BR112019027931A2

BR112019027931A2 - sistema de detecção e medida de relâmpagos e método para detecção de localização de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica

Info

Publication number: BR112019027931A2
Application number: BR112019027931-8A
Authority: BR
Inventors: Mads KIRKEGAARD; Richard Baker
Original assignee: Polytech A/S
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-07-14
Also published as: JP2020526699A; EP3652434A1; JP7154239B2; CN109891092A; WO2019012424A1; US20200173423A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema detector de relâmpagos (1), que inclui um condutor de ligação à terra de relâmpago (3) de uma palheta de turbina (2), vários receptores de relâmpagos (4, 6, 7) conectados ao condutor de ligação à terra de relâmpago e vários detectores de relâmpagos individuais (8, 9), para medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago. Um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra principal mede uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta pelo condutor de ligação à terra de relâmpago. Cada detector de relâmpago individual inclui um elemento sensor individual, um microprocessador individual, um armazenamento de memória individual, um módulo de comunicação sem fio individual, e uma fonte de energia individual, incluindo uma bateria e um dispositivo coletor de energia. O sistema inclui um módulo de comunicação sem fio central (18) em comunicação direta com um ou mais dos módulos de comunicação sem fio individuais, e cada módulo de comunicação sem fio individual se comunica diretamente com pelo menos um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais e/ou com o módulo de comunicação sem fio central.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA

DE DETECÇÃO E MEDIDA DE RELÂMPAGOS E MÉTODO PARA DETECÇÃO DE LOCALIZAÇÃO DE DESCARGAS DE RELÂMPA- GOS EM UMA PALHETA DE TURBINA EÓLICA".

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de detecção e medida de relâmpagos, adaptado para detectar a localização de des- cargas elétricas em uma palheta de turbina eólica, o sistema incluindo um condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, adaptado para se estender na direção longitudinal de uma palheta de turbina eó- lica, vários receptores de relâmpagos conectados eletricamente ao e distribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, vários detectores de relâmpagos individuais distribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta e todos sendo adaptados para medir um parâmetro de relâmpagos da magnitude de uma corrente de relâmpa- gos escoando por uma parte eletricamente condutora individual de uma conexão entre um receptor de relâmpagos e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta ou do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, quando um relâmpago é descarregado em ou mais receptores de relâmpagos, e um detector de relâmpagos de con- dutor de ligação à terra de palheta principal, adaptado para medir pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpagos deixando a palheta pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, quando um relâmpago é descarregado em um ou mais dos receptores de relâmpagos.

[0002] Atualmente, existem sistemas de detecção e medida de re- lâmpagos, mas as soluções que têm sido praticadas são limitadas para medir a corrente de massa do evento na extremidade de raiz da palheta de turbina eólica. Geralmente, esses sistemas não são capazes de de- tectar onde ocorreu a descarga na palheta de turbina eólica, e, portanto,

na realidade, esses sistemas são de valor limitado para o operador dos recursos. Por exemplo, se o sistema informar que uma descarga muito grande e potencialmente prejudicial ocorreu em um grande gerador de turbina eólica, o operador pode, na realidade, não usar muito dessa in- formação. Sem saber onde ocorreu a descarga na palheta de turbina eólica, esses dados não são de valor operacional real e uma decisão de parar o gerador de turbina eólica ou deixá-lo funcionando não pode ser tomada apenas com base nesses dados. Assim sendo, por exemplo, se o operador não for capaz de receber as informações que uma grande descarga de relâmpago ocorreu em, por exemplo, um receptor de ponta metálica sólida, então dos dados de projeto e de teste pode-se determi- nar que esse evento não vai representar qualquer risco à operação da palheta de turbina eólica. No entanto, se a mesma descarga tiver ocor- rido em uma proteção secundária, tal como uma malha superficial, en- tão pode-se determinar que há um dano superficial à palheta, simples- mente por seleção para inspeção e reparo superficial no intervalo pro- gramado seguinte. Essas vão ser informações operacionais úteis, reais.

[0003] O pedido de patente U.S. 8.258.773 B2 descreve um sistema e um método para detectar descargas de relânpagos em uma palheta de turbina eólica, na qual vários receptores de entidade de relâmpagos são proporcionados em ambos os lado de pressão e o lado de sucção. Os receptores de relâmpagos são acoplados eletricamente a um con- dutor de ligação à terra de palheta, que pode incluir múltiplos compo- nentes. Em uma concretização, cada receptor é conectado por uma |i- nha de derivação a uma linha central do condutor de ligação à terra de palheta. A linha central e a linha de derivação têm um calibre adequado para definir um componente condutor do sistema de ligação à terra total da turbina eólica, para transmitir uma descarga de relâmpago em qual- quer um dos receptores à ligação à terra por meio de conexão do con- dutor de ligação à terra de palheta com o condutor de ligação à terra principal da turbina eólica.

Os sensores de corrente são configurados com todos os receptores de descarga de relâmpago.

Um sensor de corrente individual é configurado com a linha de derivação associada com todos os condutores de descarga de relâmpagos.

Um sensor de corrente é também configurado com a linha central.

Os sensores de corrente são especificamente configurados para gerar uma corrente primária, que é proporcional à corrente que escoa pelo condutor de ligação à terra associado na forma da linha central ou da linha de deri- vação, em consequência de uma descarga de relâmpago no respectivo sensor.

Essa corrente primária é proporcional à corrente de descarga de relâmpago que escoa pela linha central ou pela linha de derivação.

Os sensores de corrente incluem um elemento de núcleo, pelo qual o conector de ligação à terra se estende.

O elemento de núcleo é envol- vido com um enrolamento primário tendo um número definido de enro- lamentos.

Um subsistema conversor de sinal comum é associado ope- racionalmente a todos os sensores de corrente e converte a corrente primária em um sinal de processamento.

O subsistema conversor de sinal pode incluir ainda um ou mais transformadores de correntes se- cundárias, que são dispostos em série com o sensor de corrente pri- mária para transformar a corrente primária em uma corrente de sinal.

O sinal de processamento é depois transportado a um subsistema de processamento, no qual o sinal de processamento é comparado a um valor de limiar.

Se o sinal de processamento exceder o valor de limiar, uma indicação positiva de uma descarga de relâmpago no respectivo receptor é indicada.

Com esse sistema, seria teoricamente possível determinar uma localização particular de descarga na palheta.

No en- tanto, para conectar todos os sensores de corrente descritos com o sub- sistema conversor de sinal comum, seria necessária uma ligação física, e essa é muito difícil de implementar em uma turbina eólica.

Além do mais, a ligação física vai representar um alto risco de dano ao próprio sistema de detecção pela corrente de relâmpago para a qual é adaptado para medir.

[0004] O artigo "Structural monitoring of wind turbines using wireless sensor networks" de R. Andrew Swartz, Jerome P. Lynch, Stephan Zer- bst, Bert Sweetman e Raimund Rolfes, que aparece em "Smart Structu- res and Systems", vol. 6, nº 3 (2010) 183 - 196, apresenta instalações de teste de tecnologia de sensores sem fio em torres de turbinas eólicas. Vários sensores sem fio foram dispostos dentro de cada torre de aço oca, circular de três diferentes turbinas eólicas a diferentes alturas. Os objetivos da primeira instrumentação são: 1) demonstrar que os senso- res sem fio vão operar dentro da torre de turbina; 2) coletar e transmitir dados de aceleração; e 3) demonstrar que os coletados se comparam favoravelmente com os dados similares coletados por meio de um sis- tema de aquisição de dados (DAQ) amarrado tradicional instalado em paralelo. Para atingir essas metas, quatro nós de sensores sem fio são localizados em diferentes níveis dentro da torre, um em cada uma das plataformas de aço; dois acelerômetros são conectados a todos os nós de sensores sem fio para medir a aceleração lateral em direções orto- gonais, para um total de oito acelerômetros. No entanto, esse artigo não é relacionado com a detecção de descargas de relâmpagos e não é relacionado com os sensores colocados em palhetas de turbinas eóli- cas.

[0005] O objeto da presente invenção é proporcionar um sistema de detecção e medida de relâmpagos prático e robusto, que é adaptado para indicar onde ocorreu uma descarga de relâmpago na palheta de turbina eólica.

[0006] Em vista desse objeto, cada detector de relâmpago individual inclui um elemento sensor individual, um microprocessador individual, um armazenamento de memória individual, um módulo de comunicação sem fio individual, e uma fonte de energia individual, incluindo uma ba- teria e um dispositivo coletor de energia adaptado para coletar energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz, o sis- tema inclui um módulo de comunicação sem fio adaptado para se co- municar sem fio diretamente com um ou mais dos módulos de comuni- cação sem fio individuais, e todos os módulos de comunicação sem fio individuais são adaptados para se comunicarem sem fio diretamente com pelo menos dos outros módulos de comunicação sem fio individu- ais e/ou com o módulo de comunicação sem fio central.

[0007] Desse modo, cada microprocessador individual pode, em um modo eficiente em energia, comunicar sem fio um parâmetro de relâm- pago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago escoando por uma parte eletricamente condutora, individual do sistema para o mó- dulo de comunicação sem fio central, e a energia limitada necessária para a comunicação sem fio pode ser fornecida por meio de um dispo- sitivo coletor de energia, de modo que nenhuma ligação física seja ne- cessária para a fonte de energia. Evitando-se qualquer ligação física entre os elementos sensores individuais e o módulo de comunicação central, a comunicação pode ser facilmente implementada e o risco do próprio sistema de detecção ser danificado pela corrente de relâmpago, para a qual é adaptado para medição, é minimizado.

[0008] Em uma concretização, cada módulo de comunicação sem fio individual é adaptado para se comunicar sem fio diretamente com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais e com o módulo de comunicação sem fio central. Desse modo, no caso que a comunicação sem fio não é possível diretamente entre um deter- minado módulo de comunicação sem fio individual e o módulo de comu- nicação sem fio central, uma comunicação sem fio indireta pode ser es- tabelecida entre esses módulos por meio de um ou mais outros módulos de comunicação sem fio individuais.

[0009] Em uma concretização, o sistema é adaptado para, no caso de nível de energia reduzido de uma fonte de energia individual de um respectivo módulo de comunicação sem fio individual, proporcionar co- municação sem fio indiretamente entre o dito módulo de comunicação sem fio individual e o módulo de comunicação sem fio central, pelo fato de que a dita comunicação sem fio é proporcionada por meio de um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais. Desse modo, em- bora o nível de energia reduzido da fonte de energia individual o dito respectivo módulo de comunicação sem fio individual possa não permitir que esse módulo de comunicação sem fio individual se comunique com o módulo de comunicação sem fio central possivelmente relativamente mais distante, pode ser ainda possível se comunicar com outro módulo de comunicação sem fio individual localizado relativamente mais perto e, desse modo, estabelecer uma comunicação sem fio indireta com o módulo de comunicação sem fio central.

[0010] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, os elementos sensores individuais têm a forma de um sensor de efeito Hall.

[0011] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal é adaptado para ser fornecido com a energia elétrica de uma fonte de energia externa de uma turbina eólica associada. Desse modo, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal pode ser adaptado para proporcionar medidas mais precisas e medidas de diferentes variáveis, que podem requerer relativamente mais energia, para proporcionar uma caracteri- zação relativamente mais precisa da corrente de relâmpago total dei- xando a palheta de turbina eólica.

[0012] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de pa-

lheta principal inclui um elemento sensor de palheta principal, um micro- processador de palheta principal, um armazenamento de memória de palheta principal e um módulo de comunicação sem fio de palheta prin- cipal.

[0013] Em uma concretização, o módulo de comunicação sem fio de palheta principal é adaptado para se comunicar sem fio com cada módulo de comunicação sem fio individual e possivelmente com o mó- dulo de comunicação sem fio central. Desse modo, o módulo de comu- nicação sem fio de palheta principal pode enviar suas medidas sem fio para o módulo de comunicação sem fio central. Além do mais, o módulo de comunicação sem fio de palheta principal pode ser possivelmente empregado para estabelecer uma comunicação sem fio indireta entre um ou mais módulos de comunicação sem fio individuais e possivel- mente entre esses e o módulo de comunicação sem fio central. Além do mais, no caso no qual o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal é adaptado para ser dotado com energia elétrica de uma fonte de energia externa de uma turbina eólica associ- ada, o módulo de comunicação sem fio de palheta principal pode ser adaptado para enviar sinais sem fio relativamente mais fortes e receber sinais sem fio relativamente mais fracos, em comparação com os sinais sem fio enviados e recebidos pelos módulos de comunicação sem fio individuais dos respectivos detectores de relâmpagos individuais, desse modo, possibilitando comunicação sem fio com os módulos de comuni- cação sem fio individuais localizados a uma distância relativamente maior do módulo de comunicação sem fio de palheta principal, e/ou, desse modo, propiciando comunicação sem fio com os módulos de co- municação sem fio individuais nos quais a fonte de energia individual tenha um nível de energia reduzido. Desse modo, embora um nível de energia reduzido da fonte de energia individual de um módulo de comu-

nicação sem fio individual possa não permitir que esse módulo de co- municação sem fio individual se comunique com o módulo de comuni- cação sem fio central possivelmente relativamente distante, pode ser ainda capaz de se comunicar com o módulo de comunicação sem fio central e, desse modo, estabelecer uma comunicação sem fio indireta com o módulo de comunicação sem fio central.

[0014] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, o elemento sensor de palheta principal tem uma forma de uma bobina Rogowski.

[0015] Em uma concretização, cada detector de relâmpago indivi- dual é integrado em um bloco receptor de relâmpago eletricamente iso- lado, adaptado para ser embutido na palheta de turbina eólica, e uma parte eletricamente condutora individual do sistema e/ou um ou mais receptores de relâmpagos é ou são integrados no dito bloco receptor de relâmpago eletricamente isolado. Desse modo, o sistema detector de relâmpagos e o sistema de proteção de relâmpagos associado po- dem, como um ou mais componentes integrais na forma dos ditos blo- cos receptores de relâmpago eletricamente isolados, ser integrados na palheta de turbina eólica durante a produção da palheta de turbina eólica.

[0016] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, os receptores de relâmpagos incluem um receptor de relâmpa- gos de ponta de palheta e/ou vários receptores de relâmpagos de pro- teção superficial.

[0017] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, os receptores de relâmpagos incluem pelo menos um receptor de relâmpagos em um lado, conectado eletricamente ao condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta por meio de uma derivação de condutor de relâmpagos de receptor lateral, e um detector de relâmpa- gos lateral individual é adaptado para medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago escoando pela dita derivação de condutor de relâmpagos de receptor lateral, quando um relâmpago é descarregado no dito pelo menos um receptor de re- lâmpagos lateral. Desse modo, o dito detector de relâmpagos lateral in- dividual pode medir diretamente um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago recebida pelo dito pelo menos um receptor de relâmpagos lateral.

[0018] Em uma concretização estruturalmente particularmente van- tajosa, os detectores de relâmpagos incluem pelo menos um detector de relâmpagos central individual, associado com o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta e sendo adaptado para medir um pa- râmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de re- lâmpago escoando por uma parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, quando um relâmpago é descarregado em um ou mais dos receptores de relâmpagos, e a dita parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta forma uma conexão elétrica entre pelo menos dois dos receptores de relâmpagos. Desse modo, o dito detector de relâmpagos central individual pode me- dir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma cor- rente de relâmpago recebida por quaisquer dos receptores de relâmpa- gos conectados ao condutor de ligação à terra de relâmpagos de pa- lheta, em uma posição do local do dito detector de relâmpagos central individual para o receptor de relâmpagos de ponta de palheta.

[0019] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal é adaptado para medir os parâ- metros de corrente de relâmpagos em termos de um ou mais, possivel- mente todos, dos seguintes parâmetros: corrente de pico, polaridade, carga, tempo de transição e energia específica. Desse modo, uma ca- racterização relativamente mais precisa da corrente de relâmpago total, deixando a palheta de turbina eólica, pode ser proporcionada.

[0020] A invenção se refere ainda a uma turbina eólica tendo várias palhetas de turbina eólica, em que cada palheta de turbina eólica é do- tada com um sistema de detecção de relâmpagos de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes.

[0021] A presente invenção se refere ainda a um método de detec- ção de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica, o método incluindo: orientar uma corrente de relâmpago de um ou mais dos vários receptores de relâmpagos por um condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta se estendendo na direção longitudinal da palheta de turbina eólica, os ditos vários receptores de relâmpagos sendo conectados eletricamente e distribuídos ao longo do compri- mento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta, por meio de cada um dos vários detectores de relâmpagos individuais dis- tribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta; medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago escoando por uma parte eletricamente condutora individual correspondente de uma conexão entre um receptor de relâmpagos e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta ou do condutor de ligação à terra de relâmpa- gos de palheta, quando o dito relâmpago é descarregado em um ou mais dos ditos vários receptores de relâmpagos; e, por meio de um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta prin- cipal, medir pelo menos uma grandeza de qualquer corrente de relâm- pago deixando a palheta pelo dito condutor de ligação à terra de re- lâmpagos de palheta, quando o dito relâmpago é descarregado no dito um ou mais dos receptores de relâmpagos.

[0022] O método de acordo com a presente invenção é caracteri- zado pelo fato de que cada detector de relâmpago individual mede o dito parâmetro de relâmpago por meio de um elemento sensor indivi- dual, por meio de um microprocessador individual, processa o parâmetro de relâmpago individual, armazena dados em um armazenamento de memória individual e controla um módulo de comunicação sem fio indivi- dual, pelo fato de que uma fonte de energia individual, incluindo uma ba- teria e um dispositivo coletor de energia, fornece energia elétrica ao de- tector de relâmpagos individual, pelo fato de que o dispositivo coletor de energia coleta energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz, pelo fato de que um módulo de comunicação sem fio cen- tral, incluído pelo sistema, se comunica sem fio diretamente com um ou mais dos módulos de comunicação sem fio individuais, e pelo fato de que cada módulo de comunicação sem fio individual se comunica sem fio di- retamente com pelo menos um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais e/ou com o módulo de comunicação sem fio central. Desse modo, as características mencionadas acima podem ser obtidas.

[0023] Em uma concretização, cada módulo de comunicação sem fio individual, quando necessário, se comunica sem fio diretamente com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais e com o módulo de comunicação sem fio central. Desse modo, as carac- terísticas mencionadas acima podem ser obtidas.

[0024] Em uma concretização, no caso de nível de energia reduzido de uma fonte de energia individual de um respectivo módulo de comu- nicação sem fio individual, o dito módulo de comunicação sem fio indi- vidual se comunica sem fio indiretamente com o módulo de comunica- ção sem fio central por meio de um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais. Desse modo, as características mencionadas acima podem ser obtidas.

[0025] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal é dotado com energia elétrica de uma fonte de energia externa de uma turbina eólica associada. Desse modo, as características mencionadas acima podem ser obtidas.

[0026] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal mede a dita pelo menos uma mag- nitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta por meio de um elemento sensor de palheta principal, por meio de um micropro- cessador de palheta principal, processa a pelo menos uma grandeza medida de qualquer corrente de relâmpago, armazena dados em um armazenamento de memória principal e controla um módulo de comu- nicação sem fio de palheta principal. Desse modo, as características mencionadas acima podem ser obtidas.

[0027] Em uma concretização, o módulo de comunicação sem fio de palheta principal, quando necessário, se comunica sem fio com quaisquer dos módulos de comunicação sem fio individuais e possivel- mente com o módulo de comunicação sem fio central. Desse modo, as características mencionadas acima podem ser obtidas.

[0028] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal mede os parâmetros de corrente de relâmpago em termos de um ou mais, possivelmente todos, dos se- guintes parâmetros: corrente de pico, polaridade, carga, tempo de tran- sição e energia específica. Desse modo, as características menciona- das acima podem ser obtidas.

[0029] Em uma concretização, o pós-processamento e a análise dos dados são conduzidos por um computador remoto, tal como um ser- viço baseado em nuvem, após receber os dados do módulo de comuni- cação sem fio central na turbina eólica. Os algoritmos em execução no computador remoto analisam as medidas feitas pelos detectores de re- lâmpagos individuais e pelo detector de relâmpago de condutor de liga- ção à terra de palheta principal, e, com base nelas, proporcionam uma indicação da localização da ou das descargas de relâmpagos na palheta de turbina eólica e uma indicação da magnitude da ou das correntes de relâmpagos resultantes da ou das descargas de relâmpagos. Esses da-

dos são depois apresentados como informações de magnitude de des- carga e de localização diretamente ao usuário por meio de um portal da web customizado. Desse modo, um usuário do sistema pode facilmente planejar quando e onde executar reparo da palheta de turbina eólica.

[0030] A invenção vai ser explicada mais detalhadamente a seguir por meio de exemplos de concretizações com referência ao desenho muito esquemático, em que:

[0031] a Figura 1 ilustra uma concretização de um sistema detector de relâmpagos de acordo com a presente invenção;

[0032] a Figura 2 ilustra um receptor de relâmpagos de ponta de palheta e um implante de ponta de proteção de relâmpagos isolada ele- tricamente formando parte do sistema detector de relâmpagos da Figura 1

[0033] a Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de um implante lateral de proteção de relâmpagos isolado eletricamente formando parte do sistema detector de relâmpagos da Figura 1;

[0034] a Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de um implante lateral de proteção de relâmpagos isolado eletricamente e de um im- plante central de proteção de relâmpagos isolado eletricamente for- mando parte do sistema detector de relâmpagos da Figura 1;

[0035] a Figura 5 ilustra um detector de relâmpago central individual formando parte do sistema detector de relâmpagos da Figura 1; e

[0036] a Figura 6 ilustra um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal formando parte do sistema detector de relâmpagos da Figura 1.

[0037] A Figura 1 ilustra uma concretização de um sistema detector de relâmpagos 1, de acordo com a presente invenção, adaptado para detectar descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica 2. O sistema detector de relâmpagos 1 inclui um sistema protetor de re- lâmpagos, na forma de um condutor de ligação à terra de palheta 3, se estendendo na direção longitudinal da palheta de turbina eólica 2, e vá- rios receptores de relâmpagos 4, 5, 6, 7 conectados eletricamente e dis- tribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de palheta 3. A extremidade 30 do condutor de ligação à terra de palheta 3, vista à direita na Figura 1, é adaptada para ser conectada ao condutor de ligação à terra principal de uma turbina eólica associada (não mos- trada) para orientar uma corrente de relâmpago, recebida por quaisquer dos receptores de relâmpagos 4, 5, 6, 7, em direção à terra em um modo conhecido de per si.

[0038] Vários detectores de relâmpagos individuais 8, 9, na forma dos denominados sensores inteligentes, são distribuídos em um con- junto ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâm- pagos de palheta 3, e todos são adaptados para medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relânpago escoando por uma parte eletricamente condutora individual correspon- dente de uma conexão 28, entre um receptor de relâmpago 4, 5,6,7 e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, quando um relâmpago é descarregado em um ou mais dos receptores de relâmpa- gos 4, 5, 6, 7, como ilustrado nas Figuras. As vantagens dos denomina- dos sensores inteligentes são que eles são geometricamente muito pe- quenos e não requerem qualquer energia externa ou ligação física de dados. Além do mais, um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10, localizado na extremidade de raiz 31 da palheta de turbina eólica 2 ou em um cubo, não mostrado, da turbina eólica, é adaptado para medir pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta 2 pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, quando um relâmpago é descarre- gado em um ou mais dos receptores de relâmpagos 4, 5, 6,7.

[0039] Como ilustrado na Figura 5, cada detector de relâmpago in-

dividual 8, 9 inclui um elemento sensor individual 11, um microproces- sador individual 12, um armazenamento de memória individual 13, um módulo de comunicação sem fio individual 14, e uma fonte de energia individual 15, incluindo uma bateria 16 e um dispositivo coletor de ener- gia adaptado para coletar energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz. A coleta de energia de movimento é a pre- ferida, pois a palheta de turbina eólica gira na maior parte do tempo. No entanto, se a palheta de turbina eólica não estiver girando, fontes, tal como de vibração, são uma possibilidade. No entanto, a bateria 16 pode armazenar energia, a ser usada durante períodos nos quais o disposi- tivo coletor de energia 17 não gera energia.

[0040] Como ilustrado na Figura 1, o sistema 1 inclui um módulo de comunicação sem fio central 18, adaptado para se comunicar direta- mente sem fio com um ou mais dos módulos de comunicação sem fio individuais 14 dos respectivos detectores de relâmpagos individuais 8,

9. O módulo de comunicação sem fio central 18 pode ser, por exemplo, localizado em uma torre não mostrada da turbina eólica, ou adjacente à turbina eólica, e o módulo de comunicação sem fio central 18 pode in- cluir uma porta e pode se comunicar com um servidor em nuvem 18 pela Internet, por meio de uma conexão direta ou sem fio.

[0041] De acordo com a presente invenção, cada módulo de comu- nicação sem fio individual 14 dos respectivos detectores de relâmpagos individuais 8, 9 é adaptado para se comunicar sem fio diretamente com o módulo de comunicação sem fio individual 14 de pelo menos um dos outros detectores de relâmpagos individuais 8, 9 e/ou com o módulo de comunicação sem fio central 18.

[0042] Cada microprocessador individual 12 pode, desse modo, em uma maneira eficiente em energia, se comunicar sem fio com um parâà- metro de relâmpago, indicativo da magnitude de uma corrente de relâm- pago escoando por uma parte eletricamente condutora individual 3, 28 do sistema 1 ao módulo de comunicação sem fio central 18, e a energia limitada necessária para a comunicação sem fio pode ser fornecida por meio do dispositivo coletor de energia 17, de modo que nenhuma liga- ção física é necessária para a fonte de energia. Ao se evitar qualquer ligação física entre os elementos sensores individuais 11 e o módulo de comunicação sem fio central 18, a comunicação pode ser facilmente im- plementada e o risco do próprio sistema detector 1 ser danificado pela corrente de relâmpago, à qual está adaptado para medir, é minimizado.

[0043] Prefere-se que cada módulo de comunicação sem fio indivi- dual 14 seja adaptado para ser comunicar diretamente sem fio com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais 14 e com o módulo de comunicação sem fio central 18. Desse modo, no caso no qual a comunicação sem fio não é possível diretamente entre um determinado módulo de comunicação sem fio individual 14 e o módulo de comunicação sem fio central 18, uma comunicação sem fio indireta pode ser estabelecida entre esses módulos 14, 18 por meio de um ou mais dos outros módulos de comunicação sem fio individuais.

[0044] De preferência, o sistema 1 é adaptado para, no caso de um nível de energia reduzido de uma fonte de energia individual 15 de um respectivo módulo de comunicação sem fio individual 14, proporcionar comunicação sem fio indiretamente entre o dito respectivo módulo de comunicação sem fio individual 14 e o módulo de comunicação sem fio central 18 pelo fato de que a dita comunicação sem fio é proporcionada por meio de um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais

14. Desse modo, embora o nível de energia reduzido da fonte de ener- gia individual 15 do dito respectivo módulo de comunicação sem fio in- dividual 14 não possa permitir que esse módulo de comunicação sem fio individual 14 se comunique com o módulo de comunicação sem fio central 18 possivelmente relativamente distante, pode ser ainda possí- vel se comunicar com outro módulo de comunicação sem fio individual

14 localizado relativamente mais próximo e, desse modo, estabelecer uma comunicação sem fio indireta com o módulo de comunicação sem fio central 18.

[0045] Pode-se preferir que o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 seja adaptado para ser dotado com a energia elétrica de uma fonte de energia externa 24 de uma tur- bina eólica associada, como ilustrado na Figura 6. Desse modo, o de- tector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal pode ser adaptado para proporcionar medidas mais precisas e me- didas de diferentes variáveis, que pode requerer relativamente mais energia. De fato, prefere-se que o detector de relânpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 seja adaptado para medir os parâmetros de correntes de relâmpagos em termos de um ou mais, pos- sivelmente de todos, dos seguintes parâmetros: corrente de pico, pola- ridade, transferência de carga total, tempo de transição, forma de pulso e energia específica. Desse modo, uma caracterização relativamente mais precisa da corrente de relâmpago total deixando a palheta de tur- bina eólica 2 pode ser proporcionada pelo sistema 1.

[0046] Na concretização ilustrada na Figura 6, o detector de relâm- pago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 inclui um elemento sensor de palheta principal 20, um microprocessador de pa- lheta principal 21, um armazenamento de memória de palheta principal 22 e um módulo de comunicação sem fio de palheta principal 23. O mó- dulo de comunicação sem fio de palheta principal 23 é adaptado para se comunicar sem fio com cada módulo de comunicação sem fio indivi- dual 14 e, possivelmente, com o módulo de comunicação sem fio central

18. Se o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de pa- lheta principal 10 for dotado com energia elétrica de uma fonte de ener- gia externa 24, uma conexão por cabo do detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 é requerida mesmo assim, e, por exemplo, nesse caso, o microprocessador de palheta prin- cipal 21 pode, alternativamente, se comunicar diretamente, por meio de uma conexão por cabo, com o módulo de comunicação sem fio central

18.

[0047] Prefere-se que os elementos sensores individuais 11 dos de- tectores de relâmpagos individuais 8, 9 tenham a forma de um sensor de efeito Hall, colocado nas vizinhanças da parte eletricamente condu- tora individual relevante, pela qual uma corrente de relâmpago, a ser medida, escoa. O sensor de efeito Hall mede a assinatura do campo magnético provocado pelo fluxo de corrente de relâmpago. No entanto, o elemento sensor individual 11 pode ser qualquer tipo de sensor ade- quado para medir um parâmetro de relâmpago, indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago escoando por uma parte eletricamente condutora individual correspondente do sistema 1. Adicional ou alterna- tivamente, o elemento sensor individual 11 pode incluir outros tipos de sensores, tais como um acelerômetro, um dispositivo de medida de vi- bração, um dispositivo de medida de choque, um dispositivo de medida de temperatura, etc. Além do mais, prefere-se que o elemento sensor de palheta principal 20 do detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 tenha a forma de uma bobina Rogowski envolvendo o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3 na posição na qual a corrente de relâmpago, a ser medida, escoa. No entanto, o elemento sensor de palheta principal 20 pode ser qualquer tipo de sensor adequado para medir os parâmetros de correntes de re- lâmpagos em termos de um ou mais, possivelmente de todos, dos se- guintes parâmetros: corrente de pico, polaridade, carga, tempo de tran- sição e energia específica de uma corrente de relâmpago escoando por uma parte eletricamente condutora individual correspondente do condu- tor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3. Adicional ou alterna- tivamente, o elemento sensor de palheta principal 20 pode incluir outros tipos de sensores, tais como um acelerômetro, um dispositivo de medida de vibração, um dispositivo de medida de choque, um dispositivo de medida de temperatura, etc. O detector de relânpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 pode utilizar um processador muito mais rápido e uma maior capacidade de armazenamento, o que propicia uma medida precisa dos parâmetros do evento de relâmpago. Com base no que foi mencionado acima, deve-se entender que uma grande quantidade de dados da condição da palheta de turbina eólica 2, com relação à descarga de relâmpago, podem ser reunidos e orde- nados, aperfeiçoando ainda mais um planejamento operacional futuro.

[0048] Como ilustrado nas Figuras 2, 3 e 4, cada detector de relâm- pago individual 8, 9 é integrado em um implante de proteção de relâm- pago eletricamente isolado 25, 26, 27, adaptado para ser embutido na palheta de turbina eólica 2, e uma parte eletricamente condutora indivi- dual 3, 28 do sistema 1 e/ou um ou mais receptores de relâmpagos 4, 5 é/são integrados no dito implante de proteção de relâmpago eletrica- mente isolado 25, 26, 27. Desse modo, o sistema detector de relâmpa- gos 1 e o sistema protetor de relâmpagos associado podem, como um ou mais componentes integrais na forma do dito ou dos ditos implantes de proteção de relâmpago eletricamente isolados 25, 26, 27, ser inte- grados na palheta de turbina eólica 2, durante a produção da palheta de turbina eólica. Os receptores de relâmpagos superficiais 4, 5 são tipica- mente embutidos no laminado da palheta de turbina eólica 2.

[0049] Como ilustrado na Figura 1, os receptores de relâmpagos in- cluem um receptor de relâmpagos de ponta metálica de palheta 6, dis- posto na extremidade de ponta 32 da palheta de turbina eólica 2, e/ou vários receptores de relâmpagos de proteção superficial 4, 5, 7.

[0050] Como ilustrado ainda nas Figuras 3 e 4, os receptores de relâmpagos incluem pelo menos um receptor de relâmpagos lateral 5, conectado eletricamente ao condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3 por meio de uma derivação de condutor de ligação à terra de relâmpagos de receptor lateral 28, e um detector de relâmpago late- ral individual 9 é adaptado para medir um parâmetro de relâmpago indi- cativo da magnitude de uma corrente de relâmpago escoando pela dita derivação de condutor de ligação à terra de relâmpagos de receptor la- teral 28, quando um relâmpago é descarregado no dito pelo menos um receptor de relâmpagos lateral 5. Desse modo, o dito detector de relâm- pagos lateral 9 pode medir diretamente um parâmetro de relâmpago in- dicativo da grandeza de uma corrente de relâmpago recebida pelo dito pelo menos um receptor de relâmpagos lateral 5.

[0051] Como ilustrado ainda nas Figuras 3 e 4, os detectores de relâmpagos incluem pelo menos um detector de relâmpagos central in- dividual 8, associado com o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3 e que é adaptado para medir um parâmetro de relânpago indicativo da magnitude de uma corrente de relânpago escoando por uma parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, quando um relâmpago é descarregado em um ou mais dos receptores de relâmpagos 4, 5, 6, 7, e a dita parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3 forma uma conexão elé- trica entre pelo menos dois dos receptores de relâmpagos. Desse modo, o dito detector de relâmpagos central individual 8 pode medir um parâ- metro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâm- pago, recebida por quaisquer dos receptores de relâmpagos 4, 5, 6 co- nectados ao condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, em uma posição da localização do dito detector de relâmpagos central individual 8 para o receptor de relâmpagos de ponta de palheta 6.

[0052] De acordo com uma concretização da presente invenção, uma turbina eólica não mostrada tem várias palhetas de turbina eólica 2, em que cada palheta de turbina eólica 2 é dotada com um sistema detector de relâmpagos 1 como descrito acima. No entanto, vantajosa- mente um sistema detector de relâmpagos comum 1 para todas as pa- lhetas de turbina eólica 2 da turbina eólica podem ser proporcionadas, em que um módulo de comunicação sem fio central comum 18 e um servidor em nuvem comum 19 são proporcionados. Do mesmo modo, quando mais turbinas eólicas são dotadas com um sinal de processa- mento 1 de acordo com a invenção, vantajosamente, um sistema detec- tor de relâmpagos comum 1, para todas as palhetas de turbina eólica 2 das várias turbinas eólicas, pode ser dotado com um servidor em nuvem comum 19. Se algumas das turbinas eólicas forem localizadas relativa- mente próximas entre si, possivelmente um módulo de comunicação sem fio central 18 pode ser proporcionado para essas turbinas eólicas.

[0053] A presente invenção se refere, além do mais, a um método para detecção de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica 2, tal como aquela ilustrada na Figura 1. O método inclui orientar uma corrente de relâmpago de um ou mais dos receptores de relâmpa- gos 4, 5, 6, 7 pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, que se estende na direção longitudinal da palheta de turbina eólica 2. Por meio de cada um dos detectores de relâmpagos individuais 8, 9, distribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago, que escoa por uma parte eletricamente condutora individual correspondente de uma respectiva conexão 28, entre um receptor de relâmpagos 4, 5, 6, 7 e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3 ou o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, é medido quando o dito relâmpago é descarregado em um ou mais dos vários receptores de relâmpagos 4, 5, 6, 7. Por meio do detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10, pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago, deixando a palheta 2 pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 3, é medida quando o dito relâmpago é descarregado no dito um ou mais dos receptores de relâmpagos 4, 5,6,

7. Cada detector de relâmpagos individual 8, 9 mede o dito parâmetro de relâmpago por meio do elemento sensor individual 11, por meio do microprocessador individual 12, processa o parâmetro de relânpago medido, armazena dados no armazenamento de memória individual 13, e controla o módulo de comunicação sem fio individual 14. A fonte de energia individual 15, incluindo a bateria 16 e o dispositivo coletor de energia 17, fornece energia elétrica ao detector de relâmpagos indivi- dual 8, 9. O dispositivo coletor de energia 17 coleta energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz. O módulo de co- municação sem fio individual 18, incluído no sistema 1, se comunica diretamente sem fio com um ou mais dos módulos de comunicação sem fio individuais 14, e cada módulo de comunicação sem fio individual 14 se comunica diretamente sem fio com pelo menos um dos outros mó- dulos de comunicação sem fio individuais 14 e/ou com o módulo de co- municação sem fio central 18.

[0054] Em uma concretização, quando necessário, cada módulo de comunicação sem fio individual 14 se comunica diretamente sem fio com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais 14 e com o módulo de comunicação sem fio central 18.

[0055] Em uma concretização, no caso de nível de energia reduzido de uma fonte de energia individual 15 de um respectivo módulo de co- municação sem fio individual 14, o dito respectivo módulo de comunica- ção sem fio individual 14 se comunica indiretamente sem fio com o mó- dulo de comunicação sem fio central por meio de um dos outros módu- los de comunicação sem fio individuais 15.

[0056] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 mede a dita pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta 2 por meio de um elemento sensor de palheta principal 20, por meio de um microprocessador de palheta principal 21, processa a pelo menos uma grande de qualquer corrente de relânpago medida, armazena dados em um armazenamento de memória de palheta principal 22, e controla um módulo de comunicação sem fio de palheta principal 23.

[0057] Em uma concretização, quando necessário, o módulo de co- municação sem fio de palheta principal 23 se comunica sem fio com quaisquer dos módulos de comunicação sem fio individuais 14 e, possi- velmente, com o módulo de comunicação sem fio central 18.

[0058] Em uma concretização, a comunicação sem fio entre cada módulo de comunicação sem fio individual 14, o módulo de comunica- ção sem fio de palheta principal 23 e o módulo de comunicação sem fio central 18 é feita por meio de dispositivos ZigBee (marca registrada).

[0059] Em uma concretização, o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 mede os parâmetros de cor- rentes de relâmpagos em termos de um ou mais, possivelmente, de to- dos, dos seguintes parâmetros: corrente de pico, polaridade, carga, tempo de transição e energia específica.

[0060] Em uma concretização, um computador, tal como um servi- dor em nuvem, recebe dados do módulo de comunicação sem fio central 18 e compara as medidas feitas pelos detectores de relâmpagos indivi- duais 8, 9 do detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 e, com base nisso, proporciona uma indicação da localização da descarga ou das descargas de relâmpagos na palheta de turbina eólica 2 e uma indicação da magnitude das corrente ou das correntes de relâmpagos resultantes da descarga ou das descargas de relâmpagos. O módulo de comunicação sem fio central 18 pode arrumar os dados brutos dos detectores de relâmpagos centrais individuais 8, 9 e do detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal 10 e transmitir os dados ao servidor em nuvem 19. Os pacotes de dados podem indicar data e hora do evento, as leituras dos sensores de todos os elementos sensores individuais 11 e do elemento sensor de palheta principal 20, a identificação (ID) da turbina eólica e a identifica- ção (ID) da palheta de turbina eólica.

[0061] Depois, em virtude do servidor em nuvem 19 ser programado com os dados de projeto para a palheta de turbina eólica 2 e o sistema protetor de relâmpagos 1, pode-se fazer uma avaliação precisa de dano previsto potencial para a palheta de turbina eólica 2. O servidor em nu- vem 19 pode depois atualizar essas informações em tempo real a um centro operacional para o recurso em questão. Essa saída também pode ser configurada para enviar simultaneamente alertas ou alarmes a dispositivos inteligentes, tais como telefones ou tablets. Desse modo, o operador em uma avaliação significativa real do evento de relâmpago e é capaz de tomar uma decisão informada no planejamento operacional. O sistema protetor de relâmpagos 1 pode, desse modo, propiciar estra- tégias de manutenção e reparo preventivas direcionadas reais, impedir falsas paradas, aumentar o tempo operacional e reduzir o custo opera- cional.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1- sistema protetor de relâmpagos 2 - palheta de turbina eólica 3 - condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta 4 - receptor de relâmpagos - receptor de relâmpagos lateral 6 - receptor de relâmpagos de ponta de palheta 7 - receptores de relâmpagos de proteção superficial 8 - detector de relâmpagos central individual 9 - detector de relâmpagos lateral individual - detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal

11 - elemento sensor individual 12 - microprocessador individual 13 - armazenamento de memória individual 14 - módulo de comunicação sem fio individual - fonte de energia individual 16 - bateria 17 - dispositivo coletor de energia 18 - módulo de comunicação sem fio central 19 - servidor em nuvem - elemento sensor de palheta principal 21 - microprocessador de palheta principal 22 - armazenamento de memória de palheta principal 23 - módulo de comunicação sem fio de palheta principal 24 - fonte de energia externa de turbina eólica - implante central de proteção de relâmpago eletricamente isolado 26 - implante de ponta de proteção de relâmpago eletricamente iso- lado 27 - implante lateral de proteção de relâmpago eletricamente isolado 28 - derivação de condutor de relâmpagos de receptor lateral 29 - implante de proteção de relânpagos - extremidade de condutor de ligação à terra de relâmpagos de pa- lheta 31 - extremidade de raiz de palheta de turbina eólica 32 - extremidade de ponta de palheta de turbina eólica

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema detector de relâmpagos (1) adaptado para detec- tar descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica (2), o sistema incluindo um condutor de ligação à terra de relâmpagos de pa- lheta (3), adaptado para se estender na direção longitudinal de uma pa- lheta de turbina eólica (2), vários receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7) conectados eletricamente ao e distribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), vários detec- tores de relâmpagos individuais (8, 9) distribuídos ao longo do compri- mento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) e todos sendo adaptados para medir um parâmetro de relâmpago indica- tivo da magnitude de uma corrente de relâmpago, que escoa por uma parte eletricamente condutora individual correspondente de uma cone- xão (28) entre um receptor de relâmpagos (4, 5, 6, 7) e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), ou do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) quando um relâmpago é descarre- gado em um ou mais dos receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7) e um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta princi- pal (10), adaptado para medir pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta (2) pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), quando um relâmpago é descar- regado em um ou mais dos receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7), ca- racterizado pelo fato de que cada detector de relâmpagos individual (8, 9) inclui um elemento sensor individual (11), um microprocessador indi- vidual (12), um armazenamento de memória individual (13), um módulo de comunicação sem fio individual (14), e uma fonte de energia indivi- dual (15), incluindo uma bateria (16) e um dispositivo coletor de energia (17), adaptado para coletar energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz, pelo fato de que o sistema (1) inclui um módulo de comunicação sem fio central (18), adaptado para comunica- ção sem fio direta com um ou mais dos módulos de comunicação sem fio individuais (14), e pelo fato de que cada módulo de comunicação sem fio individual (14) é adaptado para comunicação sem fio direta com pelo menos um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais (14) e/ou com o módulo de comunicação sem fio central (18).

2. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizado pelo fato de que cada módulo de comunicação sem fio individual (14) é adaptado para comunicação sem fio direta com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais (14) e com o módulo de comunicação sem fio central (18).

3. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com a reivin- dicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema (1) é adaptado para, no caso de nível de energia reduzido de uma fonte de energia individual (15) de um respectivo módulo de comunicação sem fio indivi- dual (14), proporcionar comunicação sem fio indireta entre o dito módulo de comunicação sem fio individual (14) e o módulo de comunicação sem fio central (18), pelo fato de que a dita comunicação sem fio é proporci- onada por meio de um dos outros módulos de comunicação sem fio in- dividuais (14).

4. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os elementos sensores individuais (11) são capazes de medir a corrente de relâmpago, tal como, por exemplo, um sensor de efeito Hall.

5. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta princi- pal (10) é adaptado para ser dotado com energia elétrica de uma fonte de energia externa (24) de uma turbina eólica associada.

6. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta princi- pal (10) inclui um elemento sensor de palheta principal (20), um micro- processador de palheta principal (21), um armazenamento de memória de palheta principal (22) e um módulo de comunicação sem fio de pa- lheta principal (23).

7. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com a reivin- dicação 6, caracterizado pelo fato de que o módulo de comunicação sem fio de palheta principal (23) é adaptado para comunicação sem fio com cada módulo de comunicação sem fio individual (14) e, possivel- mente, com o módulo de comunicação sem fio central (18).

8. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com a reivin- dicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o elemento sensor de palheta principal (20) é capaz de medir a corrente de relâmpago, tal como, por exemplo, uma bobina Rogowski.

9. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada detector de relâmpagos individual (8, 9) é integrado em um im- plante de proteção de relâmpago eletricamente isolado (25, 26, 27), adaptado para ser embutido na palheta de turbina eólica (2), e em que uma parte eletricamente condutora individual (3, 28) do sistema e/ou um ou mais receptores de relâmpagos (4, 5) é/são integrados no dito im- plante de proteção de relâmpago eletricamente isolado (25, 26, 27).

10. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os receptores de relâmpagos incluem um receptor de relâmpagos de ponta de palheta (6) e/ou vários receptores de relâmpagos de prote- ção superficial (5, 7).

11. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os receptores de relâmpagos incluem pelo menos um receptor de relâmpagos lateral (5) conectado eletricamente ao condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) por meio de uma derivação de condutor de relâmpagos de receptor lateral (28), e em que um detector de relâmpagos lateral individual (9) é adaptado para medir um parâme- tro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâm- pago, que escoa pela dita derivação de condutor de relâmpagos de re- ceptor lateral (28), quando um relâmpago é descarregado no dito pelo menos um receptor de relâmpagos lateral (5).

12. Sistema detector de relâmpagos, de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os detectores de relâmpagos incluem pelo menos um detector de relâmpagos central individual (8), associado com o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) e que é adaptado para medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magnitude de uma corrente de relâmpago, que escoa por uma parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), quando um relâmpago é descar- regado em um ou mais dos receptores de relâmpagos (4, 5, 6,7) e em que a dita parte individual do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) forma uma conexão elétrica entre pelo menos dois dos receptores de relâmpagos.

13. Método para detecção de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica (2), o método incluindo: orientar uma cor- rente de relâmpago de um ou mais de vários receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7) por um condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), que se estende na direção longitudinal da palheta de turbina eólica (2), os ditos vários receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7) sendo conec-

tados eletricamente ao e distribuídos ao longo do comprimento do con- dutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3) por meio de cada um dos vários detectores de relâmpagos individuais (8, 9) distribuídos ao longo do comprimento do condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3); medir um parâmetro de relâmpago indicativo da magni- tude de uma corrente de relâmpago, que escoa por uma parte eletrica- mente condutora individual correspondente de uma conexão (28) entre um receptor de relâmpagos (4, 5, 6, 7) e o condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), ou do condutor de ligação à terra de re- lâmpagos de palheta (3) quando o dito relâmpago é descarregado em um ou mais dos vários receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7); e, por meio de um detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal (10), medir pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta (2) pelo condutor de ligação à terra de relâmpagos de palheta (3), quando o dito relâmpago é descarregado no dito um ou mais dos receptores de relâmpagos (4, 5, 6, 7), caracterizado pelo fato de que cada detector de relâmpagos individual (8, 9) mede o dito parâmetro de relâmpago por meio de um elemento sensor individual (11), por meio de um microprocessador individual (12), processa o pa- râmetro de relânpago medido, armazena dados em um armazena- mento de memória individual (13) e controla um módulo de comunicação sem fio individual (14), pelo que uma fonte de energia individual (15), incluindo uma bateria (16) e um dispositivo coletor de energia (17), for- nece energia elétrica ao detector de relâmpagos individual (8, 9), pelo fato de que o dispositivo coletor de energia (17) coleta energia de uma ou mais fontes, tais como de movimento, vibração e luz, pelo fato de que um módulo de comunicação sem fio central (18), incluído pelo sis- tema (1), se comunica sem fio diretamente com um ou mais dos módu- los de comunicação sem fio individuais (14), e pelo fato de que cada módulo de comunicação sem fio individual (14) se comunica sem fio di- retamente com pelo menos um dos outros módulos de comunicação sem fio individuais (14) e/ou com o módulo de comunicação sem fio central (18).

14. Método para detecção de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 13, carac- terizado pelo fato de que cada módulo de comunicação sem fio indivi- dual (14), quando necessário, se comunica sem fio diretamente com quaisquer dos outros módulos de comunicação sem fio individuais (14) e com o módulo de comunicação sem fio central (18).

15. Método para detecção de descargas de relâmpagos em uma palheta de turbina eólica, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o detector de relâmpago de condutor de ligação à terra de palheta principal (10) mede a dita pelo menos uma magnitude de qualquer corrente de relâmpago deixando a palheta (2) por meio de um elemento sensor de palheta principal (20), por meio um microprocessador de palheta principal (21), processa pelo menos uma magnitude medida de qualquer corrente de relâmpago, armazena dados em um armazenamento de memória de palheta principal (22) e controla um módulo de comunicação sem fio de palheta principal (23).