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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种风力涡轮机叶片,其包括两个导电翼梁帽、两个雷电引下线装置和至少一个另外的电气导体,其中所述翼梁帽和所述雷电引下线装置至少在所述叶片的根部侧端部部分与末端侧端部部分之间沿着所述叶片的翼展方向延伸,其中所述翼梁帽中的每一者在所述叶片的在所述根部侧端部部分与所述末端侧端部部分之间的区段内仅电气地连接到所述雷电引下线装置中的一者。此外,本专利技术涉及一种风力涡轮机。
技术介绍
1、在用于产生电能的风力涡轮机的风力涡轮机叶中,在叶片中可以存在电气导体或导电叶片段,以允许击中叶片的雷击接地。除用于传导雷电流和使雷电流接地的传导结构以外,在叶片的壳和/或内部中还可以存在额外的电气导体。这些额外导体可以例如将布置在叶片中的电气部件与叶片中或风力涡轮机的其余部分中的其他结构连接在一起。这些额外导线必须电气地结合到用于使雷击接地的导体,以便避免大电位差,并且因此避免在雷击的情况下在风力涡轮机叶片中的导体之间出现大电压。
2、因此,已知沿着叶片的翼展长度、在多个位置处、在叶片中的所有参与导体之间、特别是在两个导电翼梁帽与其他导体之间施用电气结合。通过这些电气连接,获得不同导体的电位的均衡,使得导体的电位沿着叶片的翼展长度在多个位置处均衡。该电气结合减小导体之间可能存在的最大电压,使得防止导体之间出现大电压,尤其是在个别导体例如因不同导体几何形状而显示出不同翼展电压分布的情况下。
3、然而,在风力涡轮机叶片的制造期间,此解决方案实现起来是复杂的。特别地,存在无法通达叶片内部的翼展位置,使得在制造期间在这些位置处
技术实现思路
1、因此,需要一种具有至少一个另外的电气导体在风力涡轮机叶片的电气系统中的经改进的集成风力涡轮机叶片。
2、本专利技术基于提供一种经改进的风力涡轮机叶片的目标问题,其特别是促进另外的电气导体在风力涡轮机叶片中的电气集成。
3、根据本专利技术,此问题通过一种如最初描述的风力涡轮机叶片来解决,其中所述另外的电气导体在所述区段内在一个或多个连接位置处电气地连接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者。
4、所述风力涡轮机叶片的所述导电翼梁帽各自在所述叶片的在所述叶片的根部侧端部部分与末端侧端部部分之间延伸的区段中连接到一个雷电引下线装置。特别地,所述两个导电翼梁帽和/或所述雷电引下线装置可以在根部侧端部部分和/或末端侧端部部分处相互连接,但是在根部侧端部部分和末端侧端部部分之间的区段中,在导电翼梁帽之间和/或各自仅连接到所述翼梁帽中的一者的相应雷电引下线装置之间不存在连接。因此,在此区段内,在所述两个翼梁帽之间和/或各自分配给所述翼梁帽中的不同翼梁帽的雷电引下线装置之间不存在电气连接。
5、集成在风力涡轮机叶片中的至少一个另外的电气导体在所述根部侧端部部分与所述末端侧端部部分之间的区段中电气地连接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者。换句话说,在所述另外的电气导体与另一翼梁帽或另一雷电引下线装置之间分别不存在电气连接。
6、所述另外的电气导体在一个或多个连接位置处连接到所述翼梁帽和/或所分配的雷电引下线装置。在所述连接位置处,建立所述另外的电气导体与所述引下线之间的电气连接,特别是分别用于电气结合或者用于获得电位均衡。
7、本专利技术基于如下观察:当所述另外的电气导体仅连接到所述雷电引下线装置中的一者时,风力涡轮机叶片中的绝对电压差也可以保持在安全电压差的范围内。这特别是由于如下事实而可能是可行的:与针对由所述翼梁帽中的一者和相应雷电引下线装置的至少一个金属导体组成的组获得的总电感相比,引入叶片内部的所述另外的电气导体具有更高的电感。
8、风力涡轮机叶片包括两个翼梁帽,其中一个翼梁帽布置在吸力侧处,而另一个翼梁帽布置在叶片的压力侧处。所述翼梁帽可以分别沿叶片的翼展方向或叶片的径向方向延伸,分别从叶片的根部侧端部延伸到末端侧端部部分中或者靠近于末端。由于风力涡轮机叶片在相应侧处的不同表面几何形状,所述两个翼梁帽中的每一者均可以具有不同几何形状。因此,所述翼梁帽中的每一者可以在风力涡轮机叶片的翼展长度上显示出不同电压分布。由于翼梁帽的横截面积也可以在翼展方向上变化,因此翼梁帽上的电压降在叶片的翼展方向上可以特别是非线性的。
9、所述雷电引下线装置可以各自包括至少一个雷电引下线,其中所述雷电引下线可以例如是在翼展长度上具有恒定横截面的电缆或母线。因此,所述雷电引下线装置将各自最初在其翼展长度上显示出线性电压分布。然而,由于到所述翼梁帽中的一者的多个连接,所述雷电引下线装置中的电压降在叶片的翼展长度上也可以是非线性的。
10、将另外的电气导体在所述区段内附接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者具有如下优点:可以更轻松地制造风力涡轮机叶片,因为可以减少在制造期间必须建立的电气连接的数量。有利地,在叶片的在末端侧端部部分与根部侧端部部分之间的区段内需要较少连接。
11、特别地,在叶片的所述区段中不需要叶片的压力侧与吸力侧之间的电气连接。这些电气连接可能难以在风力涡轮机叶片的制造期间施用,因为其必须横跨在所述翼梁帽之间,并且因此横跨在风力涡轮机叶片的吸力侧和压力侧之间。特别是在包括两个单独制作的半壳的风力涡轮机叶片中,这些电气连接的后续集成是繁琐的。通过在一个或多个连接位置处将另外的连接器连接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者,可以显著促进风力涡轮机叶片的制造。
12、所述另外的电气导体在所述区段内电气地连接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者。在所述区段内,所述翼梁帽中的每一者均仅连接到所述雷电引下线装置中的一者,使得可以通过将另外的电气导体连接到所述翼梁帽和/或相应的雷电引下线装置来建立所述另外的电气导体与所述翼梁帽中的一者和/或所述雷电引下线装置中的一者之间的电气连接。这允许例如将所述另外的电气导体集成到由两个单独铸造的半壳制成的叶片的一个半壳中。
13、然而,同样在以另一方法制作的风力涡轮机叶片(例如也称为一次成型或一体叶片的在单个步骤中铸造的风力涡轮机叶片)中,可以使用将另外的电气导体连接到仅所述翼梁帽中的一者和/或仅所述雷电引下线装置中的一者,因为也可以实现避免在风力涡轮机叶片中的不同导体之间出现大电压差的效果。此外,还可以促进一体叶片的制造,特别是对于在叶片的在制造期间更容易通达的下模区域中结合到翼梁帽和/或雷电引下线装置的另外的电气导体。
14、有利地,特别是对于显示出60m或以上的翼展长度的长风力涡轮机叶片,其中吸力侧和压力侧翼梁帽因结构原因而不同地成形,电压差可以保持在危险值以下,以避免在雷击分别击中风力涡轮机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风力涡轮机叶片,其包括两个导电翼梁帽(10、11)、两个雷电引下线装置(12、13)和另外的电气导体(16),其中所述翼梁帽(10、11)和所述雷电引下线装置(12、13)至少在所述叶片(2)的根部侧端部部分(19)与末端侧端部部分(20)之间沿着所述叶片(2)的翼展方向延伸,其中所述翼梁帽(10、11)中的每一者在所述叶片(2)的在所述根部侧端部部分(19)与所述末端侧端部部分(20)之间的区段(21)内仅电气地连接到所述雷电引下线装置(12、13)中的一者,其中所述另外的电气导体(16)在所述区段(21)内在一个或多个连接位置(22)处电气地连接到仅所述翼梁帽(10、11)中的一者和/或仅所述雷电引下线装置(12、13)中的一者。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述区段(21)延伸超过所述叶片的翼展长度的至少50%。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)在多个连接位置(22)处连接到所述翼梁帽(10、11)和/或所述雷电引下线装置(12、13),其中所述连接位置(22)在所述叶
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述区段(21)包括相邻于所述根部侧端部部分(19)的根部侧子区段(23)、相邻于所述末端侧端部部分(20)的末端侧子区段(24)以及在所述根部侧子区段(23)与所述末端侧子区段(24)之间的中间子区段(25),其中在所述根部侧子区段(23)和/或所述末端侧子区段(24)中,两个相邻连接位置(22)之间的距离小于在所述中间子区段(25)中的距离。
5.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)通过至少一个连接装置(28)在所述连接位置(22)处连接到所述翼梁帽(10、11)和/或所述雷电引下线装置(12、13)。
6.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)布置在所述叶片(2)的抗剪腹结构处,和/或所述另外的电气导体(16)布置在所述叶片(2)的壳的一部分处或所述叶片(2)的壳的一部分内。
7.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述翼梁帽(10、11)、所述雷电引下线装置(12、13)和所述另外的电气导体(16)在所述根部侧端部部分(19)中在根部侧接触部处和/或在所述末端侧端部部分(20)中在末端侧接触部处电气地连接。
8.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)从所述根部侧端部部分(19)延伸,其中所述另外的电气导体(16)包括至少10m的长度,和/或其中所述另外的电气导体(16)延伸到所述末端侧端部部分(20)。
9.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述翼梁帽(10、11)中的每一者和/或所述雷电引下线装置(12、13)中的每一者均在所述区段(21)内连接到至少一个另外的电气导体(16)。
10.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)包括一个或多个信号电缆和屏蔽导体,其中所述屏蔽导体电气地连接到所述翼梁帽(10、11)和/或所述雷电引下线装置(12、13)。
11.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)连接到至少一个传感器、至少一个除冰装置、至少一个防结冰装置和/或至少一个致动器。
12.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片风力涡轮机,其特征在于,所述翼梁帽(10、11)包括碳纤维基材料或者由碳纤维基材料构成。
13.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述叶片(2)包括形成所述叶片(2)的壳的两个半壳(6、7),其中每一半壳(6、7)包括所述翼梁帽(10、11)中的一者。
14.一种风力涡轮机,其包括至少一个根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片(2)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种风力涡轮机叶片,其包括两个导电翼梁帽(10、11)、两个雷电引下线装置(12、13)和另外的电气导体(16),其中所述翼梁帽(10、11)和所述雷电引下线装置(12、13)至少在所述叶片(2)的根部侧端部部分(19)与末端侧端部部分(20)之间沿着所述叶片(2)的翼展方向延伸,其中所述翼梁帽(10、11)中的每一者在所述叶片(2)的在所述根部侧端部部分(19)与所述末端侧端部部分(20)之间的区段(21)内仅电气地连接到所述雷电引下线装置(12、13)中的一者,其中所述另外的电气导体(16)在所述区段(21)内在一个或多个连接位置(22)处电气地连接到仅所述翼梁帽(10、11)中的一者和/或仅所述雷电引下线装置(12、13)中的一者。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述区段(21)延伸超过所述叶片的翼展长度的至少50%。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)在多个连接位置(22)处连接到所述翼梁帽(10、11)和/或所述雷电引下线装置(12、13),其中所述连接位置(22)在所述叶片(2)的所述翼展方向上偏移。
4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述区段(21)包括相邻于所述根部侧端部部分(19)的根部侧子区段(23)、相邻于所述末端侧端部部分(20)的末端侧子区段(24)以及在所述根部侧子区段(23)与所述末端侧子区段(24)之间的中间子区段(25),其中在所述根部侧子区段(23)和/或所述末端侧子区段(24)中,两个相邻连接位置(22)之间的距离小于在所述中间子区段(25)中的距离。
5.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)通过至少一个连接装置(28)在所述连接位置(22)处连接到所述翼梁帽(10、11)和/或所述雷电引下线装置(12、13)。
6.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片,其特征在于,所述另外的电气导体(16)布置在所述叶片(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:V·马奇诺曼,M·瑙海默,S·M·R·蓬纳达,
申请(专利权)人:西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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