową 13 a wspomnianą powierzchnią kontaktową 7 zamontowane są przekładki 14.
PL 208 554 B1
Człon kontaktowy 7 jest zwykle wykonany z metalu i może być ukształtowany w postaci podłużnego członu o wysokości - widzianej w kierunku wzdłużnym łopatki - zwykle mniejszej, niż szerokość tego członu. Człon ten może być zamontowany płasko na cylindrycznej powierzchni podstawy 16 łopatki i jest połączony z wewnętrznym zstępującym przewodem odgromowym 6 w łopatce.
Człon 11 szczeliny iskrowej, człon kontaktowy 7 oraz przekładki 14 razem ograniczają (wyznaczają) szczelinę iskrową 15 o wymiarach od 1 do 10 mm. Powierzchnia członu 11 szczeliny iskrowej skierowana ku członowi kontaktowemu 7 jest, jak pokazano, ząbkowana. W efekcie koncentracja linii strumienia elektromagnetycznego wokół wierzchołków członu szczeliny iskrowej jest wzmocniona, co wspomaga zapłon łuku elektrycznego w szczelinie iskrowej.
Człon kontaktowy 7 może rozciągać się na całej drodze wokół cylindrycznej podstawy 16 łopatki, a zwłaszcza musi on rozciągać się na obwodzie od 90 stopni do 100 stopni podstawy łopatki, która odpowiada zwykle stosowanemu interwałowi regulacji łopatki.
Ślizgacz łyżwowy 7 może być wykonany ze szczotki węglowej lub może być ukształtowany, jako szczotka lub ślizgacz ze sprężystym naprężeniem wstępnym i może być wykonany z grafitu, brązu, mosiądzu lub włókna węglowego.
Według alternatywnego przykładu wykonania układu opisanego powyżej cały układ może być odwrócony tak, aby ślizgacz łyżwowy 17 i człon 11 szczeliny iskrowej były zamontowane na łopatce, a człon kontaktowy 7 był zamontowany na piaście wirnika. Wtedy człon kontaktowy 7 może być ukształtowany jako zakrzywiona szyna rozciągająca się równolegle i w odstępie od powierzchni podstawy łopatki. Ponadto układ ten może działać w obu przypadkach, jako rozwiązanie wewnętrzne, w którym cały osprzęt jest zamontowany wewnątrz łopatki i piasty wirnika lub na zewnętrznej powierzchni wspomnianej łopatki oraz piasty wirnika, jak przedstawiono powyżej.
Człon kontaktowy 7 jest ukształtowany tak, aby kąt skoku łopatki był bez ograniczeń regulowany przy jednoczesnym utrzymywaniu dobrego połączenia elektrycznego. To dobre połączenie elektryczne jest niezbędne do zapewnienia tworzenia się „przewodników (prekursorów) od receptorów łopatki w powiązaniu z uderzeniami piorunów. Połączenie elektryczne zapobiega także niezamierzonym wyładowaniom szczelinowym w innych miejscach konstrukcji zapewniając kontrolowane rozładowanie ładunku elektrostatycznego z łopatki do piasty wirnika, które to ładunki elektrostatyczne są generowane poprzez obracanie się łopatek w przestrzeni powietrznej.
Napięcie elektryczne „przewodnika jest obecne podczas wstępnego etapu procesu wyładowania piorunów i nie zawsze jest wystarczająco wysokie do wygenerowania łuku elektrycznego w szczelinie iskrowej 15, ale zamiast tego przechodzi przez urządzenie ślizgowe. Kiedy „przewodnik przechwyci wyładowanie pioruna napięcie elektryczne w obszarze odstępu szczeliny iskrowej będzie wystarczające do przebicia izolacji pomiędzy członem szczeliny iskrowej a członem kontaktowym 7 łopatki na skutek silnego wzrostu potencjału elektrycznego podczas wyładowania głównego pioruna. W efekcie „zaświeca się łuk elektryczny pomiędzy członem 11 szczeliny iskrowej a członem kontaktowym 7. Podczas całego okresu wyładowania głównego, łuk elektryczny wykazuje mniejszą oporność elektryczną niż urządzenie ślizgowe, dzięki czemu wyładowanie główne jest rozładowywane poprzez szczelinę iskrową. W ten sposób urządzenie ślizgowe jest zabezpieczone podczas fazy wyładowania głównego dzięki swojej zwiększonej oporności elektrycznej w porównaniu ze „świecącą szczeliną iskrową.
Możliwe jest poprowadzenie przepływu prądu przykładanego podczas wstępnego etapu procesu wyładowania pioruna oraz podczas rzeczywistego wyładowania głównego do ziemi poprzez wał 17 wirnika, następnie z wału wirnika do gondoli 2 poprzez łożyskowanie wału lub ślizgowy łącznik stykowy, z gondoli do wieży poprzez łożyskowanie szczękowe lub jeszcze inny ślizgowy łącznik stykowy, a poprzez wieżę w dół do ziemi. Szczelina iskrowa może być także utworzona pomiędzy wałem 17 wirnika i gondolą 2 oraz pomiędzy gondolą a wieżą.
Opcjonalnie mogą być utworzone dodatkowe połączenia szczelinowo-iskrowe oraz dodatkowy ślizgowy łącznik stykowy 2 pomiędzy piasta 3 wirnika a gondolą 2. Połączenie szczelinowo-iskrowe oraz ślizgowy łącznik stykowy pomiędzy łopatką 4 i piastą 3 wirnika oraz dodatkowe połączenie szczelinowo-iskrowe i dodatkowy ślizgowy łącznik stykowy pomiędzy piastą 3 wirnika, a gondolą 2 mogą być dzięki temu wzajemnie połączone poprzez izolowany elektrycznie przewód piasty wirnika odizolowany od walu 17 wirnika. W ten sposób unika się przepływu prądu w wale wirnika z takim skutkiem, że ułożyskowania wału nie są odkształcane.
Możliwe jest również utworzenie połączenia szczelinowo-iskrowego równolegle pomiędzy gondolą 2 oraz wieżą 1.
Wynalazek nie jest ograniczony do powyżej przedstawionych przykładów wykonania.

Claims (11)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Wirnik turbiny wiatrowej zawierający piastę (3) wirnika i wiele licznych łopatek (4) oraz w którym każda podstawa (16) łopatki jest połączona ze wspomnianą piastą wirnika poprzez łożyskowanie toczne (5) w taki sposób, że kąt skoku łopatki jest regulowany przez obracanie łopatki wokół jej osi wzdłużnej w stosunku do piasty wirnika, oraz w którym łopatka jest zaopatrzona w co najmniej jeden elektrycznie przewodzący zstępujący przewód odgromowy (6) biegnący ku dołowi w kierunku wzdłużnym łopatki do podstawy łopatki i odizolowany elektrycznie od łożyskowania tocznego (5) i w którym przewidziana jest szczelina iskrowa (15) pomiędzy zstępującym przewodem odgromowym a piastą wirnika, która to wspomniana szczelina iskrowa (15) jest przystosowana do przewodzenia prądu odgromnika płynącego przez przewód odgromowy, znamienny tym, że przewidziane jest ślizgowe połączenie kontaktowe (7, 12) równolegle do szczeliny iskrowe] (15) pomiędzy zstępującym przewodem odgromowym (6) a piastą (3) wirnika, które to wspomniane ślizgowe połączenie kontaktowe zapewnia kontakt elektryczny pomiędzy wspomnianym zstępującym przewodem odgromowym (6) i wspomnianą piastą (3) wirnika bez względu na wielkość kąta skoku łopatki.
  2. 2. Wirnik turbiny wiatrowej według zastrz. 1, znamienny tym, że ślizgowe połączenie kontaktowe zawiera ślizgacz łyżwowy (12) zamontowany trwale na piaście (3) wirnika, a przewodzący elektrycznie człon kontaktowy (7) połączony z zstępującym przewodem odgromowym (6) łopatki biegnie wzdłuż części obwodu podstawy (16) łopatki.
  3. 3. Wirnik turbiny wiatrowej według zastrz. 1, znamienny tym, że ślizgowe połączenie kontaktowe zawiera ślizgacz łyżwowy (12) zamontowany trwale na podstawie (16) łopatki i elektrycznie przewodzący człon kontaktowy (7) w postaci szyny zamontowanej na piaście (3) wirnika.
  4. 4. Wirnik turbiny wiatrowej według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że pomiędzy członem kontaktowym (7) a członem (11) szczeliny iskrowej umieszczona jest szczelina iskrowa (15).
  5. 5. Wirnik turbiny wiatrowej według zastrz. 4, znamienny tym, że ślizgacz łyżwowy (12) i człon (11) szczeliny iskrowej są połączone w jeden zespół kontaktowy (8).
  6. 6. Wirnik turbiny wiatrowej według jednego z zastrzeżeń poprzednich, znamienny tym, że zstępujący przewód (6) odgromowy jest połączony do receptora uderzenia pioruna przylegającego do wierzchołka łopatki.
  7. 7. Turbina wiatrowa zawierająca gondole (2), wałek wirnika (17) oraz wirnik turbiny wiatrowej według jednego z poprzednich zastrzeżeń.
  8. 8. Turbina wiatrowa według zastrz. 7, znamienna tym, że piasta (3) wirnika zawiera elektrycznie przewodzący przewód piasty wirnika połączony z częścią (7, 11) szczeliny iskrowej (15), która jest umieszczona po tej stronie co piasta wirnika, wspomniany przewód piasty wirnika jest ponadto połączony poprzez dodatkową przerwę iskrową do przewodzącego elektrycznie przewodu gondoli zamontowanego w tej gondoli (2).
  9. 9. Turbina wiatrowa według zastrz. 8, znamienna tym, że przewód piasty wirnika jest elektrycznie połączony z częścią (7, 12) ślizgowego połączenia kontaktowego, które jest usytuowane po stronie piasty wirnika, przy czym przewód piasty wirnika jest ponadto połączony z przewodem gondoli poprzez dodatkowe ślizgowe połączenie kontaktowe.
  10. 10. Turbina wiatrowa według zastrz. 9, znamienna tym, że przewód gondoli zawiera pierścieniowy człon kontaktowy usytuowany współosiowo z wałkiem (17) wirnika oraz tym, że przewód piasty wirnika jest połączony z dodatkowym członem szczeliny iskrowej i dodatkowym ślizgaczem łyżwowym, który ogranicza dodatkową szczelinę iskrową oraz dodatkowe ślizgowe połączenie kontaktowe, odpowiednio pomiędzy przewodem gondoli i pierścieniowym członem kontaktowym.
  11. 11. Turbina wiatrowa według jednego z zastrzeżeń 8 do 10, znamienna tym, że przewód piasty wirnika jest elektrycznie odizolowany od wałka (17) wirnika.
PL375216A 2002-11-12 2003-11-12 Zabezpieczenie odgromowe łopatki turbiny wiatrowej z regulowanym pochyleniem PL208554B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200201745A DK177270B1 (da) 2002-11-12 2002-11-12 Lynbeskyttelse af pitchreguleret vindmøllevinge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL375216A1 PL375216A1 (pl) 2005-11-28
PL208554B1 true PL208554B1 (pl) 2011-05-31

Family

ID=32309264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL375216A PL208554B1 (pl) 2002-11-12 2003-11-12 Zabezpieczenie odgromowe łopatki turbiny wiatrowej z regulowanym pochyleniem

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7390169B2 (pl)
EP (1) EP1561030B1 (pl)
CN (1) CN1328505C (pl)
AT (1) ATE335129T1 (pl)
AU (1) AU2003280955B2 (pl)
CA (1) CA2500643C (pl)
DE (1) DE60307312T2 (pl)
DK (1) DK177270B1 (pl)
ES (1) ES2270117T3 (pl)
NO (1) NO20052823L (pl)
PL (1) PL208554B1 (pl)
WO (1) WO2004044419A1 (pl)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2375140T3 (es) * 2004-02-27 2012-02-27 Repower Systems Se Instalación de pararrayos para plantas de energ�?a eólica.
DE102004012946B4 (de) * 2004-03-17 2006-03-23 Stemmann-Technik Gmbh Windenergieanlage
ES2265776B1 (es) * 2005-08-01 2008-02-01 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Sistema de transmision de rayos sin contacto.
US7502215B2 (en) * 2005-11-18 2009-03-10 General Electric Company Systems and methods for directing a current
US20090249779A1 (en) * 2006-06-12 2009-10-08 Daw Shien Scientific Research & Development, Inc. Efficient vapor (steam) engine/pump in a closed system used at low temperatures as a better stirling heat engine/refrigerator
US20090044535A1 (en) * 2006-06-12 2009-02-19 Daw Shien Scientific Research And Development, Inc. Efficient vapor (steam) engine/pump in a closed system used at low temperatures as a better stirling heat engine/refrigerator
US20090211223A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 James Shihfu Shiao High efficient heat engine process using either water or liquefied gases for its working fluid at lower temperatures
US20080296906A1 (en) * 2006-06-12 2008-12-04 Daw Shien Scientific Research And Development, Inc. Power generation system using wind turbines
DK200800942A (da) 2007-07-24 2009-01-25 Gen Electric Wind turbine protection
US20090246025A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 General Electric Company Wind turbine protection
DE102007052525B4 (de) * 2007-11-01 2009-08-27 Innovative Windpower Ag Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes bei einer Windenergieanlage
DE102008020262B4 (de) * 2008-04-22 2010-04-08 Christoph Lucks Funkenstrecke für Blitzableitung in Windenergieanlagen
US20100045037A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Daw Shien Scientific Research And Development, Inc. Power generation system using wind turbines
US8137074B2 (en) 2008-08-21 2012-03-20 General Electric Company Wind turbine lightning protection system
DE102008045939B4 (de) * 2008-09-04 2013-02-28 Powerwind Gmbh Windenergieanlage mit Blitzschutzeinrichtung
EP2166227B1 (en) * 2008-09-18 2016-01-06 Siemens Aktiengesellschaft Lightning protection system for a wind turbine
US7942640B2 (en) * 2009-03-19 2011-05-17 General Electric Company Method and apparatus for use in protecting wind turbine blades from lightning damage
GB2469520A (en) 2009-04-17 2010-10-20 Tyco Electronics Ltd Uk Wind Turbine Lightning Protection And Monitoring Systems
DE102009017824B4 (de) * 2009-04-20 2011-03-17 Suzlon Energy Gmbh Übertragungsvorrichtung für eine Windturbine
IT1393707B1 (it) * 2009-04-29 2012-05-08 Rolic Invest Sarl Impianto eolico per la generazione di energia elettrica
ES2357063B2 (es) * 2009-10-06 2012-01-24 Líneas Y Cables, S.A. Sistema de protección de aerogeneradores frenta a descargas atmosféricas.
GB2474344B (en) * 2009-10-06 2016-01-27 Cummins Ltd Turbomachine
DK2510229T3 (en) * 2009-12-09 2018-03-12 Siemens Ag WIND MILL WITH A LINE PROTECTION SYSTEM
EP2336560A1 (en) 2009-12-15 2011-06-22 Vestas Wind Systems A/S Lightning current transfer assembly for a wind turbine
CN101793240B (zh) * 2010-04-09 2012-05-02 太原重工股份有限公司 一种风电机组的避雷装置
WO2011131205A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-27 Vestas Wind Systems A/S Lightning current transfer unit, wind turbine, method and use thereof
FR2959617B1 (fr) * 2010-04-30 2012-05-11 Abb France Enveloppe de protection pour paratonnerre a dispositif d'amorcage
EP2385246A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for lightning detection
DK2395238T3 (da) * 2010-06-10 2014-04-22 Siemens Ag Vindmølle med et lynbeskyttelsessystem
EP2596239A4 (en) 2010-07-23 2014-06-25 Erico Int Corp RECEIVER FOR WHEEL BLADE PROTECTION AGAINST LIGHTNING
WO2012016726A2 (en) 2010-08-02 2012-02-09 Vestas Wind Systems A/S Lightning current transfer arrangement of a wind turbine
US20110142671A1 (en) * 2010-12-01 2011-06-16 General Electric Company Wind turbine rotor blades with enhanced lightning protection system
US8096765B2 (en) * 2010-12-01 2012-01-17 General Electric Company Wind turbine rotor blades with enhanced lightning protection system
CN102623895B (zh) * 2011-01-31 2013-03-20 华锐风电科技(集团)股份有限公司 防雷装置及风电机组
ITMI20110377A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
ITMI20110375A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Turbina eolica
ITMI20110378A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
CA2772211C (en) * 2011-03-22 2018-02-27 Envision Energy (Denmark) Aps A partial pitch wind turbine blade with lightning protection
JP2012237208A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車
KR101295296B1 (ko) 2011-05-13 2013-08-12 가부시끼가이샤 도시바 풍력 발전 시스템
US9835141B2 (en) * 2011-07-28 2017-12-05 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine blade and a lightning measurement system therein
CN104220747B (zh) * 2011-11-23 2017-08-08 Lm Wp 专利控股有限公司 具有传导的根部套管的风力涡轮机叶片
CN103174603A (zh) * 2011-12-23 2013-06-26 新疆金风科技股份有限公司 一种风力发电机组防雷装置及风力发电机组
DE102012205208B3 (de) * 2012-03-30 2013-09-26 Suzlon Energy Gmbh Anschlussvorrichtung für ein Blitzschutzsystem einer Windturbine
CN104520583B (zh) 2012-06-08 2017-05-24 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机用的雷电流传输单元
CN102946168B (zh) * 2012-11-20 2014-09-17 北京金风科创风电设备有限公司 永磁直驱风力发电机组的发电机的主轴承的防雷装置
US10596100B2 (en) * 2012-12-19 2020-03-24 L'oreal Cosmetic compositions containing an alkoxysilane and a silsesquioxane resin
DE102013208792A1 (de) 2013-05-14 2014-11-20 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage und Blitzschutzeinheit für eine Windenergieanlage
JP6150054B2 (ja) * 2013-07-02 2017-06-21 株式会社Ihi 静翼構造及びこれを用いたターボファンジェットエンジン
EP3055559B1 (en) * 2013-10-07 2020-09-23 Vestas Wind Systems A/S Lightning current transfer system and wind turbine using the lightning current transfer system
CN103527421B (zh) * 2013-11-08 2017-02-08 广东明阳风电产业集团有限公司 海上风力发电机组的叶片防雷装置
CN103603775B (zh) * 2013-11-22 2016-06-01 北京金风科创风电设备有限公司 防雷装置、直驱风力发电机组及其雷电防护方法
DK3080447T3 (da) * 2013-12-09 2019-07-22 Vestas Wind Sys As Rotorvingeafladningsenhed til vindmøller
US10272027B2 (en) * 2014-06-18 2019-04-30 L'oreal Lipstick composition having improved comfort
WO2016022150A1 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Schunk Graphite Technology, LLC Electrostatic noise grounding system for use in a wind turbine and a rotor and wind turbine comprising the same
CN104265566B (zh) * 2014-09-15 2017-02-15 国家电网公司 变桨控制系统配件防雷保护装置
CN107110126B (zh) * 2014-12-18 2019-02-12 维斯塔斯风力系统有限公司 用于风轮机的雷电流传递单元
US9719495B2 (en) 2015-05-13 2017-08-01 General Electric Company Lightning protection system for wind turbine rotor blades
EP3255276B1 (en) * 2016-06-09 2019-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Lighting protection system for a wind turbine
DE102017114151A1 (de) * 2017-06-26 2018-12-27 Eno Energy Systems Gmbh Blitzschutzsystem für ein Rotorblatt
ES2731173B2 (es) 2018-05-14 2020-12-09 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL Sistema de protección eléctrica para aerogeneradores
ES2774169B2 (es) 2019-01-16 2021-03-10 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL Sistema de disipación de la carga eléctrica para una pala de turbina eólica, pala de turbina eólica y método relacionado
EP3690238A1 (en) * 2019-01-30 2020-08-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Current transfer arrangement of a wind turbine lightning protection system
EP3726051A1 (en) * 2019-04-17 2020-10-21 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Electrical connection device for a wind turbine, wind turbine and method for producing an electrical connection device
EP3744972B1 (en) * 2019-05-27 2023-01-11 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Rotor for a wind turbine and wind turbine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436290C1 (de) 1994-10-11 1996-05-02 Autoflug Energietech Gmbh Windkraftanlage mit Blitzschutz
DE4436197C2 (de) 1994-10-11 1998-09-24 Aloys Wobben Windenergieanlage mit Blitzschutzeinrichtung
DE19501267A1 (de) * 1994-12-22 1996-08-29 Autoflug Energietech Gmbh Windkraftanlage mit Blitzstromableitung
DK173460B2 (da) * 1998-09-09 2004-08-30 Lm Glasfiber As Vindmöllevinge med lynafleder
JP2000265938A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Hitachi Ltd 風力発電の雷保護システム
DK173607B1 (da) * 1999-06-21 2001-04-30 Lm Glasfiber As Vindmøllevinge med system til afisning af lynbeskyttelse
DE10022128C1 (de) 2000-05-06 2001-12-20 Aloys Wobben Windenergieanlage
CN2514140Y (zh) * 2001-11-15 2002-10-02 周协义 一种风力发电机的风扇叶片

Also Published As

Publication number Publication date
DE60307312T2 (de) 2007-10-11
PL375216A1 (pl) 2005-11-28
NO20052823L (no) 2005-08-11
EP1561030B1 (en) 2006-08-02
US20070009361A1 (en) 2007-01-11
CA2500643A1 (en) 2004-05-27
WO2004044419A8 (en) 2004-10-07
US7390169B2 (en) 2008-06-24
DK200201745A (da) 2004-05-13
NO20052823D0 (no) 2005-06-10
CA2500643C (en) 2012-08-21
CN1711418A (zh) 2005-12-21
AU2003280955A1 (en) 2004-06-03
AU2003280955B2 (en) 2009-05-07
ATE335129T1 (de) 2006-08-15
DE60307312D1 (de) 2006-09-14
DK177270B1 (da) 2012-09-10
CN1328505C (zh) 2007-07-25
EP1561030A1 (en) 2005-08-10
WO2004044419A1 (en) 2004-05-27
ES2270117T3 (es) 2007-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL208554B1 (pl) Zabezpieczenie odgromowe łopatki turbiny wiatrowej z regulowanym pochyleniem
EP1514024B1 (en) Lightning protection means for a wind turbine
CN103154508B (zh) 风轮机的放电装置
CA2408295C (en) Wind power installation
EP3078852B1 (en) Lightning protection device, direct-drive wind turbine generator system and lightning protection method thereof
AU2011202077A1 (en) Lightning protection system for a wind turbine
WO2012055418A1 (en) A wind turbine lightning protection system and wind turbine blade
US20170350373A1 (en) A lightning current transfer unit for a wind turbine
JP4595086B2 (ja) 風車ブレード用避雷システムを有する風力発電装置
JP2018537612A (ja) 風力タービンの回転翼に組み込まれる電気システムにおける雷電流分布に影響を与えるための方法
EP3935280B1 (en) Electrical connection device for a wind turbine, wind turbine and method for producing an electrical connection device