An Education Kit Design for Lightning Protection of a Wind Turbine

Abstract

Among renewable energy sources, wind energy has drawn a great attention in last decade. Wind turbines are usually installed at places with high altitudes because of the nature of the wind. In addition to this, wind turbines have sharp blades. Due to these two features of wind turbines, they can be exposed to lightning. Hence, lightning protection of wind turbines is a critical subject. In this study, an educational kit is designed to demonstrate the lightning protection methods of wind turbine. By using this kit, different receptor, conductor or types of placement of conductor can be examined. In this study, design steps of the kit is presented in details. The educational kit is also tested under artificial lightning which are generated in the high voltage laboratory and measurement results are presented. The education kit is also used by students in a laboratory course to understand lightning protection of a wind turbine.

Yenilenebilir enerji kaynakları arasında son on yılda rüzgâr enerjisi büyük bir ilgi görmüştür. Rüzgâr türbinleri genellikle rüzgârın doğası nedeniyle yüksek rakımlı yerlere kurulurlar. Buna ek olarak, rüzgâr türbinleri keskin rotor kanatlarına sahiptir. Rüzgâr türbinlerinin bu iki özelliği nedeniyle rüzgâr türbinlerinin yıldırıma maruz kalma riskleri yüksektir. Bu nedenle rüzgâr türbinlerinin yıldırımdan korunması kritik bir konudur. Bu çalışmada, bir eğitim seti rüzgâr türbininin yıldırımdan korunma yöntemlerini göstermek üzere tasarlanmıştır. Bu seti kullanarak, farklı toplayıcı tipleri, iletken tipleri veya iletkenlerin yerleşim tipleri incelenebilir. Bu çalışmada, eğitim setinin tasarım aşamaları ayrıntılı olarak sunulmuştur. Eğitim seti, aynı zamanda yüksek gerilim laboratuvarında üretilen yapay yıldırım altında test edilmiştir ve ölçümler sunulmuştur. Eğitim seti, öğrencilerin bir rüzgâr türbininin yıldırımdan korunmasını daha iyi kavramaları için bir laboratuvar dersinde de kullanılabilir.