UN MÉTODO PARA PROTEGER FRENTE A RAYOS UN ÁLABE PARA UNA PLANTA DE ENERGÍA EÓLICA.

Un método para proteger frente a rayos un álabe (1) de una planta de energía eólica,

comprendiendo dicho álabe una cáscara (2) del álabe que comprende al menos un laminado (7; 18) principal reforzado con fibras, comprendiendo dicho laminado principal fibras (21) conductoras de la electricidad, en el cual el álabe comprende al menos un pararrayos (9) configurado para conducir corriente de los rayos, incluyendo preferiblemente a tierra, que comprende: - que al menos varias fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas entre sí por medios (6, 12, 13) conductores de la electricidad; y - que se proporciona al menos un receptor (4, 24, 25) metálico para capturar corriente de los rayos en la superficie externa del álabe o cerca de ella; y - que el receptor está conectado al pararrayos; y - que varias fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas al pararrayos a través de los medios conductores de la electricidad para igualar la diferencia de potencial existente entre el pararrayos y las fibras conductoras de la electricidad; en el cual al menos un primer elemento (11) de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto dentro del álabe encima de los medios conductores de la electricidad y en conexión conductora de la electricidad con los mismos, estando dicho elemento de conexión conectado al pararrayos

El invento se refiere a un método para proteger frente a rayos un álabe de una planta de energía eólica, comprendiendo dicho álabe una cáscara del álabe configurada esencialmente como un laminado reforzado con fibras, comprendiendo dicho laminado fibras conductoras de la electricidad, donde el álabe comprende al menos un pararrayos configurado para conducir una corriente de los rayos, incluyendo preferiblemente a tierra. Asimismo, el invento se refiere a un álabe 5 protegido frente a rayos y a una planta de energía eólica.

Es conocido el dotar a los álabes para plantas de energía eólica de receptores de rayos que están, en el interior del álabe, en conexión eléctrica con un pararrayos que es capaz de conectar una corriente del rayo a tierra. Un ejemplo de esto se ha descrito en el documento EP 0 783 629 B1, que se incorpora en este documento por medio de esta referencia. Además, a partir del documento WO 00/14405 es conocido el utilizar fibras de carbono en el laminado de un 10 álabe para una planta de energía eólica. Esa explicación también se incluye en este documento para referencia. El documento WO 00/14405 explica una solución en la cual se proporcionan varias conexiones conductoras de la electricidad en la dirección longitudinal del álabe y entre tiras de fibra de carbono en el laminado del álabe y hacia el interior hacia el conductor de rayos interior del álabe.

Debido a que la demanda de álabes para plantas de energía eólica tiende hacia álabes de longitudes crecientes, surge 15 al mismo tiempo la necesidad de fabricar álabes con mayor rigidez y con un peso comparativamente menor. Una forma de conseguir estas propiedades es combinar varios tipos de fibras en el laminado de los álabes, por ejemplo una opción es combinar fibras de vidrio y fibras de carbono, y del mismo modo las fibras de carbono o las fibras de vidrio se pueden combinar ventajosamente con fibras de acero como es conocido por ejemplo a partir del documento US 20020037409. De esta manera también son posibles combinaciones con otros tipos de fibras y es también una opción el utilizar 20 exclusivamente fibras de carbono u otro tipo de fibra apropiado. La combinación de, por ejemplo, fibras de vidrio con fibras de carbono en un así llamado laminado híbrido presenta ventajas, pero siguen apareciendo problemas. Uno de estos problemas es que algunos de los tipos de fibras son conductores de la electricidad, por ejemplo, las fibras de carbono y las fibras de acero. Una caída de un rayo directamente en el laminado puede provocar daños a un álabe que comprenda fibras conductoras de la electricidad, ya que estas fibras conducirían la corriente y debido a ello se 25 calentarían mucho. Esto es particularmente problemático en el caso de fibras que tienen una conductividad comparativamente baja, tales como las fibras de carbono, y en el caso de laminados híbridos con fibras por ejemplo en forma de manta, en los que la manta individual puede tener por ejemplo una pequeña parte de fibras conductoras de la electricidad y una parte mayor por ejemplo de fibras de vidrio que no son conductoras de la electricidad. Un problema adicional es que, aunque una corriente del rayo sea capturada por un receptor y conducida hasta un pararrayos, las 30 fibras conductoras del laminado pueden hacer que la corriente se transmita a dicho laminado y por lo tanto pueden provocar daños al mismo.

Un método de acuerdo con el invento como se define en la reivindicación 1 puede solucionar al menos en parte los problemas descritos anteriormente.

Cuando las fibras conductoras de la electricidad están conectadas entre sí por medios conductores de la electricidad, y 35 el al menos un primer elemento de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto en el interior del álabe encima de los medios conductores de la electricidad y en conexión conductora de la electricidad con ellos, al estar dicho elemento de conexión conectado al pararrayos, las fibras colaborarán en la conducción de una corriente de los rayos. De ese modo se consigue una conexión eléctrica apropiada, en la que se pueden conducir grandes corrientes desde los medios conductores de la electricidad hasta el pararrayos. De este modo se reducirá cualquier efecto dañino. 40

Al mismo tiempo, el receptor metálico servirá como dispositivo primario de captura de rayos y reducirá el riesgo de las caídas de rayos en el laminado. Al estar el receptor conectado al pararrayos, la corriente de los rayos será desviada predominantemente a tierra, al mismo tiempo que se minimiza el riesgo de transmisiones al laminado porque las fibras conductoras de la electricidad, al estar en su mayor parte conectadas entre sí, están también conectadas al pararrayos, por lo que de ese modo se iguala cualquier diferencia de potencial que pueda provocar transmisión. De esta forma se 45 minimiza el riesgo de que el rayo descargue en el laminado o de que se transmita desde el pararrayos al laminado.

De acuerdo con una realización el receptor puede estar conectado al pararrayos y a las fibras conductoras de la electricidad del laminado principal, ya sea mediante los medios conductores de la electricidad o directamente o mediante una combinación de ambas formas. De este modo el receptor, el cual debe ser siempre de una configuración resistente para conducir una corriente de los rayos, se puede usar también para conectar las fibras conductoras del 50 laminado por medio del conductor de los rayos. De este modo también se puede conducir una corriente grande desde las fibras conductoras hasta el pararrayos.

De acuerdo con una realización adicional, el receptor se puede conectar a las fibras conductoras de la electricidad del laminado principal mediante un proceso que comprende soldadura, soldadura blanda o pegado con pegamento conductor de la electricidad, por ejemplo pegamento de plata. De este modo se consigue una conexión eléctrica segura 55 que se puede configurar para la conducción de grandes corrientes.

De acuerdo con una realización adicional, se puede disponer contra el laminado al menos un elemento adicional de conexión esencialmente macizo de metal, y los medios conductores de la electricidad se disponen encima del segundo

elemento de conexión, y el primer elemento de conexión se dispone encima de los medios conductores de la electricidad, y el primer elemento de conexión y el receptor se configuran para que estén sujetos el uno al otro mediante roscas a través del segundo elemento de conexión y de los medios conductores de la electricidad. Se consigue de este modo que los elementos de conexión primero y segundo se puedan sujetar alrededor de los medios conductores de la electricidad por medio del receptor, con lo cual se crea buena conexión eléctrica desde los medios conductores de la 5 electricidad hasta los elementos de conexión.

De acuerdo con una realización adicional el primer elemento de conexión y/o el segundo elemento de conexión se pueden unir por soldadura blanda, se pueden soldar o se pueden pegar con pegamento conductor de la electricidad a los medios conductores de la electricidad para una mejora adicional de la conductividad.

De acuerdo con una realización adicional el laminado principal puede comprender fibras que sean conductoras de la 10 electricidad y fibras que no sean conductoras de la electricidad. De este modo se puede optimizar la composición de fibras en función del diseño del álabe y de la carga sobre el álabe, dado que se pueden seleccionar libremente fibras de ambas categorías.

De acuerdo con una realización alternativa el receptor se puede moldear completa o parcialmente en el interior del laminado, incluyendo por ejemplo en conexión con la inyección por vacío de resina para la unión del laminado. De ese 15 modo se evita procesar el álabe para el montaje del receptor después del endurecimiento de la resina.

De acuerdo con una realización preferente los medios conductores de la electricidad pueden comprender fibras conductoras de la electricidad, incluidas en forma de al menos una manta. Esto es ventajoso porque, normalmente, las fibras de este tipo ya se emplean en el laminado, y por lo tanto están fácilmente disponibles. Además las fibras se pueden laminar unas a otras, y se puede usar de forma ventajosa una contribución de las mismas a la resistencia, si así 20 se desea.

De acuerdo con una realización alternativa los medios conductores de la electricidad pueden comprender al menos una rejilla o una placa de metal. De este modo se consigue una buena conductividad de los medios conductores que son de esta forma apropiados para conducir... [Seguir leyendo]

1. Un método para proteger frente a rayos un álabe (1) de una planta de energía eólica, comprendiendo dicho álabe una cáscara (2) del álabe que comprende al menos un laminado (7; 18) principal reforzado con fibras, comprendiendo dicho laminado principal fibras (21) conductoras de la electricidad, en el cual el álabe comprende al menos un pararrayos (9) configurado para conducir corriente de los rayos, incluyendo preferiblemente a tierra, que comprende: 5

- que al menos varias fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas entre sí por medios (6, 12, 13) conductores de la electricidad; y

- que se proporciona al menos un receptor (4, 24, 25) metálico para capturar corriente de los rayos en la superficie externa del álabe o cerca de ella; y

- que el receptor está conectado al pararrayos; y 10

- que varias fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas al pararrayos a través de los medios conductores de la electricidad para igualar la diferencia de potencial existente entre el pararrayos y las fibras conductoras de la electricidad;

en el cual al menos un primer elemento (11) de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto dentro del álabe encima de los medios conductores de la electricidad y en conexión conductora de la electricidad con los mismos, 15 estando dicho elemento de conexión conectado al pararrayos.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el receptor se conecta al pararrayos y a las fibras conductoras de la electricidad del laminado principal, a través de los medios conductores de la electricidad o directamente o mediante una combinación de ambas formas.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el cual el receptor se conecta a las fibras conductoras de la 20 electricidad del laminado principal mediante un proceso que comprende soldadura, soldadura blanda o pegado con pegamento conductor de la electricidad, por ejemplo pegamento de plata.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual al menos un segundo elemento (10) de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto apoyado contra el laminado; y los medios conductores de la electricidad están dispuestos encima del elemento de conexión adicional; y el primer elemento (11) de conexión está dispuesto 25 encima de los medios conductores de la electricidad; y en el que el primer elemento de conexión y el receptor están configurados para estar unidos el uno al otro a través del segundo elemento de conexión y de los medios conductores de la electricidad por medio de roscas.

5. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-4, en el cual el primer elemento de conexión y/o el segundo elemento de conexión está/están unidos por soldadura blanda, soldados o pegados con pegamento conductor 30 de la electricidad a los medios conductores de la electricidad.

6. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-5, en el cual el laminado principal comprende fibras que son conductoras de la electricidad y fibras (20) que no son conductoras de la electricidad.

7. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-6, en el cual el receptor se funde de forma completamente o parcialmente integral con el laminado, incluido por ejemplo en conexión con inyección por vacío de 35 resina para unir el laminado.

8. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-7, en el cual los medios conductores de la electricidad comprenden fibras conductoras de la electricidad, incluyendo en la forma de al menos una manta.

9. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-8, en el cual los medios conductores de la electricidad comprenden al menos una rejilla o una placa de metal. 40

10. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-9, en el cual varios elementos (23) metálicos alargados están dispuestos en la superficie externa del álabe para capturar la corriente de los rayos y están conectados al pararrayos.

11. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-10, en el cual varios receptores están dispuestos en el lado superior y en el lado inferior del álabe. 45

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual los receptores están dispuestos de forma aproximadamente simétrica alrededor de un eje, extendiéndose dicho eje, visto en una vista de sección transversal del álabe esencialmente en ángulo recto con el eje longitudinal del álabe desde la raíz a la punta, a través del borde (15) delantero y del borde (16) trasero del álabe.

13. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-10, en el cual el al menos un receptor está configurado para que sea alargado y para que esté adaptado para su integración en los bordes delantero y/o trasero del álabe o con ellos.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual el receptor se usa como pararrayos al menos sobre una parte de la longitud del álabe. 5

15. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-14, en el cual el al menos un receptor se usa preferiblemente en aquella parte de la cáscara del álabe que no está constituida por el laminado principal del álabe, y preferiblemente en una posición cercana al laminado principal.

16. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-15, en el cual el al menos un receptor está dispuesto preferiblemente de tal manera que al menos una parte del receptor está dispuesta cerca de la cara externa 10 del álabe o en ella.

17. Una planta de energía eólica que comprende al menos un álabe (1) protegido frente a rayos, comprendiendo dicho álabe una cáscara (2) del álabe que comprende al menos un laminado (7, 18) principal reforzado con fibras, comprendiendo dicho laminado principal fibras (21) conductoras de la electricidad, en donde el álabe comprende al menos un pararrayos (9) configurado para conducir la corriente de los rayos, incluyendo preferiblemente a tierra, 15 fabricándose dicho álabe mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el cual al menos varias de las fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas entre sí por medios (6, 12, 13) conductores de la electricidad, y en el cual al menos un receptor (4, 24, 25) está dispuesto para capturar la corriente de los rayos en la cara externa del álabe o cerca de ella; y en el cual el receptor está conectado al pararrayos, y varias de las fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas a 20 través de los medios conductores de la electricidad al pararrayos para igualar la diferencia de potencial existente entre el pararrayos y las fibras conductoras de la electricidad caracterizado porque al menos un primer elemento (11) de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto dentro del álabe encima de los medios conductores de la electricidad y en conexión conductora de la electricidad con ellos, estando dicho elemento de conexión conectado al pararrayos y porque dicho receptor es metálico. 25

18. Un álabe (1) protegido frente a rayos para una planta de energía eólica, comprendiendo dicho álabe una cáscara (2) del álabe que comprende al menos un laminado (7, 18) principal reforzado con fibras, comprendiendo dicho laminado principal fibras (21) conductoras de la electricidad, en el cual el álabe comprende al menos un pararrayos (9) configurado para conducir la corriente de los rayos, incluyendo preferiblemente a tierra, fabricándose dicho álabe mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el cual al menos varias de las fibras 30 conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas entre sí por medios (6, 12, 13) conductores de la electricidad, y en el cual al menos un receptor (4, 24, 25) está dispuesto para capturar la corriente de los rayos en la superficie externa del álabe o cerca de ella; y en el cual el receptor está conectado al pararrayos, y varias de las fibras conductoras de la electricidad dentro del mismo laminado principal están conectadas, a través de los medios conductores de la electricidad al pararrayos, para igualar la diferencia de potencial existente entre el pararrayos 35 y las fibras conductoras de la electricidad caracterizado porque al menos un primer elemento (11) de conexión esencialmente macizo de metal está dispuesto dentro del álabe encima de los medios conductores de la electricidad y en conexión conductora de la electricidad con los mismos, estando dicho elemento de conexión conectado al pararrayos y porque dicho receptor es metálico.