[发明专利]用于具有小翼的转子叶片的雷电防护系统

说明书

本发明涉及风力涡轮机（10）的转子叶片（20），该转子叶片（20）包括小翼（202）和具有至少一个雷电接收器（31）的雷电防护系统（30）。雷电接收器（31）位于转子叶片（20）的尖端区段（22）处。此外，转子叶片（20）包括至少一个避雷器（40），该避雷器（40）包含导电材料，其中避雷器（40）终止于雷电接收器（31）处并且至少部分地位于小翼（202）的表面上。此外，本发明涉及改进具有小翼（202）的风力涡轮机（10）的转子叶片（20）的雷电防护系统（30）的方法。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机的转子叶片，该转子叶片包括小翼（winglet）和雷电防护系统。此外，本发明涉及改进具有小翼的风力涡轮机的转子叶片的雷电防护系统的方法。

背景技术

风力涡轮机的转子叶片有时装备有小翼。小翼的目的是提高转子叶片的空气动力学效率和/或减少由于撞击在转子叶片上的气流和转子叶片本身的相互作用产生的噪声。

雷击通常是风力涡轮机的一个严重挑战，特别是从风力涡轮机的轮毂的高度增加和/或转子叶片的长度增加可以看出，风力涡轮机的尺寸不断增大。因为小翼被设置在转子叶片的尖端区段处，所以小翼很容易受到雷击。因此，在风力涡轮机转子叶片的小翼上，雷电损伤相对较为常见。

当前的小翼大多数不包括任何特殊的雷电防护系统。替代地，转子叶片的通常几个雷电接收器中的最外侧的雷电接收器尽可能朝着转子叶片的尖端向外放置，但并不放在小翼本身上。

对于改装有小翼的现有转子叶片，不在小翼内增加内部雷电防护系统的原因在于，例如转子叶片已经具有内置雷电防护系统并且将小翼的内置雷电防护系统与现有转子叶片的现有雷电防护系统连接是相对复杂的。

因此，这样的小翼通常保持没有受到保护以防雷击。然而，这在当前阶段是可接受的。

一种更好地保护小翼以防雷击的方法已经被公开于欧洲专利申请EP 2 416005A1中。其中，提出了提供一种雷电防护系统，其被集成在小翼内并且被连接到剩余转子叶片的雷电防护系统。换言之，雷电接收器被专门设置在小翼本身处，其中小翼的雷电接收器被连接到转子叶片的整个雷电防护系统。

这种构思的优点在于，击中小翼的任何雷击均会被小翼的雷电接收器拦截，因此降低了损坏小翼结构的风险。

然而，提供这样的系统是相对复杂且昂贵的。此外，将这样的雷电防护系统添加到已经存在的装备有小翼的转子叶片是复杂的，因为这将会涉及打开小翼以便插入雷电接收器和雷电导体。

发明内容

本发明旨在通过提供一种以合算且可靠的方式有效地保护风力涡轮机的转子叶片的小翼以防雷击的构思来改善当前情况。

这通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中公开了有利实施例和改型。

根据本发明，提供一种风力涡轮机的转子叶片，其中该转子叶片包括小翼和雷电防护系统。雷电防护系统包括位于转子叶片的尖端区段处的至少一个雷电接收器。转子叶片的特征还在于，其包括至少一个避雷器，该避雷器包含导电材料，其中避雷器终止于雷电接收器处并且至少部分地位于小翼的表面上。

本发明的关键方面是，在不改变小翼结构、具体地不改变小翼内部结构的情况下提供用于小翼的专用雷电防护系统。例如，小翼不需要被打开。此外，不需要将雷电接收器或雷电导体集成在小翼内。替代地，使用已经存在于转子叶片的尖端区段处的具有雷电接收器的转子叶片的现有雷电防护系统。为了避免在其最外侧部分（即小翼）处到达转子叶片的雷击在小翼处击中转子叶片，提供一种所谓的避雷器，其将雷击引向在转子叶片的尖端区段处的雷电接收器。