Ветроэнергетическая установка и блок молниезащиты для ветроэнергетической установки



Ветроэнергетическая установка и блок молниезащиты для ветроэнергетической установки
Ветроэнергетическая установка и блок молниезащиты для ветроэнергетической установки
Ветроэнергетическая установка и блок молниезащиты для ветроэнергетической установки

 


Владельцы патента RU 2627618:

ВОББЕН ПРОПЕРТИЗ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к ветроэнергетической установке и блоку молниезащиты для ветроэнергетической установки. Ветроэнергетическая установка включает гондолу (104) и ротор, который имеет по меньшей мере две лопасти (108) ротора. Лопасти (108) ротора имеют каждая комлевую часть (108a) лопасти ротора, по меньшей мере один металлический проводник (220), служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо (230), которое предусмотрено в области комлевой части лопасти ротора. На невращающейся части гондолы (104) закреплен блок (240) молниезащиты таким образом, что блок (240) молниезащиты опирается на кольцо (230). Блок (240) молниезащиты имеет два ролика (241) и молниеотводную мачту (242), при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток. Изобретение направлено на повышение надежности отвода молнии в области лопасти. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение касается ветроэнергетической установки и блока молниезащиты для ветроэнергетической установки.

Расположение ветроэнергетических установок на открытой местности, а также при большой конструктивной высоте неизбежно приводит к наличию риска удара молнии.

В DE 44 36 197 C2 показана ветроэнергетическая установка, имеющая устройство молниезащиты. Чтобы обеспечить возможность надежного отвода молнии, в области лопасти ротора, близкой к комлевой части, предусмотрено алюминиевое кольцо из проводящего материала. На неподвижной части гондолы предусмотрена молниеотводная мачта, которая расположена на предопределенном расстоянии от металлических колец. Тогда при ударе молнии молния может преодолевать искровой промежуток между кольцом и молниеотводной мачтой и таким образом отводиться.

В EP 1 561 030 B1 тоже показано устройство молниезащиты для ветроэнергетической установки. При этом тоже предусмотрено проводящее кольцо в области лопасти ротора, близкой к комлевой части. Параллельно к искровому промежутку предусматривается соединение со скользящим контактом.

В DE 10 2009 017 824 A1 показано передаточное устройство для передачи электростатической энергии и тока молнии между валом ротора и невращающимся устройством заземления. Передаточное устройство имеет устройство с передвижным контактом, электрод для передачи тока молнии и два ролика.

Задачей настоящего изобретения является предусмотреть ветроэнергетическую установку, имеющую усовершенствованное устройство молниезащиты.

Эта задача решается с помощью ветроэнергетической установки по п.1 формулы изобретения и с помощью блока молниезащиты по п.4 формулы изобретения.

Таким образом, предусматривается ветроэнергетическая установка, имеющая гондолу и ротор, который имеет по меньшей мере две лопасти ротора. Лопасти ротора имеют каждая по меньшей мере один металлический проводник, служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо в области комлевой части лопасти ротора. Кроме того, на невращающейся части гондолы закреплен блок молниезащиты таким образом, что блок молниезащиты опирается на кольцо у лопасти ротора. Блок молниезащиты имеет два непроводящих ролика и молниеотводную мачту, при этом свободный конец молниеотводной мачты находится от наружного конца роликов на расстоянии, которое задает искровой промежуток. Таким образом, только ролики блока молниезащиты прилегают к кольцу.

По одному аспекту настоящего изобретения блок молниезащиты имеет балансирный блок, который через пружинящую пластину закреплен на невращающейся части гондолы.

Изобретение касается также блока молниезащиты для ветроэнергетической установки. Блок молниезащиты имеет пружинящую пластину, которая может крепиться на одном конце на невращающейся части гондолы ветроэнергетической установки. Блок молниезащиты имеет также балансирный блок, который закреплен на втором конце пружинящей пластины. Кроме того, блок молниезащиты имеет два непроводящих ролика, которые связаны с балансирным блоком. Также блок молниезащиты имеет молниеотводную мачту, которая связана с балансирным блоком. Свободный конец молниеотводной мачты находится от наружного конца роликов на таком расстоянии, задающем искровой промежуток, так что только ролики находятся в контакте с кольцом у лопасти ротора.

Настоящее изобретение касается идеи о том, чтобы вместо молниеотводной мачты предусмотреть устройство молниезащиты, которое в каждый момент времени обеспечивает заданное расстояние между проводящим кольцом в области лопасти ротора, близкой к комлевой части, и молниеотводом. В соответствии с изобретением это достигается таким образом, что устройство молниезащиты имеет балансир, включающий в себя два ролика из непроводящего материала, причем эти ролики находятся в контакте с проводящим кольцом в области лопасти ротора, близкой к комлевой части. Таким образом, за счет расстояния от молниеотвода до роликов может устанавливаться заданное расстояние между молниеотводом и непроводящим кольцом на лопасти ротора. При этом также для некруглых лопастей ротора может предусматриваться некоторое заданное расстояние между проводящим кольцом и молниеотводной мачтой (т.е. ширина искрового промежутка). Благодаря этому заданному расстоянию может выбираться меньшее искровое расстояние.

По одному из аспектов настоящего изобретения возможно дооснащение предлагаемым изобретением устройством молниезащиты.

Другие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Преимущества и примеры осуществления изобретения поясняются подробнее ниже со ссылкой на чертеж.

фиг.1: показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением;

фиг.2: показано схематичное изображение части ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления, и

фиг.3: показано схематичное изображение устройства молниезащиты по первому примеру осуществления.

На фиг.1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104. На гондоле 104 предусмотрен ротор 106, имеющий три лопасти 108 ротора и кок 110. Ротор 106 при эксплуатации приводится ветром во вращение и при этом вращает также ротор или рабочее колесо генератора в гондоле 104. Угол установки лопастей 108 ротора может изменяться с помощью двигателей для установки лопастей у комлевых частей соответствующих лопастей 108 ротора.

На фиг.2 показано схематичное изображение части ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления. Лопасть 108 ротора опционально имеет металлическую концевую часть 210, а также по меньшей мере один металлический проводник 220, который соединяет концевую часть 210 лопасти ротора с металлическим кольцом 230. Металлическое кольцо 230 предусмотрено в области 108a комлевой части лопасти ротора. Кольцо 230 может по меньшей мере частично охватывать лопасть 108 ротора, так что даже при изменении угла установки лопасти 108 ротора может обеспечиваться нахождение проводящего кольца 230 в контакте с блоком 240 молниезащиты. Блок 240 молниезащиты закреплен на неподвижной части гондолы 104 и находится в контакте с металлическим (проводящим) кольцом 230, чтобы отводить молнию, ударившую в лопасть (108) ротора.

На фиг.3 показано схематичное изображение устройства молниезащиты по первому примеру осуществления. Блок 240 молниезащиты может через пружинящую пластину 244 непосредственно или опосредствованно крепиться к неподвижной части 245 гондолы 104. На (свободном) конце пружинящей пластины 244 опционально предусмотрен балансирный блок 243, который, в свою очередь, соединен с двумя подвижными роликами 241. Между роликами 241 предусмотрена молниеотводная мачта 242. Между свободным концом молниеотводной мачты 242 и концами роликов 241 имеется заранее определяемое или регулируемое расстояние. Ролики 241 приводятся в контакт с кольцом 230, так что задается искровой промежуток между кольцом 230 и свободным концом мачты 242 молниеотвода. Так как ролики 241, благодаря пружинящей пластине 244, прижимаются к проводящему кольцу 230, имеется заданное расстояние (искровой промежуток) между кольцом 230 и молниеотводной мачтой 242.

Ролики 241 предпочтительно выполнены из непроводящего материала, такого как, например, полимерный материал или тефлон. Ширина роликов 241 может, например, составлять 20 см.

Благодаря предусмотренному балансирному блоку, который может поворачиваться относительно второго конца пластины 244, может обеспечиваться опора обоих роликов 241 на кольцо 230 в каждый момент времени.

С помощью предлагаемого изобретением блока молниезащиты, в частности с помощью поворотного балансирного блока, заданное расстояние между молниеотводной мачтой 242 и проводящим кольцом 230 может обеспечиваться даже тогда, когда кольцо 230 или лопасть 108 ротора является некруглой.

1. Ветроэнергетическая установка, имеющая

гондолу (104),

ротор, имеющий по меньшей мере две лопасти (108) ротора, причем лопасти (108) ротора имеют каждая комлевую часть (108a) лопасти ротора, по меньшей мере один металлический проводник (220), служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо (230), причем указанное кольцо (230) расположено в области комлевой части (108a) лопасти ротора,

при этом на невращающейся части гондолы (104) закреплен по меньшей мере один блок (240) молниезащиты таким образом, что указанный по меньшей мере один блок (240) молниезащиты опирается на кольцо (230) на лопасти (108) ротора, чтобы отводить молнию, ударившую в лопасть (108) ротора,

при этом блок (240) молниезащиты имеет два ролика (241) и молниеотводную мачту (242), при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток.

2. Ветроэнергетическая установка по п. 1, в которой

блок (240) молниезащиты имеет балансирный блок (243), который через пружинящую пластину (244) закреплен на невращающейся части (245) гондолы.

3. Ветроэнергетическая установка по п. 1 или 2, в которой

расстояние между свободным концом молниеотводной мачты (242) и наружным концом роликов (241) является регулируемым.

4. Ветроэнергетическая установка по п. 1 или 2, в котором ролики (241) выполнены электрически не проводящими.

5. Блок молниезащиты для ветроэнергетической установки, имеющий

пружинящую пластину (244), выполненную с возможностью крепления на первом конце на невращающейся части гондолы (104) ветроэнергетической установки,

балансирный блок (243), расположенный на втором конце пружинящей пластины (244),

два непроводящих ролика (241), которые связаны с балансирным блоком (243), и

молниеотводную мачту (242), связанную с балансирным блоком (243),

при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветровой установке и направлено на повышение надежности установки. Ветровая установка содержит башню, которая имеет служебную дверь, которая имеет дверной замок и на внешней стороне перегородку, которая проходит по существу по всей поверхности служебной двери и имеет выемку.

Изобретение относится к контролируемому соединению компонентов, ветроэнергетической установке, имеющей такое соединение, и способу мониторинга соединения компонентов.

Изобретение относится к способу фиксации угла (α) установки лопасти для лопасти (16) ротора для ротора (10). Способ фиксации угла (α) установки лопасти для лопасти (16) ротора для ротора (10) ветровой турбины (1), содержит этапы, на которых располагают и выравнивают бесконтактное измерительное устройство (2) напротив ветровой турбины (1), выравнивают азимутальное положение ветровой турбины (1) относительно измерительного устройства (2), выполняют вращение ротора (10) ветровой турбины (1), берут замеры и фиксируют профиль (26) лопасти (16) ротора, или его части, на предварительно определенной высоте посредством бесконтактного измерительного устройства (2) и определяют угол (α) установки лопасти для лопасти (16) ротора из данных, записанных во время взятия замеров (26) профиля.

Изобретение относится к уменьшающему колебания модулю, устройству, конструктивному сегменту для конструктивного блока, ветроэнергетической установке с уменьшающим колебания модулем.

Изобретение относится к лопасти (1) ротора ветроэнергетической установки (100). Лопасть (1) ротора ветроэнергетической установки (100) содержит нагревательное устройство (33) для нагревания лопасти (1) ротора, расположенное в лопасти (1) ротора в зоне поверхности лопасти ротора.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке с опорной стойкой, опорной стойке ветроэнергетической установки и способу проверки резьбовых соединений опорной стойки ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке, стволовой секции ветроэнергетической установки и способу выполнения ветроэнергетической установки. Ветроэнергетическая установка (100) с гондолой (4), генератором (12), расположенным в гондоле (4), башней (2) и подшипником (24) рыскания для регулирования ориентации гондолы (4) по ветру таким образом, что подшипник рыскания размещен ниже гондолы (4) в вертикальном смещении (26) рыскания, и гондола (4) поддерживается на подшипнике (24) рыскания над вертикальной стволовой секцией (20) такой же длины, что и смещение (26) рыскания.

Изобретение относится к законцовке лопасти ротора ветровой электростанции. Лопасть (30) ротора ветровой электростанции (100) имеет главный компонент лопасти и законцовку (260) лопасти, в которой законцовка (260) лопасти съемным образом присоединена к главному компоненту посредством соединительного устройства (202), и соединительное устройство (202) имеет секцию (206) законцовки, присоединенную к законцовке (260) лопасти и основную секцию (204), присоединенную к главному компоненту лопасти для приема секции (206) законцовки.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэростатно-плавательный ветродвигатель содержит аэростатный модуль положительной плавучести из взаимосвязанных торцами на ветер газонаполненных цилиндрических баллонов, гондолу с планетарным мультипликатором и генератором, осью вращения, совпадающей с направлением воздушного потока, и на ней ветряной ротор, тросовые и трос-кабельные связи с наземным причальным узлом, на поворачивающейся платформе которого закреплены две лебедки и трос-кабельная бухта.

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и к ветроэнергетической установке, содержащей по меньшей мере одну такую лопасть. Лопасть ротора ветроэнергетической установки содержит переднюю кромку (211) лопасти ротора, заднюю кромку (212) лопасти ротора, основание (214) лопасти ротора для присоединения к ветроэнергетической установке и наконечник (213) лопасти ротора, сторону (216) всасывания и сторону (217) нагнетания, линию (215) критических точек вдоль продольного направления (L) лопасти ротора от основания (214) лопасти ротора до наконечника (213) лопасти ротора при предопределенном угле установки лопасти ротора и множество вихревых генераторов (300) в области линии (215) критических точек, причем линия (215) критических точек находится в области стороны (217) нагнетания.

Группа изобретений относится к устройству (1) и способу для изготовления заготовок (101) концевых частей для роторных лопастей ветроэнергетических установок (варианты) и ветроэнергетической установке.

Изобретение относится к области ветрогидроэнергетики. Ветрогидроэнергетическая установка с составными лопастями, использующая в потоке эффект Магнуса, содержит ветрогидроколесо с горизонтальной осью вращения, на которой закреплен электрогенератор, и радиально установленные на махах цилиндры с приводом, каждый из цилиндров имеет на одном конце невращающуюся корневую часть, на другом - вращающуюся концевую часть, оснащенную шайбой, усеченным конусом, и содержит на своей поверхности и на поверхности конуса спиральные ребра-шнеки, при этом основание конуса обращено к цилиндру, диаметр которого больше диаметра цилиндра.

Изобретение относится к ветровым и солнечным энергетическим установкам, объединенным в единую конструкцию. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка содержит: трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку с горизонтальным вращающимся валом, которая образована тремя половинками спиральных цилиндров, расположенных относительно друг друга под углом 120°, усеченных криволинейными поверхностями второго порядка; поворотную платформу с вертикальным валом; солнечную энергетическую установку, представляющую собой пленочную солнечную фотоэлектронную батарею, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; вертикальную пластину, расположенную под поворотной платформой; монтажные фигурные пластины для крепления к ним примыкающей части половинок спиральных цилиндров, неподвижно соединенные с горизонтальным вращающимся валом; основание, к которому крепятся примыкающие части трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; переднюю треугольную опорную стойку с подшипниковым узлом; две задние параллельные стойки с подшипниковым узлом, установленным между ними и служащим для крепления задней части горизонтального вращающегося вала; две поперечные планки, прикрепленные к двум задним параллельным стойкам; тихоходный магнитоэлектрический генератор, установленный на двух параллельных стойках и двух поперечных планках; конфузор-диффузор с цилиндрической частью между ними, выполненные из прозрачного поликарбоната, причем трехлопастная конусно-шнековая ветроэнергетическая установка с горизонтальным вращающимся валом, подшипниковыми узлами, передней треугольной стойкой и двумя задними параллельными стойками расположены в цилиндрической части конфузора-диффузора; передний и задний ложементы, служащие для крепления к ним цилиндрической части конфузора-диффузора, прикрепленные к поворотной платформе; двояковыпуклые продольные линзы, встроенные вдоль цилиндрической части конфузора-диффузора; литиевые аккумуляторные батареи; контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторных батарей; инвертор.

Изобретение касается способа установки гребенки задней кромки на лопасть ротора ветровой энергетической установки, причем лопасть ротора имеет лицевую сторону и тыльную сторону и по существу прямую концевую кромку, включающего в себя следующие шаги: выполнение на концевой кромке выступающего назад участка гребня, так чтобы в области участка гребня с лицевой стороны и с тыльной стороны было выполнено по одной ступени; насаживание гребенки задней кромки, или ее части, на участок гребня, так чтобы гребенка задней кромки в области указанной ступени заканчивалась заподлицо с соответственно тыльной стороной или лицевой стороной.

Изобретение относится к законцовке лопасти ротора ветровой электростанции. Лопасть (30) ротора ветровой электростанции (100) имеет главный компонент лопасти и законцовку (260) лопасти, в которой законцовка (260) лопасти съемным образом присоединена к главному компоненту посредством соединительного устройства (202), и соединительное устройство (202) имеет секцию (206) законцовки, присоединенную к законцовке (260) лопасти и основную секцию (204), присоединенную к главному компоненту лопасти для приема секции (206) законцовки.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям с горизонтальной осью вращения ветроколеса. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, на наружной обечайке расположены плоские лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, соединенные с ребрами жесткости посредством шарниров для изменения угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра, начальное положение плоских лопастей второго уровня, связанных шарнирными планками, обеспечивается пружинами растяжения и штыревыми ограничителями хода ребер жесткости.

Изобретение относится к способу изготовления корневой секции рабочей лопатки (41) ветровой турбины. Он содержит этапы сборки (A) множества опорных стержней (1) с секцией (17) сопряжения со средством сопряжения втулки ветровой турбины по существу в округлой форме так, чтобы между опорными стержнями (1) имелись промежутки (33), расположения (B) первых волокон (31) в промежутках (33), причем первые волокна (31) являются физически и/или химически совместимыми с литьевым материалом, размещения (C) первого формовочного инструмента (35) вдоль наружной поверхности округлой формы и второго формовочного инструмента вдоль внутренней поверхности округлой формы, обработки (D) литьевого материала так, чтобы образовалось его сцепление с первыми волокнами (31).

Изобретение касается лопасти (1) ротора ветровой энергетической установки, имеющей комель (4) лопасти ротора для присоединения лопасти (1) ротора к ступице ротора и расположенную на противоположной комлю (4) лопасти ротора стороне вершину лопасти ротора, а также ветровой энергетической установки, снабженной такими лопастями ротора.

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и к ветроэнергетической установке, содержащей по меньшей мере одну такую лопасть. Лопасть ротора ветроэнергетической установки содержит переднюю кромку (211) лопасти ротора, заднюю кромку (212) лопасти ротора, основание (214) лопасти ротора для присоединения к ветроэнергетической установке и наконечник (213) лопасти ротора, сторону (216) всасывания и сторону (217) нагнетания, линию (215) критических точек вдоль продольного направления (L) лопасти ротора от основания (214) лопасти ротора до наконечника (213) лопасти ротора при предопределенном угле установки лопасти ротора и множество вихревых генераторов (300) в области линии (215) критических точек, причем линия (215) критических точек находится в области стороны (217) нагнетания.

Изобретение относится к заднему корпусу для лопасти ветроэнергетической установки, имеющему поверхность с напорной стороны, поверхность со стороны разрежения, отделяющую обе поверхности, заднюю кромку и противоположную задней кромке соединительную сторону, которая предназначена для размещения на ответной соединительной поверхности лопасти.

Изобретение относится к способу защиты от обледенения с использованием углеродного волокна и противообледенительная система для ветрогенераторов, основанная на использовании данного способа. Способ защиты от обледенения с использованием углеродного волокна, включающий в себя следующие этапы: установку на поверхностном слое или на ближайшем к поверхностному слое лопасти карбоновых электронагревательных пластин, образующих нагревательный слой, при этом для карбоновых электронагревательных пластин задают различную мощность в соответствии с изменением линейной скорости в различных радиальных положениях лопасти ветряной турбины в процессе работы; выделение в нагревательном слое на различных участках лопасти по крайней мере одной области нагрева, при этом карбоновую электронагревательную пластину каждой области нагрева соединяют с токовым выходом соответствующего терморегулятора посредством параллельного, последовательного или последовательно-параллельного соединения; установку датчиков температуры рядом с карбоновой электронагревательной пластиной и на поверхностях областей нагрева; отливку карбоновых электронагревательных пластин, датчиков температуры и других структурных слоев за одно целое с лопастью с использованием технологии вакуумной пропитки, при этом датчик температуры каждой области нагрева соединяют с сигнальным входом соответствующего терморегулятора, датчик температуры и влажности окружающего воздуха и скорости ветра соединяется с сигнальным входом терморегулятора, при этом для поддержания температуры наружной поверхности областей нагрева, превышающей 0°С, терморегулятор регулирует работу карбоновых электронагревательных пластин отдельных областей нагрева в соответствии с сигналами датчика температуры и влажности окружающего воздуха и скорости ветра и сигналами датчиков температуры областей нагрева. Изобретение направлено на стабильность и равномерность нагрева и на энергосбережение. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх