Diplomarbeit Daniel Swoboda - FH Aachen, Elektrolabor

Diplomarbeit Daniel Swoboda Blitzschutz einer Windkraftanlage
6 Blitzschutz einer Windkraftanlage
Für den Blitzschutz einer WEA ist es entscheidend, dass ein Blitzschlag über eine
durchgängige Verbindung von der Rotorblattspitze oder der Gondeloberseite bis in das
Fundament abgeleitet wird. Im Folgenden sollen nun Aufbau und Beschädigungsmechanismen
der Einzelkomponenten kurz, sowie die verwirklichten Blitzschutzmaßnahmen
genauer betrachtet werden.
6.1 Rotorblätter und der Übergang Rotorblatt/Nabe
Die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind aus Verbundwerkstoffen gefertigte Hohlraumkonstruktionen.
Um das Gewicht der Blätter so gering wie möglich zu halten werden
vorrangig Materialien wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), karbonfaserverstärkte
Kunststoffe (CFK) oder glasfaserverstärkte Epoxidharze verwendet.
Rotorblätter werden je nach Regelungs- und Bremsprinzip in den unterschiedlichsten
Bauformen gefertigt. Die gängigsten Modelle werden nun kurz beschrieben.
Rotorblätter nach Bauform A (Abb. 17 A) besitzen eine Klappe oder Querruder am
äußeren Ende ihrer Vorderkante. Diese Klappe wird als Bremse benutzt, da sie bei
Betätigung für einen Strömungsabriss sorgt. Die häufigsten Blitzeinschläge werden an den
Klappenscharnieren aus Stahl verzeichnet.
Blätter, die nach Typ B (Abb. 17 B) gefertigt sind, verwenden Tip-Bremsen, welche von
einer Feder gehalten werden und bei zu hoher Drehzahl aufgrund der Zentrifugalkräfte
ausgelöst werden. Blitze schlagen vornehmlich im Bereich von wenigen Zentimetern um
die Blattspitze oder den Seiten der Tip-Bremse ein.
Die Bauformen A und B werden überwiegend in kleineren oder älteren Anlagen eingesetzt.
Schäden treten bei Typ A auf, weil die Betätigungsseile aus Stahl den Blitzstrom nur
unzureichend ableiten können. Bei Typ B Blättern liegt die größte Gefahr darin, dass sich
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