Ochrana větrných elektráren proti blesku

Typografie
  • Nejmenší Malé Střední Velké Největší
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Dílčí výboj blesku může být považován za zdroj proudu. Maximální hodnota bleskového proudu produkovaný samostatným výbojem byla zaznamenána ve výši 300 kA. Podobně maximální hodnoty náboje přenesené a specifické energie jsou 400 C a 20 MJ/Q.

Ochrana moderních větrných elektráren proti blesku představuje problémy, se kterými se normálně u jiných konstrukcí nesetkáme. Tyto problémy je možné spatřovat v následujících příčinách:

  • Větrné elektrárny tvoří vysoké konstrukce o výšce do i nad 150 m;
  • Lopatky a gondola se otáčejí;
  • Bleskový proud musí být sveden konstrukcí větrné elektrárny do země, tak že významné části bleskového proudu budou procházet prakticky všemi součástmi větrné turbíny nebo v jejich blízkosti;
  • Větrné elektrárny ve větrných farmách jsou elektricky propojeny a často umístěny v lokalitách se špatnými podmínkami pro uzemnění.
  • Větrné elektrárny se často umisťují do lokalit velice vystaveným úderům blesků;
  • Součásti větrné turbíny nejvíce vystavené působení blesku, jako jsou lopatky a kryt gondoly, jsou často vyrobeny z kompozitních materiálů nezpůsobilých vydržet přímý úder blesku nebo vést bleskový proud;

Vysoká štíhlá konstrukce má, jak je známo, vliv na vlastní proces blesku. U konstrukcí s výškou nad 60 m se vyskytují boční blesky, kde několik procent blesků udeří do boku konstrukce namísto do vrcholu. Právě takovéto údery jsou příčinou problémů u větrných elektráren, protože boční údery do listů vrtule je mohou vážně poškodit, přestože jsou chráněné.
Navíc s výškou vzrůstá podíl vzestupných vyvolaných blesků a stávají se významným faktorem pro konstrukce o výšce okolo 100 m.

blesk vetrna elektrarna
Větrné elektrárny se často umisťují do lokalit vystaveným silným větrům, jako jsou pobřeží, na vrcholcích kopců nebo na horských hřebenech. Takováto umístění často mají relativně vysoký výskyt blesků. Větrné elektrárny jsou také přednostně umisťovány vysoko nad úroveň okolního terénu a daleko od jiných vysokých objektů, toto má za následek větší náchylnost k úderu blesku. Dalším problémem vyplývajícím z umístění větrných elektráren na kopcích a hřebenech hor je uzemňování. Rezistivita půdy v těchto lokalitách je často velmi vysoká.
Lopatky velkých moderních větrných turbín jsou často vyrobeny z kompozitních materiálů, jako je sklolaminát nebo kombinace dřeva a laminátu. Lopatky vyrobené z tohoto materiálu jsou samy o sobě nechráněné proti přímému úderu blesku a ten vždy způsobí jejich těžké poškození, protože tyto materiály jsou špatnými vodiči bleskového proudu. Proto je ochrana proti blesku takových lopatek velmi důležitá. Některé kryty gondoly jsou vyrobeny ze sklolaminátu, a proto musí být také chráněny před přímými údery blesků.
Skutečnost, že jsou větrné turbíny točivé stroje, přináší speciální problémy. Je jím riziko úderů blesku do více než jednoho místa otáčejících se lopatek, a dokonce do více než jedné lopatky. Je to způsobené výboji blesku, které jsou tvořeny několika oddělenými proudovými pulsy během doby trvající až 1 s. To je dostatečná doba pro působení blesku na více než jednu lopatku (například třílistá větrná turbína, která otáčí lopatky rychlostí 20 ot/min, otočí za 1 s listy o 120°). Udeří-li blesk do lopatek, projde bleskový proud celou konstrukcí turbíny do země. A to včetně rozteče ložisek, hrdla a hlavní hřídele ložiska, převodovek, ložisek generátoru, základové desky, ložiska směrového natáčení a stožáru. Bleskový proud procházející převodovkami a ložisky může způsobit jejich poškození, zejména je-li mazací vrstva mezi válečky a oběžnými drážkami nebo mezi zuby ozubeného kola.
Technika ochrany proti blesku elektrických systémů je běžně dostupná a popsána v souboru IEC 61024 a IEC 61312. Speciální pozornost je třeba věnovat skutečnosti, že bleskový proud procházející větrnou turbínou bude v těsnější blízkosti k elektrickým systémům, ve srovnání s elektrickými instalacemi v budovách. To se také týká bezpečnosti osob, protože nemají možnost dosáhnout minimálních bezpečných vzdáleností uvedených v normě IEC 61024-1.

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.

Prosím, povolte javascriptu odeslat tento formulář

Časopis vychází 1x měsíčně.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cerven 2022

ElektroPrůmysl.cz, červen 2022

Číslo je zaměřené na energetiku, trafostanice, transformátory a identifikační systémy.

Zajímavé odkazy

Ušetřete 30% nákladů se systémovou technikou! Zbavte se tlaku na náklady jednou pro vždy. Díky decentrální instalaci ušetříte až 30%. Je to tak jednoduché! Vše, co musíte udělat, je: Prostě jít do toho.
Termokamera pro mobilní telefon - HMINI1 Modul pro mobilní telefon s OS Android a USB-C, rozlišení 160x120 a 25 Hz snímkování.
Monitorování systémy transformátorů v průmyslu Komplexní řešení pro on-line diagnostiku. Pomoc při optimalizaci údržby a využití strojů. Včasná indikace hrozících poruch.

Najdete nás na Facebooku