风力发电系统技术方案

根据实施例的一种风力发电系统，包括：叶片；雷电保护设备；电设备；电压施加机构；第一避雷器元件；以及第二避雷器元件。所述雷电保护设备包括在所述叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从所述接受器引导到地中。所述电设备被安装在所述叶片处，并且包括彼此分离提供的第一电导体和第二电导体；所述电压施加机构在所述第一电导体与所述第二电导体之间施加电压。所述第一避雷器元件的一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端接地。所述第二避雷器元件的一端电连接到所述第二电导体，并且其另一端接地。

【技术实现步骤摘要】

本文描述的实施例总体上涉及风力发电系统。
技术介绍
当前，在全球变暖预防方面，可再生能源发电系统的引入在全球范围内正在发展中。风力发电系统是正在推广的可再生能源发电系统中的一种，并且使用风能来执行发电。然而，在日本，风力发电系统的普及率与在欧洲等的普及率相比较低。风力发电系统在日本的低普及率的原因很大程度上是因为其地理约束。在日本，由于山地气候，风力变化和风向变化大，从而使得难以稳定维持风力发电中的输出。这些因素导致每风车发电效率的降低，并且因此提高了风力发电系统的引入成本。为了在像日本这样风力和风向快速变化的区域中引入大规模风力发电系统，需要克服上述问题。亦即，有必要开发抵抗变化的风车。因此，为了处理风速和风向变化，提出了：用于生成等离子体感生流(气流)的气流生成设备应当被设置在风车的叶片表面上。气流生成设备包括被提供在电极对之间的电介质，并且在电极对之间施加电压使得气流生成设备生成等离子体感生流。在风力发电系统中，除了气流生成设备之外，诸如加热设备和声学设备的电设备有时被安装在风车的叶片处。例如，加热设备被安装在风车的叶片处，以便融化附着到叶片的冰。此外，例如，声学设备被安装在风车的叶片处，以便抑制振动。风力发电系统高度很高，并且因此，风车的叶片等频繁地被雷电击中。因此，当雷击时，有时会出现雷电的电流(浪涌电流)流入到被安装在叶片处的电设备中并且电设备被损坏的情况。当气流生成设备被安装在叶片处时，例如，雷电的电流流入到气流生成设备中由金属材料形成的电
极中，并且由此电极被损坏。此外，通过雷电的电流，电连接到气流生成设备的电极的电源有时被损坏。另外，存在在气流生成设备在叶片处被安装的位置附近的部分被雷电的电流损坏的可能。此处，作为雷电的电流，不仅包括由意味着雷电直接击中电设备的直接雷击的电流，而且还包括当雷电直接击中电设备之外的部分(例如，被提供在叶片处的雷电接收部分、塔架等)时通过由电磁感应感生的雷电流入到电设备中的电流。因此，在风力发电系统中，有必要准确地防止被安装在叶片处的电设备等被雷电击中。亦即，有必要准备应对雷电的高度可靠的措施。因此，本专利技术要解决的一个问题是：提供一种能够准确地防止被安装在叶片处的电设备等被雷电击中并且能够改进安全性的风力发电系统。附图说明图1为示意性图示了根据实施例的风力发电系统的实质性部分的透视视图。图2是以放大的方式图示了在根据实施例的风力发电系统中的气流生成设备被安装处的部分的视图。图3是以放大的方式图示了在根据实施例的风力发电系统中的气流生成设备和接受器被安装处的部分的视图。图4是示意性图示了根据实施例的风力发电系统的电布线系统的电路图。具体实施方式根据实施例的风力发电系统包括：叶片、雷电保护设备、电设备、电压施加机构、第一避雷器元件以及第二避雷器元件。雷电保护设备包括在叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从接受器引导到地中。电设备被安装在叶片处，并且包括彼此分离的提供的第一电导体和第二电导体。电压施加机构在第一电导体与第二电导体之间施加电压。第一避雷器元件的一端电连接到第一电导体并且其另一端接地。第二避雷器元件的一端电连接到第二电导体，并且其另一端接地。将参考附图解释实施例。[A]风力发电系统10的构成图1为示意性图示了根据实施例的风力发电系统10的实质性部分的透视视图。风力发电系统10是螺桨式风车并且包括：塔架30；机舱31；转子40；以及风向风速仪50，如图1所图示的。另外，风力发电系统10包括：气流生成设备60(电设备)；以及接受器70。将顺序解释构成风力发电系统10的各部分。[A-1]塔架30如图1所图示的，在风力发电系统10中，塔架30沿垂直方向延伸，并且具有固定于地20的下端部分。[A-2]机舱31如图1所图示的，在风力发电系统10中，机舱31被安装在塔架30上端部分处。机舱31被支撑在塔架30的上端部分上，使得能够关于垂直方向轴旋转，以便调节偏航角。[A-3]转子40如图1所图示的，在风力发电系统10中，转子40被能旋转地支撑在机舱31上，并且关于水平方向旋转轴旋转。转子40被连接到被容纳在机舱31中的发电机(其图示被省略)，并且通过转子40的旋转，发电机被驱动，并且从而执行发电。如图1所图示的，转子40包括轮毂41和多个叶片42，并且多个叶片42被安装在轮毂41处。多个叶片42被附接在轮毂41周围，使得在旋转方向上彼此分离。例如，提供三片叶片42。出于调节浆距角的目的，三个叶片42中的每个的被定位在叶片根部侧上的叶片的一端由轮毂41能旋转地支撑。[A-4]风向风速仪50如图1所图示的，在风力发电系统10中，风向风速仪50被附接到机舱31的上表面。风向风速仪50测量风速和风向，并且将测量的数据输出到控制单元(其图示被省略)。然后，根据测量的数据，控制单元调节偏航角和浆距角。此外，根据测量的数据，控制单元控制放电电源(其图示被省略)的操作，从而控制气流生成设备60的操作。[A-5]气流生成设备60和接受器70如图1所图示的，在风力发电系统10中，气流生成设备60和接受器70被安装在叶片42处。图2是以放大的方式图示了根据实施例的风力发电系统10中风力发电系统60被安装处的部分的视图。图2是以放大的方式图示了叶片42的前沿部分的横截视图。图3是以放大的方式图示了根据实施例的风力发电系统10中气流生成设备60和接受器70被安装处的部分的视图。图3是以放大的方式图示了单个叶片42的透视视图。图3图示了叶片42的背侧表面。[A-5-1]气流生成设备60如图2所图示的，气流生成设备60被安装在叶片42处。气流生成设备60包括：第一电极61(第一电导体)；第二电极62(第二电导体)；以及电介质63。如图2所图示的，在气流生成设备60中，第一电极61被提供在电介质的表面63上。第二电极62被提供在电介质63的内部。电介质63位于第一电极61与第二电极62之间。第一电极61和第二电极62每个由诸如金属材料的导电材料形成。在气流生成设备60中，电介质63由介电材料形成。形成电介质63的介电材料能够根据其使用的目的和环境通过从由固体制成的介电材料中适当地选择来使用，并且也可以通过组合多种介电材料来使用。如图2所图示的，第一线缆64a被连接到第一电极61。然后，第二线缆64b被连接到第二电极62。第一线缆64a和第二线缆64b每个具有被容纳在叶片42内部的部分并且被电连接到放电电源65(电压施加机构)。在气流生成设备60中，放电电源65经由第一线缆64a和第二线缆64b在第一电极61与第二电极62之间施加电压，并且从而生成等离子体感生流。在气流生成设备60中，例如，由放电电源65在第一电极61与第二电极62之间施加脉冲形式(正、负或双极(交变电压))的脉冲调制控制电压以及具有交变形式(正弦波或者间歇正弦波)的波形的电压。此处，放电电源65在第一电极61与第二电极62之间施加电压，同时改变电流电压性质，诸如电压值、频率、电流波形和占空比。稍后将描述放电电源65
的详细构成。气流生成设备60被设置在叶片42处，使得等离子体感生流从叶片42的前边缘流向叶片42的背侧42a。此处，如图2所图示的，气流生成设备60被设置为使得例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电系统，包括：叶片；雷电保护设备，其包括在所述叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从所述接受器引导到地中；电设备，其被安装在所述叶片处，并且包括彼此分开提供的第一电导体和第二电导体；电压施加机构，其用于在所述第一电导体与所述第二电导体之间施加电压；第一避雷器元件，其一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端接地；以及第二避雷器元件，其一端电连接到所述第二电导体，并且其另一端接地。

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0742251.一种风力发电系统，包括：叶片；雷电保护设备，其包括在所述叶片处提供的接受器，并且经由雷电导体将雷电的电流从所述接受器引导到地中；电设备，其被安装在所述叶片处，并且包括彼此分开提供的第一电导体和第二电导体；电压施加机构，其用于在所述第一电导体与所述第二电导体之间施加电压；第一避雷器元件，其一端电连接到所述第一电导体，并且其另一端接地；以及第二避雷器元件，其一端电连接到所述第二电导体，并且其另一端接地。2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述电设备是具有第一电极、第二电极和电介质的气流生成设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中元史，中山真哉，和田治寿，筱原尚人，前泽重男，大迫俊树，花井哲，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP