BRPI1102671A2 - Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica - Google Patents
Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI1102671A2 BRPI1102671A2 BRPI1102671-5A2A BRPI1102671A BRPI1102671A2 BR PI1102671 A2 BRPI1102671 A2 BR PI1102671A2 BR PI1102671 A BRPI1102671 A BR PI1102671A BR PI1102671 A2 BRPI1102671 A2 BR PI1102671A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- conductor
- wind turbine
- protection system
- lightning protection
- blade
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/30—Lightning protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind 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)
Abstract
SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA RAIOS PARA UMA TURBINA EÓLICA A presente invenção refere-se a um sistema de proteção contra raios (10) para uma turbina eólica (1) com uma torre (2), uma nacele (3) no topo da torre (2), um cubo de lâmina (4) girando em torno de um eixo geométrico rotativo (a) em uma extremidade dianteira da nacele (3) e uma lâmina (5) fixada ao cubo de lâmina (4), compreende um condutor interno (11) dentro da lâmina (5), um condutor externo (12) disposto fora da lâmina (5) e em comunicação elétrica com o condutor interno (11), um condutor de coleta (13) disposto na extremidade dianteira da nacele (3) e em comunicação elétrica com o condutor externo (12) e um condutor descendente (14) conectado ao solo e em comunicação elétrica com o condutor de coleta (13), em que o condutor externo (12) e o condutor de coleta (13) compreendem substancialmente a mesma distância para o eixo geométrico rotativo (a).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA RAIOS PARA UMA TURBINA EÓLICA".
A presente invenção refere-se a um sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica e a uma turbina eólica com um sistema de pro- teção contra raios.
As turbinas eólicas são normalmente equipadas com sistemas de proteção contra raios para garantir que as grandes correntes induzidas por um relâmpago possam ser conduzidas para o solo sem danificar os componentes da turbina eólica.
As partes expostas à maior parte do relâmpago são as lâminas.
É, portanto, importante que o sistema de proteção contra raios forneça um percurso de condução das lâminas para o solo.
As turbinas eólicas com uma redução de engrenagem localizada entre o cubo da lâmina rotativa e o gerador tipicamente possuem grandes 15 suportes principais que fornecem uma situação robusta para um sistema de proteção contra raios. Normalmente uma corrente é orientada das lâminas através dos suportes, o eixo e algum tipo de espaço de fagulha e depois pa- ra o solo.
Uma turbina eólica de acionamento direto sem engrenagem de redução e grandes suportes não oferece condições favoráveis para um sis- tema de proteção contra raios especialmente se um rotor externo for utiliza- do.
EP 01930586 A1 mostra um sistema de proteção contra raios para geradores eólicos com um percurso de condução de um condutor de fio 25 dentro de uma lâmina até uma ponta metálica em uma extremidade de raiz da lâmina e adicionalmente para uma calha fixada ao alojamento da nacele. Um elemento de transmissão de raio é fixado ao cubo definindo, assim, dois espaços de fagulha. Um espaço de fagulha é disposto entre a tira metálica e o elemento de transmissão de Iuz enquanto o segundo espaço de fagulha é 30 disposto entre o elemento de transmissão de raio e a calha.
É um objetivo da invenção se fornecer proteção contra raios a- perfeiçoada para turbinas eólicas. Este objetivo é solucionado de acordo com a invenção com as características das reivindicações 1 e 11, respectivamente.
Em um aspecto, a invenção é direcionada para um sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica. A turbina eólica possui uma torre, uma nacele na ponta da torre, um cubo de lâmina girando em torno de um eixo geométrico rotativo em uma extremidade dianteira da nacele e uma lâmina fixada ao cubo de lâmina. O sistema de proteção contra raios possui um condutor interno dentro da lamina, um condutor externo disposto fora da lâmina e estendo em comunicação elétrica com o condutor interno, um con- dutor de coleta disposto na extremidade dianteira da nacele e estando em comunicação elétrica com o condutor externo e um condutor descendente conectado ao solo e estando em comunicação elétrica com o condutor de coleta. O condutor externo e o condutor de coleta possuem substancialmen- te a mesma distância com relação ao eixo geométrico de rotação. Os dife- rentes condutores do sistema de proteção contra raios são conectados de modo que nenhum flash-over ou pulo da corrente de raio seja necessário ou possa ocorrer. O condutor de coleta separado permite uma transmissão se- gura da corrente de raio sem prejuízo para as partes internas sensíveis da turbina eólica como o gerador, o suporte principal ou os sistemas elétricos ou eletrônicos.
O condutor externo pode ter um limpador e o condutor de coleta pode ter um percurso de coleta possuindo o formato de um segmento de um círculo em torno do eixo geométrico de rotação. Esta disposição oferece uma boa transmissão entre as partes móveis, isto é, lâmina com condutor 25 interno e externo e partes estacionárias, isto é, condutor de coleta e condu- tor descendente. O percurso de coleta pode ter uma largura maior do que o limpador ou escova para garantir uma determinada sobreposição em todas as situações. Pelo menos estas partes do sistema de proteção contra raios que são expostas ao exterior podem consistir de materiais inoxidáveis como 30 aço inoxidável.
O segmento do círculo do percurso de coleta pode ter um ângulo de aproximadamente 120, 180 ou 360 graus. Este ângulo pode considerar o número de lâminas visto que pode não ser necessário que todas as lâminas estejam em contato com o percurso de coleta ao mesmo tempo. Para três Iaminas um ângulo de cerca de 120 graus garante que pelo menos uma lâ- mina esteja em contato com o percurso de coleta durante todo o tempo. Um 5 ângulo de 180 graus pode suportar um rotor com uma ou duas lâminas. Com um ângulo de 360 graus, isto é, um contato constante de percurso de coleta circular ou tubular entre as partes rotativas e estacionárias é fornecido.
O condutor de coleta pode ser disposto acima da nacele e/ou o rotor externo. Para ambos os casos de um condutor de coleta na forma de 10 um círculo completo ou na forma de um segmento de um círculo o mesmo é localizado acima da nacele e/ou do rotor externo. Isto garante o contato com o condutor de coleta do condutor externo da lâmina mais superior que é mais exposta aos raios. Além da condução da corrente do raio a partir da lâmina ou Iaminas em torno do rotor externo do gerador o condutor de coleta 15 também funciona como uma sombra de sol evitando o aquecimento do rotor externo pelo sol. O condutor de coleta é separado da nacele ou outras par- tes da turbina eólica que reduzem o risco de flash-over da corrente de raio para o gerador ou outras partes sensíveis.
O condutor de coleta pode ter um comprimento na direção do ei- 20 xo geométrico rotativo cobrindo partes críticas da turbina eólica como o ge- rador e os sistemas eletrônicos. Os condutores do sistema de proteção con- tra raios podem ter uma distância tão grande quanto possível para as partes sensíveis da turbina eólica para reduzir a probabilidade de pulos da corrente de raio. Portanto, o condutor de coleta e/ou o condutor descendente podem 25 ter dimensões que permitem se criar uma ponte para partes críticas da turbi- na eólica.
O condutor externo pode ser disposto substancialmente em pa- ralelo ao eixo geométrico de rotação. Esta é a forma mais curta para que o condutor externo que reduz o risco de um pulo da corrente de raio. Uma dis- 30 posição diagonal do condutor externo em um ângulo de 45 graus, por exem- plo, também é possível. Neste caso, apenas uma parte de extremidade em contato com o condutor de coleta pode ser paralela ao eixo geométrico de rotação.
O condutor externo pode ter um segmento de 90 graus de um círculo em torno de um eixo geométrico longitudinal da lâmina que é aproxi- madamente perpendicular ao eixo geométrico de rotação. As lâminas podem 5 ser rotativas por até 90 graus em torno de seu eixo geométrico longitudinal devido a um sistema de inclinação. Este desenho do condutor externo permi- te o contato entre as partes rotativas e estacionárias do sistema de proteção contra raios para turbinas eólicas com um sistema de inclinação.
O condutor de coleta pode ter um percurso de condução em co- 10 municação elétrica com o percurso de coleta e o condutor descendente. O percurso de condução na forma de uma tira de material condutor ou um ca- bo plano fornece uma capacidade mínima para a superfície da nacele ou rotor. Uma autoindução tão baixa possível é preferida. Um material adequa- do para o percurso de condução pode ser cobre. Um pulo da corrente de 15 raio pode ser evitado.
Um lado interno do condutor de coleta sendo oposto à nacele pode ser pelo menos parcialmente coberto com um isolante elétrico. O iso- Iante elétrico como fibra de vidro melhora o isolamento elétrico na direção do rotor e/ou nacele.
Um cartão de registro de raio pode ser disposto entre o condutor
interno e o condutor externo. O cartão de registro de raio permite que se leia a corrente de raio máxima à qual a lâmina foi exposta e pode completar o sistema de proteção contra raios.
Em um segundo aspecto, a invenção é direcionada para uma 25 turbina eólica com uma torre, uma nacele no topo da torre, um cubo de lâmi- na girando em torno de um eixo geométrico rotativo em uma extremidade dianteira da nacele e uma lâmina fixada ao cubo de lâmina. A turbina eólica possui um sistema de proteção contra raios como descrito acima. O sistema de proteção contra raios oferece boa proteção contra correntes de raios visto 30 que o percurso de condução corre fora da turbina eólica e distante das par- tes criticas como o gerador e o suporte principal.
A turbina eólica pode ter três lâminas, onde um condutor de co- Ieta do sistema de proteção contra raios pode ter um percurso de coleta possuindo o formato de um segmento de um círculo de aproximadamente 120 graus em torno do eixo geométrico de rotação. A maior parte dos dese- nhos emprega três lâminas e pode ser suficiente para proteger a lâmina 5 mais superior ou as duas lâminas mais superiores o que é garantido por um ângulo de aproximadamente 120 graus.
O gerador pode ser conectado diretamente com o cubo de lâmi- na e/ou pode ter um rotor externo e um estator interno. O gerador ser do tipo de rotor externo de acionamento direto. Mesmo esse desenho pode ser pro- tegido com sucesso com o sistema de proteção contra raios proposto.
Os desenhos em anexo são incluídos para fornecer uma com- preensão adicional das modalidades. Outras modalidades e muitas das van- tagens pretendidas serão prontamente aparentes visto que se tornam mais bem compreendidas por referência à descrição detalhada a seguir. Os ele- 15 mentos dos desenhos não estão necessariamente em escala um com rela- ção ao outro. Números de referência similares designam partes similares correspondentes.
A figura 1 mostra uma vista esquemática de uma turbina eólica e um sistema de proteção contra raios de acordo com a invenção;
a figura 2 mostra um detalhe do sistema de proteção contra raios
na raiz da lâmina de acordo com a invenção;
a figura 3 mostra uma vista esquemática de uma lâmina com parte do sistema de proteção contra raios de acordo com a invenção;
a figura 4 mostra uma vista superior de uma lâmina com parte do sistema de proteção contra raios de acordo com a invenção;
a figura 5 mostra uma vista em perspectiva de um condutor de coleta de acordo com a invenção;
a figura 6 mostra uma vista esquemática de um condutor de co- leta de acordo com a invenção;
a figura 7 mostra uma vista superior de uma turbina eólica e um
sistema de proteção contra raios de acordo com a invenção;
a figura 8 mostra uma vista esquemática de uma turbina eólica e um sistema de proteção contra raios de acordo com a invenção.
Na descrição detalhada a seguir, é feita referência aos desenhos em anexo que formam uma parte da mesma e onde são mostradas por meio de ilustração as modalidades específicas nas quais a invenção pode ser pra- 5 ticada. A este respeito, a terminologia direcional, tal como "superior" ou "infe- rior", etc. é utilizada com referência à orientação das figuras sendo descritas. Visto que os componentes das modalidades podem ser posicionados em várias orientações diferentes, a terminologia direcional é utilizada para fins de ilustração e não deve ser considerada de forma alguma limitadora. Deve- 10 se compreender que outras modalidades podem ser utilizadas e mudanças estruturais ou lógicas podem ser feitas sem se distanciar do escopo da pre- sente invenção. A descrição detalhada a seguir, portanto, não deve ser con- siderada no sentido limitador, e o escopo da presente invenção é definido pelas reivindicações em anexo.
A figura 1 mostra uma turbina eólica 1 com uma torre 2 fixada ao
solo. Em cima da torre 2, uma nacele 3 é disposta. Em uma extremidade dianteira da nacele 3 um cubo de lâmina rotativa 4 porta uma ou mais lâmi- nas 5. O cubo de lâmina 4 gira em torno de um eixo geométrico de rotação a que é substancialmente horizontal. Dentro da nacele 3 um gerador 6 com um rotor externo 7 e um estator interno 8 é disposto.
A turbina eólica 1 é equipada com um sistema de proteção con- tra raios 10 que protege as partes críticas da turbina eólica 1 como o gerador
6, um suporte principal e partes elétrica e eletrônica contra correntes de raio.
O sistema de proteção contra raios 10 possui um condutor inter- no 11 que é disposto dentro da lâmina 5. O condutor interno 11 captura as correntes que são induzidas por um golpe de relâmpago que atinge a lâmina
5. O condutor interno 11 corre de uma parte superior da lâmina 5 até uma raiz da lâmina 5. Na raiz o condutor interno 11 é conectado a um condutor externo 12. o condutor externo 12 é disposto fora da lâmina 5 e está em co- 30 municação por deslizamento com um condutor de coleta 13. O condutor ex- terno 12 e o condutor de coleta 13 possuem aproximadamente a mesma distância do eixo geométrico de rotação a - pelo menos na área de contato entre os dois condutores. Como apresentado, o condutor externo 12 pode esticar ao longo de um percurso dobrado.
O condutor de coleta 13 é disposto acima da nacele 3 ou partes do rotor, dependendo do desenho da turbina eólica 1. O condutor de coleta 5 13 é disposto acima da parte mais próxima da turbina eólica 1 a uma distân- cia D. A distância d é escolhida de modo que nenhuma corrente possa pular para a nacele 2 ou o rotor. Uma regra típica de desenho seria que as volta- gens na faixa de 100 kV não pulem do condutor de coleta 13 para a parte mais próxima da turbina eólica 1. A distância real d depende então dos ma- 10 teriais escolhidos e das condições circundantes.
O condutor de coleta 13 possui um comprimento 1 na direção do eixo geométrico de rotação a que abrange partes críticas similares ao gera- dor 6. Na extremidade dianteira da nacele 3 o condutor de coleta 13 está próximo da raiz da lâmina 5 a fim de facilitar o contato entre o condutor ex-
terno 12 e o condutor de coleta 13. Aqui, o condutor de coleta 13 pode al- cançar através da nacele 2 para cobrir partes do cubo de lâmina 4 também. Na extremidade distante da lâmina 5 o condutor de coleta 13 é conectado a um condutor descendente 14 que corre dentro ou fora da torre 2 para o solo.
No caso de a lâmina 5 ser atingida por um relâmpago, a corrente 20 do raio é levada pelo condutor interno 11 par ao condutor externo 12 e daí através de uma conexão deslizante 15 através do condutor de coleta 13 para o condutor descendente 14 e então para o solo. Dessa forma, é possível se conduzir a corrente de raio da lâmina 5 através do condutor de coleta 13 pa- ra a parte posterior da nacele 3 e adicionalmente para baixo para o solo evi- 25 tando grandes correntes de raios passando através do rotor externo rotativo
7 e outras partes do gerador 6. A corrente de raio pode ser orientada com- pletamente fora da nacele 3.
Na transição entre as partes rotativas como a lâmina 5 e o con- dutor externo 12 e partes estacionarias como a nacele 3 e o condutor de co- Ieta 13 a conexão deslizante 15 fornece uma conexão sem fagulhas e pulos de corrente. A conexão deslizante 15 possui um limpador ou escova 16 fixa- do ao condutor externo 12 e um percurso de coleta 17 em uma superfície externa do condutor de coleta 13.
O condutor de coleta 13 é fixado à nacele 2, preferivelmente por uma ou mais amarras que não são ilustradas para facilitar a compreensão. As amarras podem ser feitas de material isolante para manter a resistência dielétrica entre o condutor de coleta 13 e a superfície externa da turbina eóli- ca 1 alta.
As figuras 2, 3 e 4 mostram a conexão deslizante 15 em maiores detalhes. O condutor interno 11 corre para baixo a partir da ponta da lâmina 5 para sua raiz ou parte de base. Em uma parte inferior do condutor interno 10 11 ou entre o condutor interno e o externo 12 um chamado cartão de registro de raio 18 pode ser montado. Um campo magnético gerado por um relâm- pago deixa traços em uma tira magnética do cartão de registro de raio 18. Dessa forma, é possível se Ier a corrente de raio máxima à qual a lâmina 5 foi exposta.
O condutor externo 12 continua atrás do condutor interno 11 ou
atrás do cartão de registro de raio 18. Apesar de chamado de condutor ex- terno 12 pode originar dentro da lâmina 5. A parte importante do condutor externo 12 que dá ao mesmo o seu nome é o ponto de contato com o condu- tor de coleta 13 que se encontra fora da lâmina 5 e de toda a turbina eólica 1.
O condutor externo 12 corre aproximadamente em paralelo ao eixo geométrico de rotação e possui uma escova 16 que está em contato deslizante com um percurso de coleta 17 do condutor de coleta 13. O per- curso de coleta 17 possui uma largura na direção do eixo geométrico de ro- 25 tação a que permite uma boa sobreposição entre a escova 16 e o percurso de coleta 17 de modo a garantir o contato e comunicação elétrica entre os mesmos durante todo o tempo. A comunicação elétrica entre as partes rota- tiva e estacionária é realizada pela conexão deslizante 15, isto é, o limpador
16 e o percurso de coleta 17.
À medida que a lâmina 5 e com seu condutor externo 12 e lim-
pador 16 giram, o percurso de coleta 17 e, se desejado, todo o condutor de coleta 13 possuem o formato de um tubo ou de um segmento de um círculo ou um anel. 0 condutor de coleta 13 ou pelo menos o percurso de coleta 17 é concêntrico com o formato externo da nacele 2. Isso permite o contato contínuo entre o percurso de coleta 17 e a escova 16 de pelo menos a lâmi- na mais superior 5 que é mais exposta aos raios. Aqui, três lâminas 5 são 5 utilizadas e o condutor de coleta 13 possui o formato de um segmento de um círculo de 120 graus.
A turbina eólica 1 é equipada com um sistema de inclinação que permite a compensação das lâminas 5 que podem ser giradas por até 90 graus. A fim de se manter o condutor externo 12 com a escova 16 em conta- to constante com o percurso de coleta 17 o condutor externo 12 e a escova
16 são formatados como um segmento de um círculo de cerca de 90 graus. Preferivelmente, um pouco mais do que 90 graus para garantir o contato nas posições finais também. O condutor externo 12, a escova 16 e a largura do percurso de coleta 17 são aproximadamente paralelos ao eixo geométrico de 15 rotação a para garantir bom contato da conexão deslizante 15. A escova 16 e/ou o condutor externo 12 podem ser carregados por mola para aperfeiçoar o contato para ambientes difíceis, por exemplo. Pelo menos as partes do sistema de proteção contra raios 10 que são expostas às cercanias são ino- xidáveis ou à prova de ferrugem.
As figuras 5 e 6 mostram o condutor de coleta 13 em maiores
detalhes. O condutor de coleta 13 possui um formato de um segmento de um círculo ou um cilindro, isso é, concêntrico ao formato da nacele 3. O ân- gulo do segmento tem aproximadamente 120 graus em torno do eixo geo- métrico de rotação a. Em uma parte dianteira do condutor de coleta 13 o 25 percurso de coleta 17 é disposto. O percurso de coleta 17 pode ter uma lar- gura de 80 a 100 mm e uma espessura de aproximadamente 5 mm. O per- curso de coleta 17 consiste de aço inoxidável. Dois percursos de condução
19 são conectados ao percurso de coleta 17 para orientar a corrente de raio para uma extremidade posterior do condutor de coleta 13. Um percurso de condução 19 pode ser utilizado também.
O percurso de coleta 19 possui uma capacidade mínima e uma auto indução a mais baixa possível para evitar pulos de corrente do condutor de coleta 13 para a turbina eólica 1. Para aumentar a resistência dielétrica entre o condutor de coleta 13 e a turbina eólica 1 um lado interno do condu- tor de coleta 13 pode ser coberto com um isolante elétrico 20 como fibra de vidro possuindo uma resistência dielétrica de cerca de 20 kV/mm. Todo o 5 condutor de coleta 13 pode consistir do isolante elétrico 20. O percurso de coleta 17 e um ou mais percursos de condução 19 podem ser formados em cima do isolante elétrico 20.
Em uma extremidade posterior do condutor de coleta 13 os um ou mais percursos de condução 19 são conectados ao condutor descenden- te 14 para orientar a corrente de raio para o solo.
A figura 7 mostra a turbina eólica 1 e o sistema de proteção con- tra raios 10 a partir de cima. O condutor de coleta 13 cobre parte da nacele 3 e parte do cubo de lâmina 4 ou rotor, respectivamente. A cobertura em parte significa na direção do eixo geométrico de rotação a e na direção circunfe- 15 rencial também. Os condutores externos 12 das duas lâminas mais superio- res 5 estão em contato deslizante com o percurso de coleta 17 do condutor de coleta 13 ao mesmo tempo. Três percursos de condução 19 conectam o percurso de coleta 17 com o condutor descendente 14. Para uma melhor conexão um percurso de conexão 21 é formado na extremidade posterior do 20 condutor de coleta 13 que é similar ao percurso de coleta 17 na extremidade dianteira. O condutor descendente 14 é conectado ao percurso de conexão 21.
A figura 8 mostra a turbina eólica 1 juntamente com o sistema de proteção contra raios 10 com um percurso de coleta modificado 17 e percur- so de condução 19. Aqui, o percurso de coleta 17 e o percurso de condução
19 são parte de um suporte de acolchoamento 22. O percurso de coleta 17 e
o percurso de condução 19 não são localizados diretamente na superfície superior do conduto de coleta 13, mas por uma distância com relação ao mesmo. Adicionalmente, um suporte de acolchoamento 22 ou mecanismo de mola pressiona o percurso de coleta 17 contra a escova do condutor externo
12 para realizar um contato aperfeiçoado. Na parte posterior do condutor de coleta 13 o suporte de acolchoamento 22 é montado no condutor de coleta 13.
Este desenho oferece maior distância entre os condutores e a turbina eólica 1 pelo menos na região crítica do gerador que fornece resis- tência dielétrica do conjunto.
Para fins de manutenção os trabalhadores precisam ser conec-
tados à estrutura da turbina eólica 1 com uma linha de vida. Frequentemen- te, pontos de fixação separados precisam ser utilizados o que exige a soltura e nova fixação repetidas da linha de vida. O suporte acolchoado 22 pode ser utilizado para fixar uma linha de vida ao mesmo. Isso permite um grande aumento na área de trabalho facilitando o trabalho de manutenção.
Claims (14)
1. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) com uma torre (2), uma nacele (3) no topo da torre (2), um cubo de lâmina (4) girando em torno de um eixo geométrico de rotação (a) em uma extremi- dade dianteira da nacele (3) e uma lâmina (5) fixada ao cubo de lâmina (4), compreendendo um condutor interno (11) dentro da lâmina (5), um condutor externo (12) disposto fora da lâmina (5) e estando em comunicação elétrica com o condutor interno (11), um condutor de coleta (13) disposto na extre- midade dianteira da nacele (3) e estando em comunicação elétrica com o condutor externo (12) e um condutor descendente (14) conectado ao solo e estando em comunicação elétrica com o condutor de coleta (13), ode o con- dutor externo (12) e o condutor de coleta (13) compreendem substancial- mente a mesma distância para o eixo geométrico de rotação (a).
2. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com a reivindicação 1, em que o condutor externo (12) compreen- de um limpador (16) e onde o condutor de coleta (13) compreende um per- curso de coleta (17) possuindo o formato de um segmento de um círculo em torno do eixo geométrico de rotação (a).
3. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com a reivindicação 2, em que o segmento do círculo compreende um ângulo de 120, 180 ou 360 graus.
4. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o condutor de coleta (13) é disposto acima da nacele (3).
5. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o condutor de coleta (13) possui um comprimento (1) na direção do eixo geométrico de rotação (a) cobrindo partes críticas (6, 7, 8) da turbina eólica (1).
6. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o condutor externo (12) é disposto substancialmente em paralelo ao eixo geométrico de rotação (a).
7. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o condutor externo (12) compreende um segmento de 90 graus de um círculo em torno de um eixo geométrico longitudinal da lâmina (5) que é aproximadamente perpendicular ao eixo geométrico de rotação (a).
8. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que o condutor de coleta (13) compreende um percurso de condução (19) em comunicação elétrica com o percurso de coleta (17) e o condutor descendente (14).
9. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que um lado in- terno do condutor de coleta (13) oposto à nacele (3) é pelo menos parcial- mente coberta com um isolante elétrico (20).
10. Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que um cartão de registro de raio (18) é disposto entre o condutor interno (11) e o condutor externo (12).
11. Turbina eólica com uma torre (2), uma nacele (3) no topo da torre (2), um cubo de lâmina (4) girando em torno de um eixo geométrico rotativo (a) em uma extremidade dianteira da nacele (3) e uma lâmina (5) fixada ao cubo de lâmina (4), compreendendo um sistema de proteção con- tra raios (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
12. Turbina eólica de acordo com a reivindicação 11, compreen- dendo três lâminas (5), em que um condutor de coleta (13) do sistema de proteção contra raios (10) compreende um percurso de coleta (17) possuin- do o formato de um segmento de um circulo de aproximadamente 120 graus em torno do eixo geométrico de rotação (a).
13. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, na qual um gerador (6) é conectado diretamente com o cubo de lâmina (4).
14. Turbina eólica de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 11 a 13, na qual um gerador (6) possui um rotor externo (7) e um esta- tor interno (8).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP10165519.9A EP2395238B1 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Wind turbine with a lightning protection system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BRPI1102671A2 true BRPI1102671A2 (pt) | 2014-04-29 |
Family
ID=43066668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BRPI1102671-5A2A BRPI1102671A2 (pt) | 2010-06-10 | 2011-06-10 | Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9334852B2 (pt) |
EP (1) | EP2395238B1 (pt) |
JP (1) | JP2011256871A (pt) |
KR (1) | KR20110135350A (pt) |
CN (1) | CN102278286B (pt) |
AU (1) | AU2011202077A1 (pt) |
BR (1) | BRPI1102671A2 (pt) |
CA (1) | CA2742420A1 (pt) |
DK (1) | DK2395238T3 (pt) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2395238B1 (en) * | 2010-06-10 | 2014-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Wind turbine with a lightning protection system |
WO2013084361A1 (ja) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 三菱重工業株式会社 | 風車翼 |
US9709039B2 (en) * | 2012-06-08 | 2017-07-18 | Vestas Wind Systems A/S | Lightning current transfer unit for a wind turbine |
CN102900630A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-01-30 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力发电机组防雷方法及装置 |
DE102012113075A1 (de) * | 2012-12-22 | 2014-06-26 | 2-B Energy B.V. | Verfahren zur Ableitung der elektrischen Energie eines Blitzschlags bei einer Windenergieanlage und Windenergieanlage |
CN103899496B (zh) * | 2012-12-27 | 2017-09-05 | 北京万源工业有限公司 | 一种风力发电机叶片根部雷电流导引装置 |
CN105793564B (zh) | 2013-10-07 | 2019-03-12 | 维斯塔斯风力系统有限公司 | 闪电电流传输系统和使用闪电电流传输系统的风轮机 |
US10215163B2 (en) | 2013-10-21 | 2019-02-26 | Vestas Wind Systems A/S | Lightning current transfer system with spark gap 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 |
US9702255B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-07-11 | Textron Innovations, Inc. | Propeller with lightening strike protection |
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 |
KR101615905B1 (ko) | 2014-11-28 | 2016-04-27 | 대우조선해양 주식회사 | 풍력 발전기의 낙뢰전류 이송장치 및 그가 적용되는 낙뢰보호장치 |
FR3033217B1 (fr) * | 2015-02-27 | 2017-05-05 | Airbus Defence & Space Sas | Controle de systeme de protection contre la foudre |
ES2599355B1 (es) * | 2015-07-31 | 2017-11-28 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Dispositivo transmisor de rayos entre el rotor y la góndola en un aerogenerador |
BR112019014930A2 (pt) * | 2017-01-23 | 2020-03-31 | Lagerwey Wind B.V. | Turbina eólica, sistema, e, métodos para otimizar o sistema e para medir a emissão de radiação em de uma turbina eólica. |
CN110192029B (zh) * | 2017-01-24 | 2021-02-09 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | 电刷装置 |
EP3571399B1 (en) * | 2017-02-21 | 2022-06-15 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Wind turbine comprising a grounding system for transferring lightning current and for providing emf shielding |
CN108571427B (zh) * | 2018-04-19 | 2019-11-26 | 安徽六和同心风能设备有限公司 | 一种风力发电机组防雷装置 |
CN108799017B (zh) * | 2018-06-29 | 2019-08-23 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 防雷装置及风力发电机组 |
EP3690238A1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-05 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Current transfer arrangement of a wind turbine lightning protection system |
EP3712431B1 (en) * | 2019-03-22 | 2023-05-31 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Nacelle cover for improving lightning protection |
EP3712429A1 (en) | 2019-03-22 | 2020-09-23 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Lightning protection for a direct drive wind turbine |
ES2802125A1 (es) * | 2019-07-05 | 2021-01-15 | Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL | Sistema de descarga de rayos para un aerogenerador |
EP3786451A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-03 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Wind turbine |
DK3792487T3 (da) * | 2019-09-16 | 2022-10-10 | Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL | Lynbeskyttelsessystem til vindmøllerotorblad med aktive komponenter |
WO2021069040A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | Vestas Wind Systems A/S | A wind turbine comprising a lightning protection system |
EP4063650A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Lightning magnetic flux density reduction in wind turbines |
EP4074963A1 (en) * | 2021-04-14 | 2022-10-19 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Connector arrangement for a wind turbine down conductor, and wind turbine |
DK4144986T3 (da) | 2021-09-06 | 2025-02-03 | General Electric Renovables Espana Sl | Vindmøllenacelle med mindst ét forskydeligt tagpanel |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK9400343U4 (da) | 1994-09-07 | 1995-10-13 | Bonus Energy As | Lynsikring af vindmøllevinge |
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 |
JP2000265938A (ja) | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Hitachi Ltd | 風力発電の雷保護システム |
DE10022128C1 (de) | 2000-05-06 | 2001-12-20 | Aloys Wobben | Windenergieanlage |
ES2161196B1 (es) * | 2000-05-09 | 2002-05-16 | Torres Disenos Ind S A M | Instalacion de pararrayos para aerogeneradores. |
DK177270B1 (da) * | 2002-11-12 | 2012-09-10 | Lm Wind Power As | Lynbeskyttelse af pitchreguleret vindmøllevinge |
DK200300882A (da) * | 2003-06-12 | 2004-12-13 | Lm Glasfiber As | Registrering af lynnedslag, herunder i vindenergianlæg |
WO2005050008A1 (en) | 2003-11-20 | 2005-06-02 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine lightning connection means method and use hereof |
EP1568883B1 (de) | 2004-02-27 | 2011-11-02 | REpower Systems AG | Blitzschutzeinrichtung für Windenergieanlagen |
DE102004012946B4 (de) | 2004-03-17 | 2006-03-23 | Stemmann-Technik Gmbh | Windenergieanlage |
JP4595086B2 (ja) | 2004-09-06 | 2010-12-08 | 学校法人 関西大学 | 風車ブレード用避雷システムを有する風力発電装置 |
ES2265776B1 (es) | 2005-08-01 | 2008-02-01 | GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. | Sistema de transmision de rayos sin contacto. |
EP1754887B1 (en) * | 2005-08-17 | 2015-10-21 | General Electric Company | Device for detecting lightning strike damage to a wind turbine blade |
DE102007052525B4 (de) * | 2007-11-01 | 2009-08-27 | Innovative Windpower Ag | Vorrichtung zum Ableiten eines Blitzes bei einer Windenergieanlage |
CN101463802B (zh) | 2007-12-21 | 2011-05-18 | 广东明阳风电技术有限公司 | 风力发电机组防雷保护系统 |
CN101981773A (zh) * | 2008-02-29 | 2011-02-23 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 具有低电磁辐射的风力涡轮机 |
EP2336560A1 (en) | 2009-12-15 | 2011-06-22 | Vestas Wind Systems A/S | Lightning current transfer assembly for a wind turbine |
EP2395238B1 (en) * | 2010-06-10 | 2014-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Wind turbine with a lightning protection system |
-
2010
- 2010-06-10 EP EP10165519.9A patent/EP2395238B1/en not_active Not-in-force
- 2010-06-10 DK DK10165519.9T patent/DK2395238T3/da active
-
2011
- 2011-05-05 AU AU2011202077A patent/AU2011202077A1/en not_active Abandoned
- 2011-06-01 US US13/150,418 patent/US9334852B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-08 CA CA2742420A patent/CA2742420A1/en not_active Abandoned
- 2011-06-09 JP JP2011129255A patent/JP2011256871A/ja not_active Withdrawn
- 2011-06-10 KR KR1020110056119A patent/KR20110135350A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-06-10 BR BRPI1102671-5A2A patent/BRPI1102671A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-06-10 CN CN201110155685.3A patent/CN102278286B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-03-16 US US15/071,825 patent/US9644614B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102278286A (zh) | 2011-12-14 |
DK2395238T3 (da) | 2014-04-22 |
JP2011256871A (ja) | 2011-12-22 |
CA2742420A1 (en) | 2011-12-10 |
EP2395238B1 (en) | 2014-04-02 |
KR20110135350A (ko) | 2011-12-16 |
US9644614B2 (en) | 2017-05-09 |
US9334852B2 (en) | 2016-05-10 |
EP2395238A1 (en) | 2011-12-14 |
US20160195068A1 (en) | 2016-07-07 |
CN102278286B (zh) | 2016-04-06 |
AU2011202077A1 (en) | 2012-01-12 |
US20110305573A1 (en) | 2011-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BRPI1102671A2 (pt) | Sistema de proteção contra raios para uma turbina eólica | |
KR101895879B1 (ko) | 풍력 터빈용 피뢰 시스템, 풍력 터빈 및 낙뢰에 대하여 풍력 터빈의 구성요소를 보호하기 위한 방법 | |
KR20120120195A (ko) | 풍력 발전기용 번개 보호 시스템 및 번개 보호 시스템을 갖는 풍력 발전기 | |
ES2458192T3 (es) | Conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica | |
ES2381783T5 (es) | Instalación de energía eólica | |
ES2761285T3 (es) | Dispositivo de protección contra rayos, sistema generador de aerogenerador de accionamiento directo y método de protección contra rayos del mismo | |
ES2265776B1 (es) | Sistema de transmision de rayos sin contacto. | |
KR20130093530A (ko) | 풍력 터빈 블레이드 | |
JP6657314B2 (ja) | 風車翼保護構造及びその形成方法 | |
JP2014182986A (ja) | 気流発生装置、および、風力発電システム | |
ES2626287T3 (es) | Pala de rotor de aerogenerador con un dispositivo de calefacción eléctrico y un pararrayos | |
ES2606178T3 (es) | Dispositivo para un aparato de conmutación de exterior | |
US20220228571A1 (en) | Large inductors for lightning protection of power systems | |
KR20130113963A (ko) | 풍력 발전용 블레이드의 낙뢰 방지 구조 | |
EP3786451A1 (en) | Wind turbine | |
ES2731173B2 (es) | Sistema de protección eléctrica para aerogeneradores | |
RU151938U1 (ru) | Устройство защиты птиц антиприсадного типа для электротехнического оборудования | |
US12196180B2 (en) | Wind turbine comprising a lightning protection system | |
EP3690238A1 (en) | Current transfer arrangement of a wind turbine lightning protection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A 3A ANUIDADE. |
|
B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2277 DE 26/08/2014. |
|
B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Ipc: F03D 80/30 (2016.01) |