风力发电机中防雷系统的有效性取决于该系统拦截闪电在叶片上的接收器处,并将闪光电流传导到地面,风险最小损坏最少。根据目前可用的、经济可行的技术,没有防雷系统设计能够确保所有雷击在接收器处被拦截并有效传导到地面而不会损坏风力涡轮机或其部件。
GE风机的防雷系统设计符合国际通行标准规范和指南,利用最先进的经济可行的技术。GE风力发电机的闪电保护系统设计符合IEC 61400中概述的II级标准-24规范和德国劳埃德船级社(GL)风力发电机认证指南。根据这些在规范中,二级防雷系统设计为雷电拦截和传导相结合效率为95%。在风力发电机防雷系统的设计中遵守这些规范再加上利用目前最先进、经济可行的技术,不可能完全消除了风力发电机或其部件可能遭受雷击造成的某种损坏的风险。雷击是由雷暴云中的电荷分离产生的。放电是通常包括沿着相同电离路径的几个冲程以产生闪光。完整的闪电可能会持续更长时间大于1秒,可能是向下的“云对地”闪电或向上的“地对云”闪电。两种类型的闪电带正电荷或负电荷,带正电荷的闪电通常表现得更高电势。由于产生雷击的云层的自然变化,每次雷击都是不同的。目前现有技术不允许预测闪电在云中的起源点,也不允许预测闪电会击中一个特定的结构。然而,目前可用的技术可以确定被闪电击中的特定结构以及任何此类袭击的可能程度。雷击风险任何结构都是结构高度的函数(较高的结构通常会吸引更多的撞击)地形和当地水平的闪电活动。分析人员已经确定,等效收集面积为其半径等于结构高度的3倍。基于此经过计算,典型的GE风力机的有效收集面积约为0.4 km2(参考IEC 61400-24)。风力涡轮机有效防雷系统的设计由于物理大小、地理位置、旋转叶片以及闪电形成的随机性。风力发电机有3个叶片,每个叶片的长度超过30米,在超过60米的塔顶以每分钟20转的速度旋转米高。叶片主要由非导电复合材料制成。防雷系统为设计为完全集成到风力涡轮机的部件中,以便合理地最大化雷电防护系统,以承受雷电的冲击,并将电流安全传导至对风力涡轮机或其部件的损坏或干扰最小的地面