風力タービン、風力タービン用の避雷システムおよび風力タービンの部品を落雷から保護するための方法
【課題】風力タービン、風力タービン用の避雷システム、および、風力タービンの部品を落雷から保護するための方法を提供する。
【解決手段】風力タービン（１）用の避雷システムが記載されている。このシステムは、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）と、ピックアップユニット（１４）と、追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）と、を具える。少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）は、雷受容体およびピックアップユニット（１４）に電気的に接続されている。ピックアップユニット（１４）は、追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）によって電気接地部材（５、６）に電気的に接続可能である。
【解決手段】風力タービン（１）用の避雷システムが記載されている。このシステムは、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）と、ピックアップユニット（１４）と、追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）と、を具える。少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）は、雷受容体およびピックアップユニット（１４）に電気的に接続されている。ピックアップユニット（１４）は、追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）によって電気接地部材（５、６）に電気的に接続可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービン用の避雷システムに関するものである。さらに、本発明は、風力タービンに関するものであり、また、風力タービンの部品、例えば電気部品を落雷から保護するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンに落雷した場合、雷は１つ以上のブレードの領域に落ちることが多く、落雷の電流はブレードからブレードの内側あるいは外側において引き下げ導体のような導電手段によって１つ以上の風力タービン部品（例えば、ハブ、ナセルおよびタワー）に流れ、そして地面に流れる。この目的は、風力タービン内を流れる落雷の電流が、発電機や変換機のような任意の電気部品あるいは主軸受やギアボックスのようなその他の重要な部品に流れ、これらの部品が落雷の大きなエネルギーによって損害を被ることを防止することである。
【０００３】
落雷による高電圧、大電流および強電磁場の組み合わせは、発電機あるいは風力タービンのその他の電気部品に損害を与える可能性がある。ギアレス風力タービンとも称される直接駆動風力タービンは、風力タービンのブレードハブに直接接続されているため、直接駆動風力タービンを用いると、特に発電機に損害を与えずに、落雷の電流を１つ以上のブレードから風力タービンを通して流すことはより困難である。アウターロータを設けた発電機を有する直接駆動風力タービンを用いると、風力タービンのブレードへの落雷の電流を、発電機に損害を与えずに地面に流すこと方法を見出すことはさらに困難である。
【０００４】
従来の風力タービンの設計では、落雷の電流はブレードの引き下げ導体によってハブに直接流れ、次にナセルに流れ、最終的に地面に流れる。この種の避雷システムは、発電機がハブに直接接続された直接駆動風力タービンでは、発電機が落雷により損害を被る可能性があるため有効ではない。
【０００５】
特許文献１に記載の避雷システムでは、落雷はブレードに流れ、さらに、ブレードハブの周囲かつブレードハブおよび風力タービンの重要な部品の周囲の経路に沿って流れる。しかしながら、この方法の問題点は、ハブの周囲の雷導通路が、１つ以上の方向に変化あるいは回転を伴って非常に長く、この雷導通路が方向を変化あるいは回転する全ての箇所において、落雷の電流が雷導通路から雷導通路に近接した部品（例えば、ブレードハブ）に、さらには発電機に飛び移る実質的なリスクがあるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許７３７７７５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、本発明の第１の目的は、改良した風力タービン用の避雷システムを提供することにある。本発明の第２の目的は、上述した問題点を解消するとともに上述したリスクを低減した有利な風力タービンを提供することにある。本発明の第３の目的は、風力タービンの部品を落雷から保護するための有利な方法を提供することにあり、この方法により、落雷の電流が、雷導通路から雷導通路に近接した部品に、それゆえ、発電機に飛び移るリスクを低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の目的は、請求項１に記載の風力タービン用の避雷システムによって解決される。第２の目的は、請求項４に記載の風力タービンによって解決される。第３の目的は、請求項１５に記載の風力タービンの部品を落雷から保護するための方法によって解決される。従属項は本発明の有利な実施形態を規定している。
【０００９】
本発明の風力タービン用の避雷システムは、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルを具えている。さらに、避雷システムは、ピックアップユニットと、追加の絶縁高電圧ケーブルと、を具えている。少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルは、例えば、その第１の端部で雷受容体に電気的に接続されている。さらに、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルは、例えば、その第２の端部でピックアップユニットに電気的に接続されている。ピックアップユニットは、さらに、追加の絶縁高電圧ケーブルによって電気接地部材に電気的に接続可能である。
【００１０】
有利なことに、絶縁高電圧ケーブルを使用することによって、風力タービンの部品、例えば、風力タービンブレードへの落雷の電流は、ロータの固定子巻線および永久磁石のような高感度な電気部品に影響を及ぼすことなく、主軸受のような重要な部品を避けて電気接地部材、例えば、風力タービンのタワーに流れることができる。
【００１１】
一般的な避雷用の絶縁高電圧ケーブル（略して、ＨＶケーブル）は、ＨＶケーブルとして用いられ、例えば、ロータブレードと風力タービンの内部の軸の取り付け領域との間で、複数の方向への変化あるいは回転することなく単純な方法で配線される。
【００１２】
さらに、ピックアップユニットを用いると、落雷からの電流を電気接地部材、例えば、風力タービンタワーに流すために、１つの追加の絶縁ＨＶケーブルしか必要としない。この場合、１つのＨＶケーブルのみが、落雷の大きなエネルギーによって損害を被る可能性のある発電機や変換機のような風力タービンの重要な電気部品あるいは主軸受やギアボックスのようなその他の重要な部品の付近を通過する。
【００１３】
好適には、遮蔽装置、例えば、遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブが、少なくとも１つのＨＶケーブルあるいは追加のＨＶケーブルの周囲に取り付けられている。あるいは、遮蔽装置、すなわち、遮蔽手段、例えば、遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブは、少なくとも１つのＨＶケーブルあるいは追加のＨＶケーブルに直接組み入れられている。遮蔽装置は金属素材製とすることができる。さらに、遮蔽装置は、特定のブラケットによって嵌合されている、および／または、担持されていてもよい。ＨＶケーブルの周囲に設置可能な追加の遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブ、例えば、金属製の遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブを用いると、ＨＶケーブルの周囲の電磁場を減少させることができる。
【００１４】
例えば、少なくとも１つのＨＶケーブルおよび／または追加のＨＶケーブルを、スリップリングおよび／または接触ブラシおよび／またはスパークギャップによってピックアップユニットに電気的に接続することができる。
【００１５】
本発明の風力タービンは、上述した避雷システムを具える。一般的に、本発明の風力タービンは、上述した本発明の避雷システムと同一の有利な効果を有する。
【００１６】
本発明の風力タービンは、回転軸を具えることができる。好適には、ピックアップユニットは回転軸に配置されている。さらに、風力タービンは中央装置を具えることができる。中央装置は回転軸に配置可能である。この場合、ピックアップユニットは、中央装置に配置されていることが好ましい。風力タービンはハブを具えることができる。ハブは中央ハブ装置を具えることができる。ピックアップユニットは中央ハブ装置に配置可能である。風力タービンは主軸をさらに具えることができる。主軸は中央主軸装置を具えることができる。この場合、ピックアップユニットは中央主軸装置に配置されていることが好ましい。
【００１７】
ピックアップユニットの中央位置が、例えば、中央ハブ装置または中央主軸装置にあることにより、ピックアップユニットを電気接地部材、例えば、風力タービンタワーに、簡単な方法で、複数の方向に移動あるいは回転をせずに、ロータの固定子巻線および永久磁石のような高感度かつ重要な部品に影響を及ぼすことなく接続することができる。さらに、１つの中央に配置されたピックアップユニットのみを、例えば、１つの追加のＨＶケーブルだけを使って電気接地部材に接続するだけで、主軸受のような複数の重要部品を効果的に回避することができる。
【００１８】
中央ハブ装置または中央主軸装置は、少なくとも１つの電気スリップリングまたは複数の電気スリップリングおよび／またはハイドロリックユニオン（hydraulic union）を具えることができる。
【００１９】
本発明の風力タービンは、少なくとも１つのロータブレードを具えることができる。ロータブレードは雷受容体を有することができる。雷受容体は少なくとも１つのＨＶケーブルに接続可能である。例えば、雷受容体は、ブレード引き下げ導体によって少なくとも１つのＨＶケーブルに接続可能である。ブレード引き下げ導体は、好適には、ブレードの内部に配置されている。ブレードの引き下げ導体は、ブレードの内部で電気絶縁ＨＶケーブルの第１の端部に接続されていることが好ましい。ＨＶケーブルの第２の端部は、中央ハブ装置または中央主軸装置に配置されているピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体に取り付け可能である。
【００２０】
風力タービンは、風力タービンタワーを具えることができる。風力タービンは、タワーと風力タービンのナセルとの間に配置された遷移部品をさらに具えることができる。中央ハブ装置および／または中央主軸装置とタワーあるいは遷移部品との間のさらなる電気的な接続は、追加のＨＶケーブルによって達成可能である。追加のＨＶケーブルは、さらに遮蔽かつ絶縁されていることが好ましい。これにより、ナセル内のきわめて低い電磁場条件を可能にすることができる。
【００２１】
ピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体は、例えば、絶縁担持構造体によって電気的に絶縁されていることが好ましい。また、ピックアップユニットは、中央ハブ装置および／またはハブおよび／または主軸および／または中央主軸装置から絶縁されていることが好ましい。ピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体を電気的に絶縁することによって、高感度の電気部品および主軸受のような重要な部品が落雷によって損害を被るのを効果的に防止することができる。
【００２２】
また、風力タービンは電気接地部材を具えることができる。風力タービンは、絶縁高電圧ケーブルによって電気接地部材に電気的に接続された少なくとも１つの避雷針をさらに具えることができる。電気接地部材は、例えば、風力タービンタワー、あるいは、タワーとナセルとの間に配置された遷移部品とすることができる。少なくとも１つの避雷針は、例えば、フランクリンロッドとすることができる。避雷針あるいはフランクリンロッドはナセルに配置することができる。避雷針を絶縁ＨＶケーブルによって電気接地部材に接続することにより、ナセル内において落雷による電磁場を減少することができ、同時に、風力タービンの高感度な電気部品および壊れやすい機械部品を落雷から保護することができる。
【００２３】
一般的に、風力タービンは直接駆動風力タービンとすることができる。さらに、風力タービンはアウターロータシステムを有する発電機、あるいは、インナーロータシステムを有する発電機を具えることができる。上述した避雷システムは、アウターロータ発電機およびインナーロータ発電機の両方に同一の方法で適用することができる。
【００２４】
風力タービンの部品、特に電気部品を落雷から保護するための本発明の方法は、電気接地部材および少なくとも１つの雷受容体を具える風力タービンに関するものである。この方法は、少なくとも１つの雷受容体を、ＨＶケーブルによってピックアップユニットに電気的に接続し、ピックアップユニットを、追加のＨＶケーブルによって電気接地部材に電気的に接続することを特徴とするものである。一般的に、少なくとも１つの雷受容体をピックアップユニットに接続するＨＶケーブルは、ピックアップユニットを電気接地部材に接続するＨＶケーブルと同一の特性を有する。
【００２５】
本発明の方法は、上述した本発明の避雷システムおよび風力タービンと同一の有利な効果を有する。
【００２６】
本願明細書において、「追加の」という用語は２つのＨＶケーブルを互いに区別するためにのみ用いられている。
【００２７】
本発明のさらなる特徴、特性および効果は、以下の実施形態の説明および図面から明らかになる。有利なことに、言及する全ての特徴は、個別に、あるいは、任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】風力タービンを示す概略図である。
【図２】本発明の風力タービンを示す部分概略図である。
【図３】ピックアップ構造体を示す部分概略図である。
【図４】複数の高電圧ケーブルの第２の端部を互いに、および、接触ブラシに接続する一例を示す概略図である。
【図５】２つのスリップリング間の電気的な接続を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に、風力タービン１の概略を示す。風力タービン１は、タワー５と、ナセル２と、ハブ７と、を具えている。ナセル２はタワー５の上部に配置されている。遷移部品６はタワー５とナセル２との間に配置されている。ハブ７は複数の風力タービンブレード８を具えている。ハブ７はナセル２に取り付けられている。さらに、ハブ７は回転軸２６を中心に回転するように回転可能に取り付けられている。ナセル２は、ハブ７と反対側に位置する裏側２７を具えている。
【００３０】
発電機３はナセル２の内部に配置されている。発電機３は、ハブ７に面する表側２４と、ハブ７とは反対側の裏側２５と、を具えている。一般的に、発電機３はアウターロータ構成あるいはインナーロータ構成とすることができる。風力タービン１は直接駆動風力タービンである。
【００３１】
図２に、本発明の風力タービン１の部分の概略を示す。風力タービン１は、ナセル２とハブ７との間に配置された直接駆動発電機３を具えている。あるいは、直接駆動発電機３は、ナセル２の内部に配置されてもよい。風力タービン１は、１つ以上の絶縁高電圧ケーブル（ＨＶケーブル）１２を有する避雷システムを具えている。遮蔽装置、例えば、遮蔽ホースあるいはチューブ１３は、ＨＶケーブル１２の周囲に取り付けられているが、ＨＶケーブル１２に直接組み入れられていてもよい。
【００３２】
複数のロータブレード８の各々は、少なくとも１つの雷受容体（図２には示さず）を具えている。雷受容体は、雷の電流をブレードルート２２に流すブレード引き下げ導体１１に接続されている。ブレードルート２２は、ブレード８がハブ７に接続されているブレード８の部分である。ブレード引き下げ導体１１はブレード８の内部に配置されていることが好ましい。
【００３３】
ブレード引き下げ導体１１はＨＶケーブル１２ａに接続されている。図２では、ブレード引き下げ導体１１とＨＶケーブル１２ａとは、ブレードルート２２に近接したロータブレード８の内部で接続されている。あるいは、ブレード引き下げ導体１１とＨＶケーブル１２ａとは、ハブ７の内部で接続されていてもよい。言い換えれば、ＨＶケーブル１２ａの第１の端部は、ブレード引き下げ導体１１に接続されている。ＨＶケーブル１２ａの第２の端部は、ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４に接続されている。
【００３４】
風力タービン１の内部には、とりわけベッドフレーム９の構造と、主軸１０と、主支持構造体２１と、キュービクル４内の電気システムと、が配置されている。これらの部品はナセル２の内部に配置されていることが好ましい。風力タービンナセル２は遷移部品６を介して取り付けられ、遷移部品６は風力タービンタワー５の上にヨーセクションを具えている。
【００３５】
ピックアップユニット１４は、回転軸２６上に配置されていることが好ましい。風力タービン１は中央主軸装置あるいは中央ハブ装置を具えることができる。この場合、ピックアップユニット１４は、中央主軸装置あるいは中央ハブ装置に配置可能である。中央ハブ装置は電気スリップリングおよびハイドロリックユニオンからなるものとすることができる。
【００３６】
ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４は、中央ハブ装置および／または中央主軸装置およびハブ７あるいは主軸１０から絶縁担持構造体１５によって電気的に絶縁されている。一般的に、ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４を有する中央ハブ装置は、主軸１０の内部あるいはハブ７の内部のいずれかに配置可能である。その配置場所に応じて、ピックアップユニット１４の複数の部品、それゆえ、取り付けられた避雷システムの複数の部品は固定されていたり、それぞれ回転したりする。
【００３７】
タワー５および／または遷移部品６は電気接地部材を形成する、あるいは、電気接地部材を構成部材として有する。ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４は、追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂによって電気接地部材に電気的に接続されている。この追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂは、雷の電流を電気接地部材、例えば、遷移部品６にさらに流す。追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂは遮蔽装置１３ｂを具えている。遮蔽装置１３ｂは、上述したその他のＨＶケーブル１２に関して説明した際の金属ホースまたはチューブ１３と同一の特性を有することができる。
【００３８】
遮蔽ホース１３ａは、その第１の端部がブラケット１８によってハブ７に接続されている。遮蔽ホース１３ａは、その第２の端部が特定のブラケット１８によって、ハブまたはピックアップユニット１４または中央ハブ装置または中央主軸装置に接続されている。遮蔽ホース１３ｂは、その第１の端部が特定のブラケット１８によって絶縁担持構造体１５に接続されている。遮蔽ホース１３ｂは、その第２の端部がブラケット１８によって遷移部品６の特定の突起１９に接続されている。
【００３９】
追加のＨＶケーブル１２ｂの第１の端部はピックアップユニット１４に接続されている。追加のＨＶケーブル１２ｂの第２の端部は、例えば、遷移部品６あるいはタワー５あるいはその他の電気接地部材に電気的に接続されている。図２では、追加のＨＶケーブル１２ｂの第２の端部は、遷移部品６の内部で金属のブラケット１９によって取り付けられている。
【００４０】
一般的に、ＨＶケーブル１２とピックアップユニット１４との間の接続は、スリップリングおよび／またはブラシ（例えば、炭素ブラシや接触ブラシ）および／またはスパークギャップによって達成可能である。これらの接続手段、例えばスリップリング、ブラシまたはスパークギャップは主軸１０の中央に配置されていることが好ましい。図２では、高電圧ケーブル１２ａは接触ブラシ１７によってピックアップユニット１４に接続されている。接触ブラシ１７は絶縁担持手段１６によってハブ７に接続されている。
【００４１】
さらに、図２では、ナセル２はフランクリンロッド２０を具えている。フランクリンロッド２０は、ナセル２の上部かつナセル２の裏側２７に配置されている。ナセル２上の１つまたは複数のフランクリンロッド２０は、風力タービン１の外側の避雷をさらに提供する。雷の電流を安全に地面に流すために、ＨＶケーブル１２ｃの第１の端部は、フランクリンロッド２０に接続されている。このＨＶケーブル１２ｃの第２の端部は、風力タービン１の電気接地部材に接続されている。ＨＶケーブル１２ｃは、上述したＨＶケーブル１２ａ、１２ｂと同一の特性および利点を有する。例えば、ＨＶケーブル１２ｃは、遷移部品６の内部で金属のブラケット１９によって取り付け可能である。
【００４２】
ＨＶケーブル１２ｃの周囲の電磁場を制限するために、追加の金属ホースあるいはチューブ１３ｃが、このケーブル１２ｃの周囲に取り付けられている。遮蔽ホース１３ｃの第１の端部は、特定のブラケット１８によってナセル２に接続されている。この遮蔽ホース１３ｃの第２の端部は、やはり特定のブラケット１８によって遷移部品６の特定の突起１９に接続されている。
【００４３】
図３に、ピックアップ構造体（ピックアップユニット）１４の部分を詳細に示す。ピックアップユニット１４は中央装置３０に接続されている、あるいは、中央装置３０に近接して配置されている。ピックアップユニット１４はスリップリング３１とスチールリング３２とを具えている。スチールリング３２は、絶縁層３４を有する遮蔽ケージ３３によって絶縁されている。絶縁層３４を有する遮蔽ケージ３３によって、ナセル２内のきわめて低い電磁場条件が可能となる。
【００４４】
一般的に、遮蔽ホース１３はスチールホースとすることができる。同様に、遮蔽ケージ２２もスチール製にしたり、スチールを含む部材とすることができる。絶縁層３４は、例えば、ガラス繊維強化高分子（ＧＦＲＰ）を含むことができる。
【００４５】
高電圧ケーブル１２ａは、その第１の端部がブレード引き下げ導体１１に接続され、その第２の端部が接触ブラシ１７によってスチールリング３２に接続されている。接触ブラシ１７は絶縁担持手段１６によってハブ７に接続されている。接触ブラシ１７を用いる代わりに、スパークギャップによって、高電圧ケーブル１２ａとスチールリング３２との間を電気的に導通接続することができる。参照符号４０は、電気的な接続を示している。
【００４６】
追加のＨＶケーブル１２ｂはスチールリング３２に電気的に接続されている。図３では、追加のＨＶケーブル１２ｂの遮蔽ホース１３ｂは、ボルト接続３５によって遮蔽ケージ３３に接続されている。
【００４７】
図３に示す実施形態の代わりに、スチールリング３２がハブ７とともに回転し、接触ブラシによって追加のＨＶケーブルに接続されていてもよい。この場合、図３では、高電圧ケーブル１２ａは追加のＨＶケーブルとみなされ、ＨＶケーブル１２ｂはブレード引き下げ導体に接続されるＨＶケーブルとみなされる。
【００４８】
図４に、複数の高電圧ケーブルの第２の端部を互いに、および、接触ブラシに接続する一例を概略的に示す。第１の高電圧ケーブル４１は、第１のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。第２の高電圧ケーブル４２は、第２のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。第３の高電圧ケーブル４３は、第３のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。３つのＨＶケーブル４１、４２、４３は互いに環状ＨＶケーブル４４に接続されている。
【００４９】
環状ＨＶケーブル４４は２つの接触ブラシ１７ａ、１７ｂを具えている。図４では、第１の接触ブラシ１７ａは、第２のＨＶケーブル４２の環状ＨＶケーブル４４への接点と、第３のＨＶケーブル４３の環状ＨＶケーブル４４への接点と、の間に配置されている。第２の接触ブラシ１７ｂは、第３のＨＶケーブル４３の環状ＨＶケーブル４４への接点と、第１のＨＶケーブル４１の環状ＨＶケーブル４４への接点と、の間に配置されている。ＨＶケーブル４１、４２、４３、４４は、接触ブラシ１７ａ、１７ｂによってスチールリング３２に接続可能である。
【００５０】
図５に、２つのスリップリング５１、５２の間の電気的な接続を概略的に示す。スリップリング接続５３は、第１のスリップリング５１と第２のスリップリング５２とを接続する。スリップリング接続５３は高電圧ケーブル接続５４を具えている。
【００５１】
本願明細書において「接続する」「接続された」という用語は、他に記載がない限り電気的な接続を意味する。電気的な接続は、それぞれの部品の間で直接的に達成されたり、あるいは、導通される１つ以上の他の部品を介して間接的に達成される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービン用の避雷システムに関するものである。さらに、本発明は、風力タービンに関するものであり、また、風力タービンの部品、例えば電気部品を落雷から保護するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンに落雷した場合、雷は１つ以上のブレードの領域に落ちることが多く、落雷の電流はブレードからブレードの内側あるいは外側において引き下げ導体のような導電手段によって１つ以上の風力タービン部品（例えば、ハブ、ナセルおよびタワー）に流れ、そして地面に流れる。この目的は、風力タービン内を流れる落雷の電流が、発電機や変換機のような任意の電気部品あるいは主軸受やギアボックスのようなその他の重要な部品に流れ、これらの部品が落雷の大きなエネルギーによって損害を被ることを防止することである。
【０００３】
落雷による高電圧、大電流および強電磁場の組み合わせは、発電機あるいは風力タービンのその他の電気部品に損害を与える可能性がある。ギアレス風力タービンとも称される直接駆動風力タービンは、風力タービンのブレードハブに直接接続されているため、直接駆動風力タービンを用いると、特に発電機に損害を与えずに、落雷の電流を１つ以上のブレードから風力タービンを通して流すことはより困難である。アウターロータを設けた発電機を有する直接駆動風力タービンを用いると、風力タービンのブレードへの落雷の電流を、発電機に損害を与えずに地面に流すこと方法を見出すことはさらに困難である。
【０００４】
従来の風力タービンの設計では、落雷の電流はブレードの引き下げ導体によってハブに直接流れ、次にナセルに流れ、最終的に地面に流れる。この種の避雷システムは、発電機がハブに直接接続された直接駆動風力タービンでは、発電機が落雷により損害を被る可能性があるため有効ではない。
【０００５】
特許文献１に記載の避雷システムでは、落雷はブレードに流れ、さらに、ブレードハブの周囲かつブレードハブおよび風力タービンの重要な部品の周囲の経路に沿って流れる。しかしながら、この方法の問題点は、ハブの周囲の雷導通路が、１つ以上の方向に変化あるいは回転を伴って非常に長く、この雷導通路が方向を変化あるいは回転する全ての箇所において、落雷の電流が雷導通路から雷導通路に近接した部品（例えば、ブレードハブ）に、さらには発電機に飛び移る実質的なリスクがあるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許７３７７７５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、本発明の第１の目的は、改良した風力タービン用の避雷システムを提供することにある。本発明の第２の目的は、上述した問題点を解消するとともに上述したリスクを低減した有利な風力タービンを提供することにある。本発明の第３の目的は、風力タービンの部品を落雷から保護するための有利な方法を提供することにあり、この方法により、落雷の電流が、雷導通路から雷導通路に近接した部品に、それゆえ、発電機に飛び移るリスクを低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の目的は、請求項１に記載の風力タービン用の避雷システムによって解決される。第２の目的は、請求項４に記載の風力タービンによって解決される。第３の目的は、請求項１５に記載の風力タービンの部品を落雷から保護するための方法によって解決される。従属項は本発明の有利な実施形態を規定している。
【０００９】
本発明の風力タービン用の避雷システムは、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルを具えている。さらに、避雷システムは、ピックアップユニットと、追加の絶縁高電圧ケーブルと、を具えている。少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルは、例えば、その第１の端部で雷受容体に電気的に接続されている。さらに、少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブルは、例えば、その第２の端部でピックアップユニットに電気的に接続されている。ピックアップユニットは、さらに、追加の絶縁高電圧ケーブルによって電気接地部材に電気的に接続可能である。
【００１０】
有利なことに、絶縁高電圧ケーブルを使用することによって、風力タービンの部品、例えば、風力タービンブレードへの落雷の電流は、ロータの固定子巻線および永久磁石のような高感度な電気部品に影響を及ぼすことなく、主軸受のような重要な部品を避けて電気接地部材、例えば、風力タービンのタワーに流れることができる。
【００１１】
一般的な避雷用の絶縁高電圧ケーブル（略して、ＨＶケーブル）は、ＨＶケーブルとして用いられ、例えば、ロータブレードと風力タービンの内部の軸の取り付け領域との間で、複数の方向への変化あるいは回転することなく単純な方法で配線される。
【００１２】
さらに、ピックアップユニットを用いると、落雷からの電流を電気接地部材、例えば、風力タービンタワーに流すために、１つの追加の絶縁ＨＶケーブルしか必要としない。この場合、１つのＨＶケーブルのみが、落雷の大きなエネルギーによって損害を被る可能性のある発電機や変換機のような風力タービンの重要な電気部品あるいは主軸受やギアボックスのようなその他の重要な部品の付近を通過する。
【００１３】
好適には、遮蔽装置、例えば、遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブが、少なくとも１つのＨＶケーブルあるいは追加のＨＶケーブルの周囲に取り付けられている。あるいは、遮蔽装置、すなわち、遮蔽手段、例えば、遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブは、少なくとも１つのＨＶケーブルあるいは追加のＨＶケーブルに直接組み入れられている。遮蔽装置は金属素材製とすることができる。さらに、遮蔽装置は、特定のブラケットによって嵌合されている、および／または、担持されていてもよい。ＨＶケーブルの周囲に設置可能な追加の遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブ、例えば、金属製の遮蔽ホースあるいは遮蔽チューブを用いると、ＨＶケーブルの周囲の電磁場を減少させることができる。
【００１４】
例えば、少なくとも１つのＨＶケーブルおよび／または追加のＨＶケーブルを、スリップリングおよび／または接触ブラシおよび／またはスパークギャップによってピックアップユニットに電気的に接続することができる。
【００１５】
本発明の風力タービンは、上述した避雷システムを具える。一般的に、本発明の風力タービンは、上述した本発明の避雷システムと同一の有利な効果を有する。
【００１６】
本発明の風力タービンは、回転軸を具えることができる。好適には、ピックアップユニットは回転軸に配置されている。さらに、風力タービンは中央装置を具えることができる。中央装置は回転軸に配置可能である。この場合、ピックアップユニットは、中央装置に配置されていることが好ましい。風力タービンはハブを具えることができる。ハブは中央ハブ装置を具えることができる。ピックアップユニットは中央ハブ装置に配置可能である。風力タービンは主軸をさらに具えることができる。主軸は中央主軸装置を具えることができる。この場合、ピックアップユニットは中央主軸装置に配置されていることが好ましい。
【００１７】
ピックアップユニットの中央位置が、例えば、中央ハブ装置または中央主軸装置にあることにより、ピックアップユニットを電気接地部材、例えば、風力タービンタワーに、簡単な方法で、複数の方向に移動あるいは回転をせずに、ロータの固定子巻線および永久磁石のような高感度かつ重要な部品に影響を及ぼすことなく接続することができる。さらに、１つの中央に配置されたピックアップユニットのみを、例えば、１つの追加のＨＶケーブルだけを使って電気接地部材に接続するだけで、主軸受のような複数の重要部品を効果的に回避することができる。
【００１８】
中央ハブ装置または中央主軸装置は、少なくとも１つの電気スリップリングまたは複数の電気スリップリングおよび／またはハイドロリックユニオン（hydraulic union）を具えることができる。
【００１９】
本発明の風力タービンは、少なくとも１つのロータブレードを具えることができる。ロータブレードは雷受容体を有することができる。雷受容体は少なくとも１つのＨＶケーブルに接続可能である。例えば、雷受容体は、ブレード引き下げ導体によって少なくとも１つのＨＶケーブルに接続可能である。ブレード引き下げ導体は、好適には、ブレードの内部に配置されている。ブレードの引き下げ導体は、ブレードの内部で電気絶縁ＨＶケーブルの第１の端部に接続されていることが好ましい。ＨＶケーブルの第２の端部は、中央ハブ装置または中央主軸装置に配置されているピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体に取り付け可能である。
【００２０】
風力タービンは、風力タービンタワーを具えることができる。風力タービンは、タワーと風力タービンのナセルとの間に配置された遷移部品をさらに具えることができる。中央ハブ装置および／または中央主軸装置とタワーあるいは遷移部品との間のさらなる電気的な接続は、追加のＨＶケーブルによって達成可能である。追加のＨＶケーブルは、さらに遮蔽かつ絶縁されていることが好ましい。これにより、ナセル内のきわめて低い電磁場条件を可能にすることができる。
【００２１】
ピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体は、例えば、絶縁担持構造体によって電気的に絶縁されていることが好ましい。また、ピックアップユニットは、中央ハブ装置および／またはハブおよび／または主軸および／または中央主軸装置から絶縁されていることが好ましい。ピックアップユニット、すなわち、ピックアップ構造体を電気的に絶縁することによって、高感度の電気部品および主軸受のような重要な部品が落雷によって損害を被るのを効果的に防止することができる。
【００２２】
また、風力タービンは電気接地部材を具えることができる。風力タービンは、絶縁高電圧ケーブルによって電気接地部材に電気的に接続された少なくとも１つの避雷針をさらに具えることができる。電気接地部材は、例えば、風力タービンタワー、あるいは、タワーとナセルとの間に配置された遷移部品とすることができる。少なくとも１つの避雷針は、例えば、フランクリンロッドとすることができる。避雷針あるいはフランクリンロッドはナセルに配置することができる。避雷針を絶縁ＨＶケーブルによって電気接地部材に接続することにより、ナセル内において落雷による電磁場を減少することができ、同時に、風力タービンの高感度な電気部品および壊れやすい機械部品を落雷から保護することができる。
【００２３】
一般的に、風力タービンは直接駆動風力タービンとすることができる。さらに、風力タービンはアウターロータシステムを有する発電機、あるいは、インナーロータシステムを有する発電機を具えることができる。上述した避雷システムは、アウターロータ発電機およびインナーロータ発電機の両方に同一の方法で適用することができる。
【００２４】
風力タービンの部品、特に電気部品を落雷から保護するための本発明の方法は、電気接地部材および少なくとも１つの雷受容体を具える風力タービンに関するものである。この方法は、少なくとも１つの雷受容体を、ＨＶケーブルによってピックアップユニットに電気的に接続し、ピックアップユニットを、追加のＨＶケーブルによって電気接地部材に電気的に接続することを特徴とするものである。一般的に、少なくとも１つの雷受容体をピックアップユニットに接続するＨＶケーブルは、ピックアップユニットを電気接地部材に接続するＨＶケーブルと同一の特性を有する。
【００２５】
本発明の方法は、上述した本発明の避雷システムおよび風力タービンと同一の有利な効果を有する。
【００２６】
本願明細書において、「追加の」という用語は２つのＨＶケーブルを互いに区別するためにのみ用いられている。
【００２７】
本発明のさらなる特徴、特性および効果は、以下の実施形態の説明および図面から明らかになる。有利なことに、言及する全ての特徴は、個別に、あるいは、任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】風力タービンを示す概略図である。
【図２】本発明の風力タービンを示す部分概略図である。
【図３】ピックアップ構造体を示す部分概略図である。
【図４】複数の高電圧ケーブルの第２の端部を互いに、および、接触ブラシに接続する一例を示す概略図である。
【図５】２つのスリップリング間の電気的な接続を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に、風力タービン１の概略を示す。風力タービン１は、タワー５と、ナセル２と、ハブ７と、を具えている。ナセル２はタワー５の上部に配置されている。遷移部品６はタワー５とナセル２との間に配置されている。ハブ７は複数の風力タービンブレード８を具えている。ハブ７はナセル２に取り付けられている。さらに、ハブ７は回転軸２６を中心に回転するように回転可能に取り付けられている。ナセル２は、ハブ７と反対側に位置する裏側２７を具えている。
【００３０】
発電機３はナセル２の内部に配置されている。発電機３は、ハブ７に面する表側２４と、ハブ７とは反対側の裏側２５と、を具えている。一般的に、発電機３はアウターロータ構成あるいはインナーロータ構成とすることができる。風力タービン１は直接駆動風力タービンである。
【００３１】
図２に、本発明の風力タービン１の部分の概略を示す。風力タービン１は、ナセル２とハブ７との間に配置された直接駆動発電機３を具えている。あるいは、直接駆動発電機３は、ナセル２の内部に配置されてもよい。風力タービン１は、１つ以上の絶縁高電圧ケーブル（ＨＶケーブル）１２を有する避雷システムを具えている。遮蔽装置、例えば、遮蔽ホースあるいはチューブ１３は、ＨＶケーブル１２の周囲に取り付けられているが、ＨＶケーブル１２に直接組み入れられていてもよい。
【００３２】
複数のロータブレード８の各々は、少なくとも１つの雷受容体（図２には示さず）を具えている。雷受容体は、雷の電流をブレードルート２２に流すブレード引き下げ導体１１に接続されている。ブレードルート２２は、ブレード８がハブ７に接続されているブレード８の部分である。ブレード引き下げ導体１１はブレード８の内部に配置されていることが好ましい。
【００３３】
ブレード引き下げ導体１１はＨＶケーブル１２ａに接続されている。図２では、ブレード引き下げ導体１１とＨＶケーブル１２ａとは、ブレードルート２２に近接したロータブレード８の内部で接続されている。あるいは、ブレード引き下げ導体１１とＨＶケーブル１２ａとは、ハブ７の内部で接続されていてもよい。言い換えれば、ＨＶケーブル１２ａの第１の端部は、ブレード引き下げ導体１１に接続されている。ＨＶケーブル１２ａの第２の端部は、ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４に接続されている。
【００３４】
風力タービン１の内部には、とりわけベッドフレーム９の構造と、主軸１０と、主支持構造体２１と、キュービクル４内の電気システムと、が配置されている。これらの部品はナセル２の内部に配置されていることが好ましい。風力タービンナセル２は遷移部品６を介して取り付けられ、遷移部品６は風力タービンタワー５の上にヨーセクションを具えている。
【００３５】
ピックアップユニット１４は、回転軸２６上に配置されていることが好ましい。風力タービン１は中央主軸装置あるいは中央ハブ装置を具えることができる。この場合、ピックアップユニット１４は、中央主軸装置あるいは中央ハブ装置に配置可能である。中央ハブ装置は電気スリップリングおよびハイドロリックユニオンからなるものとすることができる。
【００３６】
ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４は、中央ハブ装置および／または中央主軸装置およびハブ７あるいは主軸１０から絶縁担持構造体１５によって電気的に絶縁されている。一般的に、ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４を有する中央ハブ装置は、主軸１０の内部あるいはハブ７の内部のいずれかに配置可能である。その配置場所に応じて、ピックアップユニット１４の複数の部品、それゆえ、取り付けられた避雷システムの複数の部品は固定されていたり、それぞれ回転したりする。
【００３７】
タワー５および／または遷移部品６は電気接地部材を形成する、あるいは、電気接地部材を構成部材として有する。ピックアップユニット（ピックアップ構造体）１４は、追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂによって電気接地部材に電気的に接続されている。この追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂは、雷の電流を電気接地部材、例えば、遷移部品６にさらに流す。追加の絶縁ＨＶケーブル１２ｂは遮蔽装置１３ｂを具えている。遮蔽装置１３ｂは、上述したその他のＨＶケーブル１２に関して説明した際の金属ホースまたはチューブ１３と同一の特性を有することができる。
【００３８】
遮蔽ホース１３ａは、その第１の端部がブラケット１８によってハブ７に接続されている。遮蔽ホース１３ａは、その第２の端部が特定のブラケット１８によって、ハブまたはピックアップユニット１４または中央ハブ装置または中央主軸装置に接続されている。遮蔽ホース１３ｂは、その第１の端部が特定のブラケット１８によって絶縁担持構造体１５に接続されている。遮蔽ホース１３ｂは、その第２の端部がブラケット１８によって遷移部品６の特定の突起１９に接続されている。
【００３９】
追加のＨＶケーブル１２ｂの第１の端部はピックアップユニット１４に接続されている。追加のＨＶケーブル１２ｂの第２の端部は、例えば、遷移部品６あるいはタワー５あるいはその他の電気接地部材に電気的に接続されている。図２では、追加のＨＶケーブル１２ｂの第２の端部は、遷移部品６の内部で金属のブラケット１９によって取り付けられている。
【００４０】
一般的に、ＨＶケーブル１２とピックアップユニット１４との間の接続は、スリップリングおよび／またはブラシ（例えば、炭素ブラシや接触ブラシ）および／またはスパークギャップによって達成可能である。これらの接続手段、例えばスリップリング、ブラシまたはスパークギャップは主軸１０の中央に配置されていることが好ましい。図２では、高電圧ケーブル１２ａは接触ブラシ１７によってピックアップユニット１４に接続されている。接触ブラシ１７は絶縁担持手段１６によってハブ７に接続されている。
【００４１】
さらに、図２では、ナセル２はフランクリンロッド２０を具えている。フランクリンロッド２０は、ナセル２の上部かつナセル２の裏側２７に配置されている。ナセル２上の１つまたは複数のフランクリンロッド２０は、風力タービン１の外側の避雷をさらに提供する。雷の電流を安全に地面に流すために、ＨＶケーブル１２ｃの第１の端部は、フランクリンロッド２０に接続されている。このＨＶケーブル１２ｃの第２の端部は、風力タービン１の電気接地部材に接続されている。ＨＶケーブル１２ｃは、上述したＨＶケーブル１２ａ、１２ｂと同一の特性および利点を有する。例えば、ＨＶケーブル１２ｃは、遷移部品６の内部で金属のブラケット１９によって取り付け可能である。
【００４２】
ＨＶケーブル１２ｃの周囲の電磁場を制限するために、追加の金属ホースあるいはチューブ１３ｃが、このケーブル１２ｃの周囲に取り付けられている。遮蔽ホース１３ｃの第１の端部は、特定のブラケット１８によってナセル２に接続されている。この遮蔽ホース１３ｃの第２の端部は、やはり特定のブラケット１８によって遷移部品６の特定の突起１９に接続されている。
【００４３】
図３に、ピックアップ構造体（ピックアップユニット）１４の部分を詳細に示す。ピックアップユニット１４は中央装置３０に接続されている、あるいは、中央装置３０に近接して配置されている。ピックアップユニット１４はスリップリング３１とスチールリング３２とを具えている。スチールリング３２は、絶縁層３４を有する遮蔽ケージ３３によって絶縁されている。絶縁層３４を有する遮蔽ケージ３３によって、ナセル２内のきわめて低い電磁場条件が可能となる。
【００４４】
一般的に、遮蔽ホース１３はスチールホースとすることができる。同様に、遮蔽ケージ２２もスチール製にしたり、スチールを含む部材とすることができる。絶縁層３４は、例えば、ガラス繊維強化高分子（ＧＦＲＰ）を含むことができる。
【００４５】
高電圧ケーブル１２ａは、その第１の端部がブレード引き下げ導体１１に接続され、その第２の端部が接触ブラシ１７によってスチールリング３２に接続されている。接触ブラシ１７は絶縁担持手段１６によってハブ７に接続されている。接触ブラシ１７を用いる代わりに、スパークギャップによって、高電圧ケーブル１２ａとスチールリング３２との間を電気的に導通接続することができる。参照符号４０は、電気的な接続を示している。
【００４６】
追加のＨＶケーブル１２ｂはスチールリング３２に電気的に接続されている。図３では、追加のＨＶケーブル１２ｂの遮蔽ホース１３ｂは、ボルト接続３５によって遮蔽ケージ３３に接続されている。
【００４７】
図３に示す実施形態の代わりに、スチールリング３２がハブ７とともに回転し、接触ブラシによって追加のＨＶケーブルに接続されていてもよい。この場合、図３では、高電圧ケーブル１２ａは追加のＨＶケーブルとみなされ、ＨＶケーブル１２ｂはブレード引き下げ導体に接続されるＨＶケーブルとみなされる。
【００４８】
図４に、複数の高電圧ケーブルの第２の端部を互いに、および、接触ブラシに接続する一例を概略的に示す。第１の高電圧ケーブル４１は、第１のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。第２の高電圧ケーブル４２は、第２のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。第３の高電圧ケーブル４３は、第３のブレード８の１つ以上の雷受容体に接続されている。３つのＨＶケーブル４１、４２、４３は互いに環状ＨＶケーブル４４に接続されている。
【００４９】
環状ＨＶケーブル４４は２つの接触ブラシ１７ａ、１７ｂを具えている。図４では、第１の接触ブラシ１７ａは、第２のＨＶケーブル４２の環状ＨＶケーブル４４への接点と、第３のＨＶケーブル４３の環状ＨＶケーブル４４への接点と、の間に配置されている。第２の接触ブラシ１７ｂは、第３のＨＶケーブル４３の環状ＨＶケーブル４４への接点と、第１のＨＶケーブル４１の環状ＨＶケーブル４４への接点と、の間に配置されている。ＨＶケーブル４１、４２、４３、４４は、接触ブラシ１７ａ、１７ｂによってスチールリング３２に接続可能である。
【００５０】
図５に、２つのスリップリング５１、５２の間の電気的な接続を概略的に示す。スリップリング接続５３は、第１のスリップリング５１と第２のスリップリング５２とを接続する。スリップリング接続５３は高電圧ケーブル接続５４を具えている。
【００５１】
本願明細書において「接続する」「接続された」という用語は、他に記載がない限り電気的な接続を意味する。電気的な接続は、それぞれの部品の間で直接的に達成されたり、あるいは、導通される１つ以上の他の部品を介して間接的に達成される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン（１）用の避雷システムであって、
少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）と、
ピックアップユニット（１４）と、
追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）と、
を具え、
前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）は、雷受容体および前記ピックアップユニット（１４）に電気的に接続され、
前記ピックアップユニット（１４）は、前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）によって電気接地部材（５、６）に電気的に接続されている、
ことを特徴とする避雷システム。
【請求項２】
遮蔽装置（１３）が前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）あるいは前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）の周囲に取り付けられている、あるいは、前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）あるいは前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）に直接組み入れられていることを特徴とする請求項１に記載の避雷システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）および／または前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）は、スリップリング（３１）および／または接触ブラシ（７）および／またはスパークギャップによって前記ピックアップユニット（１４）に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の避雷システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の避雷システムを具えることを特徴とする風力タービン（１）。
【請求項５】
回転軸（２６）と、前記回転軸（２６）に配置された前記ピックアップユニット（１４）と、を具えることを特徴とする請求項４に記載の風力タービン（１）。
【請求項６】
回転軸（２６）と、前記回転軸（２６）に配置された中央装置（３０）と、を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央装置（３０）に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の風力タービン（１）。
【請求項７】
中央ハブ装置を有するハブ（７）を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央ハブ装置に配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項８】
中央主軸装置を有する主軸（１０）を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央主軸装置に配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項９】
前記中央ハブ装置および／または前記中央主軸装置は、少なくとも１つの電気スリップリングおよび／またはハイドロリックユニオンを具えることを特徴とする請求項７または８に記載の風力タービン（１）。
【請求項１０】
少なくとも１つのロータブレード（８）を具え、
前記少なくとも１つのロータブレード（８）は、前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２）に接続された雷受容体を有することを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１１】
前記ピックアップユニット（１４）は、電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１２】
ハブ（７）および／または主軸（１０）および／または中央ハブ装置および／または中央主軸装置を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は、前記ハブ（７）および／または前記主軸（１０）および／または前記中央ハブ装置および／または前記中央主軸装置から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１１に記載の風力タービン（１）。
【請求項１３】
電気接地部材（５、６）と、
前記電気接地部材（５、６）に、絶縁高電圧ケーブル（１２ｃ）によって電気的に接続された少なくとも１つの避雷針（２０）と、
を具えることを特徴とする請求項４〜１２のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１４】
前記風力タービン（１）が直接駆動風力タービンであることを特徴とする請求項４〜１３のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１５】
風力タービン（１）の部品を落雷から保護するための方法であって、
前記風力タービン（１）は、電気接地部材（５、６）および少なくとも１つの雷受容体を具え、
前記少なくとも１つの雷受容体を、高電圧ケーブル（１２）によってピックアップユニット（１４）に電気的に接続し、
前記ピックアップユニット（１４）を、追加の高電圧ケーブル（１２）によって前記電気接地部材（５、６）に電気的に接続する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１】
風力タービン（１）用の避雷システムであって、
少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）と、
ピックアップユニット（１４）と、
追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）と、
を具え、
前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）は、雷受容体および前記ピックアップユニット（１４）に電気的に接続され、
前記ピックアップユニット（１４）は、前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）によって電気接地部材（５、６）に電気的に接続されている、
ことを特徴とする避雷システム。
【請求項２】
遮蔽装置（１３）が前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）あるいは前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）の周囲に取り付けられている、あるいは、前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）あるいは前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）に直接組み入れられていることを特徴とする請求項１に記載の避雷システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２ａ）および／または前記追加の絶縁高電圧ケーブル（１２ｂ）は、スリップリング（３１）および／または接触ブラシ（７）および／またはスパークギャップによって前記ピックアップユニット（１４）に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の避雷システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の避雷システムを具えることを特徴とする風力タービン（１）。
【請求項５】
回転軸（２６）と、前記回転軸（２６）に配置された前記ピックアップユニット（１４）と、を具えることを特徴とする請求項４に記載の風力タービン（１）。
【請求項６】
回転軸（２６）と、前記回転軸（２６）に配置された中央装置（３０）と、を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央装置（３０）に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の風力タービン（１）。
【請求項７】
中央ハブ装置を有するハブ（７）を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央ハブ装置に配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項８】
中央主軸装置を有する主軸（１０）を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は前記中央主軸装置に配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項９】
前記中央ハブ装置および／または前記中央主軸装置は、少なくとも１つの電気スリップリングおよび／またはハイドロリックユニオンを具えることを特徴とする請求項７または８に記載の風力タービン（１）。
【請求項１０】
少なくとも１つのロータブレード（８）を具え、
前記少なくとも１つのロータブレード（８）は、前記少なくとも１つの絶縁高電圧ケーブル（１２）に接続された雷受容体を有することを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１１】
前記ピックアップユニット（１４）は、電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１２】
ハブ（７）および／または主軸（１０）および／または中央ハブ装置および／または中央主軸装置を具え、
前記ピックアップユニット（１４）は、前記ハブ（７）および／または前記主軸（１０）および／または前記中央ハブ装置および／または前記中央主軸装置から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１１に記載の風力タービン（１）。
【請求項１３】
電気接地部材（５、６）と、
前記電気接地部材（５、６）に、絶縁高電圧ケーブル（１２ｃ）によって電気的に接続された少なくとも１つの避雷針（２０）と、
を具えることを特徴とする請求項４〜１２のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１４】
前記風力タービン（１）が直接駆動風力タービンであることを特徴とする請求項４〜１３のいずれか１項に記載の風力タービン（１）。
【請求項１５】
風力タービン（１）の部品を落雷から保護するための方法であって、
前記風力タービン（１）は、電気接地部材（５、６）および少なくとも１つの雷受容体を具え、
前記少なくとも１つの雷受容体を、高電圧ケーブル（１２）によってピックアップユニット（１４）に電気的に接続し、
前記ピックアップユニット（１４）を、追加の高電圧ケーブル（１２）によって前記電気接地部材（５、６）に電気的に接続する、
ことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３３４８２（Ｐ２０１２−２３３４８２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１０５８２９（Ｐ２０１２−１０５８２９）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５８２９（Ｐ２０１２−１０５８２９）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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