[发明专利]引导雷电至雷电接收器

说明书

本发明涉及引导雷电至雷电接收器。本发明涉及一种将雷电引导至用于风力涡轮机的转子叶片的雷电接收器的方法，其中，所述方法包括以下步骤：借助于旋涡发生器产生气流的旋涡，所述旋涡发生器位于转子叶片的表面处；通过旋涡吸引雷电；将雷电引导到雷电接收器。此外，本发明还涉及一种用于风力涡轮机的转子叶片，其中，所述转子叶片包括：用于产生气流的旋涡的旋涡发生器，所述旋涡发生器位于转子叶片的表面处；以及用于从雷电接收电流的雷电接收器。旋涡发生器和雷电接收器相对于彼此被布置成使得雷电被通过旋涡发生器产生的旋涡引导到雷电接收器。最后，本发明涉及旋涡的吸引雷电的用途。

技术领域

本发明涉及一种将雷电引导至用于风力涡轮机的转子叶片的雷电接收器的方法。此外，本发明涉及一种具有改进的雷电保护装置的用于风力涡轮机的转子叶片。而且，本发明还涉及将旋涡用于吸引雷电。

背景技术

风力涡轮机通常易于受雷电攻击。一方面，这可能是因风力涡轮机被安装在本身易于受雷电攻击的暴露场所处而引起。另一方面，风力涡轮机就其本身而言包括沿风力涡轮机的竖直方向、即沿风力涡轮机的重力方向的相当大的延伸部。这种沿竖直方向的延伸部可能显著地比周围建筑物和/或树木要大，使得与周围的建筑物和/或树木相比，雷电更可能攻击风力涡轮机。

如果雷电攻击风力涡轮机，则经常会击中风力涡轮机的转子叶片。这是由于如下事实，即：对于具有至少三个转子叶片的水平轴线的风力涡轮机而言，相应的转子叶片的末端通常代表风力涡轮机在地面上方的最高的点或部段。因此，转子叶片、特别是转子叶片的末端部段易受雷击的影响和侵害。

在现有技术水平下，雷电保护装置通常包括雷电接收器，其被集成在转子叶片的壳体中，并且通过导电材料与避雷针连接。避雷针被布置和准备成用于将来自雷击的电流传送至地面。这样的常规雷电接收器通常由具有高导电率的材料制成，并且具有几厘米的大小。它可相对于转子叶片的壳体的表面略微暴露，但是从空气动力学的观点来看，雷电接收器完全集成到叶片壳体中是优选的。

常规的雷电保护装置的缺点在于，尽管在转子叶片上的突出和易受影响的位置处存在雷电接收器，但大量的雷击在离开雷电接收器一定距离处击中转子叶片。这可对转子叶片、特别是对可能由纤维复合材料制成的转子叶片的壳体造成相当大的损伤。由于雷击引起的对转子叶片的损伤从不需要立即维修的轻微损伤达到超过需要及时维修以避免水或灰尘进入转子叶片的内部结构的转子叶片的壳体的更严重的损伤，并且直至达到需要风力涡轮机停机的转子叶片的重大损伤。

例如，国际专利申请WO 2012/055418 A1中公开了一种常规的风力涡轮机雷电保护系统。其中，附接在旋涡发生器条带上的多个旋涡发生器通过导电带连接到雷电保护系统的接收器。与只具有结合到转子叶片的壳体中的雷电接收器的常规基本系统相比，这是一种改进，只要雷电能够攻击沿导电的旋涡发生器条带的任何点并且随后被传导到雷电接收器。然而，这种雷电保护装置需要在雷电接收器的附近设置旋涡发生器条带或至少设置导电带。此外，仍有相当大的可能雷电在离开导电带或旋涡发生器条带一定距离处攻击或击中转子叶片。

因此，将需要提供一种雷电保护装置以及与现有技术水平相比得到了改进的避免雷电击中并损坏用于风力涡轮机的转子叶片的方法。因此，能够实现降低雷击在离开雷电接收器一定距离处击中转子叶片的比率。

发明内容

此目标通过独立权利要求来解决。从属权利要求表示有利的发展和修改。

根据本发明，提供了一种将雷电引导到用于风力涡轮机的转子叶片的雷电接收器的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

- 借助于旋涡发生器产生气流的旋涡，其中，所述旋涡发生器位于转子叶片的表面处；

- 通过旋涡吸引雷电；以及

- 将雷电引导到雷电接收器。