[发明专利]具有雷电保护系统的风力涡轮机叶片

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片是由复合材料制成的外壳主体并且具有根部端部和尖端端部、外表面、压力侧和吸力侧、后边缘和前边缘以及附加地具有雷电保护系统。该雷电保护系统包括：至少一个雷电接收器，该至少一个雷电接收器被设置有外表面，该外表面被能够自由接近地布置成在叶片的尖端端部处的叶片的外表面之中、之上或之处；以及由导电材料制成的雷电导体，该雷电导体基本上沿着叶片的整个纵向方向在外壳主体内延伸。雷电接收器和雷电导体借助于连接区域电连接。能够自由接近的接收器的外表面的至少部分、可选地整个外表面由诸如石墨的碳形成。

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片是由复合材料制成的外壳主体并且具有根部端部和尖端端部、外表面、压力侧和吸力侧、后边缘和前边缘，以及附加地具有雷电保护系统，该雷电保护系统包括：

-至少一个雷电接收器，该至少一个雷电接收器具有外表面，该外表面被能够自由接近地布置在叶片的尖端端部处的叶片的外表面之中、之上或之处

-由导电材料制成的雷电导体，该雷电导体基本上沿着叶片的整个纵向方向在外壳主体内延伸，并且其中

-雷电接收器和雷电导体（2、102、202）借助于连接区域电连接。

背景技术

为风力涡轮机叶片提供雷电保护系统以保护其免于雷电袭击是已知的。在已知的雷电保护系统中，叶片的尖端被设置有由导电材料制成的所谓的雷电接收器。此雷电接收器能够“捕获”雷电袭击并通过雷电导体传导电流，所述导体在叶片的纵向方向上延伸并经由风力涡轮机的转子毂接地。已经经常证明此系统提供令人满意的防御雷电袭击的保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机的新的且改进的雷电保护系统。

根据本发明，此目的通过外表面的至少部分来达到，可选地，能够自由接近的接收器的整个外表面由诸如石墨的碳形成。

接收器的整个能够自由接近的外表面能够由石墨制成。

在测试期间，关于通过使用具有由碳形成的能够自由接近的外表面的雷电接收器来保护叶片免于雷电袭击并因此防止对叶片的损坏，已经获得了出人意料的好结果。此外，石墨接收器具有超过金属接收器的优点是，当雷电袭击接收器时，不形成毛刺（burrs），因为在接收器上的毛刺在叶片的旋转期间产生噪声。

优选地，接收器包括至少490 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少25 mm的直径的固体石墨圆柱体，或包括至少707 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少30 mm的直径的固体石墨圆柱体，或包括至少962 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少35 mm的直径的固体石墨圆柱体，或包括至少12567 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少40 mm的直径的固体石墨圆柱体，或包括至少1963 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少50 mm的直径的固体石墨圆柱体，或包括至少2827 mm²的石墨横截面面积，对应于具有至少60 mm的直径的固体石墨圆柱体。

雷电接收器能够被布置在后边缘、和/或前边缘和/或压力侧和/或吸力侧处和/或在叶片的两侧上和/或在尖端的顶尖处。

根据一实施例，石墨层被布置在导电材料的芯上，所述导电材料的芯诸如是诸如铜或铝的金属的芯。

根据当前优选的实施例，整个接收器由石墨形成。

此外，根据一实施例，接收器横向于叶片从吸力侧到压力侧延伸穿过相应侧中的相应开口或延伸到相应侧中的相应开口中，并且接收器的相对的端部面与相应侧的外表面基本上齐平或延伸超过叶片的外表面。

由此有利地达到的是，叶片被最佳地保护以防御有害的雷电袭击。