Measurement of lightning strikes on windmills

Global Lightning Protection Services

Measurement of lightning strikes on windmills

February 17, 2024

The Lightning Key Data System® gives owners and producers of windmills valuable knowledge.

Global Lightning Protection Services

Every year many wind turbines are damaged as a result of the powerful and complex impact of lightnings on the windmill. Lightning can cause fire or severe damage on for example controllers, bearings, and gearbox.

Damage to a turbine can lead to difficult negotiations between the owner of a windmill, the manufacturer, and the insurance company. There are many questions to clarify, particularly regarding the economic consequences. In such situations it is crucial to document the size of the lightning strike and to determine whether the turbine has been sufficiently protected to withstand impact.

It is crucial to document the size of the lightning strike and to determine whether the turbine has been sufficiently protected to withstand impact.

EKTOS has contributed to developing a solution for this challenge. Along with a world leader in lightning protection of wind turbines, Global Lightning Protection Services in Herning, EKTOS has developed the sensitive measuring system called The Lightning Key Data System®. This system measures all relevant data when a lightning strikes and it stores the valuable data in a box through sensors which could be mounted on the blades of the windmill. Each sensor measures the impact of a lightning strike in the mill within a time interval of 1.5 seconds. Based on this information four aspects of the impact is measured: maximum current, specific energy, charge, and maximum rise time. These are used to decide whether the turbine can continue in operation or has to be stopped completely and investigated further.

Apart from the blades, the system can also measure other locations on the turbine such as the nacelle or the tower. “For more than one and a half year we have been developing the measurement system which has resulted in a very good solution that answers a great need for the international wind industry. It is fairly new that one can measure a lightning strike in a wind turbine, but with this solution we can gather very specific knowledge and facts about the lightning strike – it contributes greatly to optimizing the operation of a wind turbine”, says technical director Søren Madsen from Global Lightning Protection Services.

“For more than one and a half year we have been developing the measurement system which has resulted in a very good solution that answers a great need for the international wind industry.” Søren Madsen, technical director, Global Lightning Protection Services.

Søren Madsen further explains that the system is designed for harsh environments and can withstand temperature fluctuations, moisture, vibration and electrical noise. The system can be mounted on wind turbines both on land and in large wind farms around the world. The system furthermore provides important data about the lightning protection system on each windmill. “We can simply measure the condition of the lightning protection system and we can use the data to conduct preventive maintenance and service. A lightning often causes lengthy downtime which is expensive for the wind turbine owner. It is important to keep the turbine running for as long as possible”, says technical director Søren Madsen from Global Lightning Protection Services.


Visit Global Lightning Protection Services’ website

More information

Niels Martin Jørgensen

Sammen med GLPS har vi udviklet et unikt og fintfølende målesystem til lynnedslag i vindmøller.

Vindmøller er i særlig grad udsatte for lynnedslag. Hvert år beskadiges mange vindmøller som følge af lynets kraftfulde og komplekse nedslag på møllen. Nedslaget kan føre til brand eller havari, da eksempelvis styringselektronik, lejer eller gearkasse kan blive beskadiget.

Nogle gange opdages skaderne ikke med det samme men først, når vindmøllen er totalhavareret efter noget tid. Skaderne på vindmøllen kan føre til vanskelige forhandlinger mellem ejeren af vindmøllen, producenten og forsikringsselskabet. Mange spørgsmål skal afklares, og især de økonomiske konsekvenser skal udredes. I den sammenhæng er det afgørende at kunne dokumentere lynnedslagets størrelse samt afgøre, om vindmøllen har været tilstrækkeligt beskyttet til at kunne modstå nedslaget.

Det er afgørende at kunne dokumentere lynnedslagets størrelse samt afgøre, om vindmøllen har været tilstrækkeligt beskyttet til at kunne modstå nedslaget.

Nu har EKTOS været med til at løse denne udfordring. Sammen med et af verdens førende firmaer inden for lynbeskyttelse af vindmøller, Global Lightning Protection Services i Herning, har EKTOS udviklet det fintfølende målesystem The Lightning Key Data System®. Det måler alle relevante nøgledata, når lynet rammer og registrerer værdifulde data i en måleboks i møllen ved hjælp af strømsensorer, som eksempelvis er monteret på møllevingerne. Hver sensor måler over et tidsinterval på 1,5 sekunder omfanget af et lynnedslag i møllen, og på baggrund heraf beregnes fire nøgletal for nedslaget; maksimal strøm, specifik energi, ladning og maksimal stigetid. Disse anvendes til at beslutte, om vindmøllen i det hele taget kan fortsætte i drift eller skal stoppe helt for at blive undersøgt nærmere.

Udover selve vingerne kan systemet også måle på andre steder på vindmøllen som fx nacellen eller mølletårnet. ”Gennem mere end halvandet år har vi udviklet på målesystemet, og vi er nu endt med en meget fin løsning, der dækker et stort behov på det internationale vindmøllemarked. Det er ret nyt, at man overhovedet kan måle et lynnedslag i en vindmølle, og med denne løsning får vi evidens og altså meget konkret og faktuel viden om lynnedslaget – det medvirker i høj grad til at optimere driften af en vindmølle”, udtaler teknisk direktør Søren Madsen fra Global Lightning Protection Services.

”Gennem mere end halvandet år har vi udviklet på målesystemet, og vi er nu endt med en meget fin løsning, der dækker et stort behov på det internationale vindmøllemarked.” Søren Madsen fra Global Lightning Protection Services.

Søren Madsen fortæller endvidere at systemet er udviklet til hårde driftsmiljøer og tåler temperatursvingninger, fugt, vibrationer og elektrisk støj. Det kan således monteres på vindmøller på både landjorden og på vindmøllerne i de store havvindmølleparker rundt om i verden. Samtidig giver systemet vigtige data omkring den aktuelle vindmølles lynbeskyttelsessystem. ”Vi kan simpelthen måle på tilstanden af lynbeskyttelsessystemet og kan dermed benytte data til forebyggende vedligeholdelse og service. I sagens natur er det vigtigt at holde vindmøllen kørende så lang tid som muligt. Et lynnedslag giver ofte langvarig nedetid, som koster dyrt for vindmølleejeren – og det skal vi undgå”, fortæller teknisk direktør Søren Madsen fra Global Lightning Protection Services.


Besøg Global Lightning Protection Services

Contact Us