风电叶片作为风力发电机组中最基础和最关键的部件,伴随秋冬气温下降,或一些地方海拔高、湿度大、温度低,以及受早晚温差、空气中水汽含量变化和气温持续偏低等环境因素影响,风电机组叶片表面可能出现结冰问题。当叶片覆冰以后,会对叶片气动特性发生改变,机组动态荷载增加,对风电场安全运行和经济效益产生负面影响。所以风电叶片的防冰和除冰至关重要。
对于已经形成的覆冰,我们可以采用多种除冰技术手段进行处理。其中,气热法是通过热空气加热飞机防护表面,电热法则是将电源电能转变为热能加热防护部件。气动除冰利用可膨胀的胶管充气膨胀破碎冰层,再用气流吹除,但这种方法多用于螺旋桨飞机。
此外,还有电流融解法,通过增加负荷电流或施加短路电流加热导线,使覆冰熔解落地。机械法包括人力牵引除冰和机器人自主行走除冰,以及无人机配合重物撞击除冰等。
然而,相较于处理已经形成的覆冰,防冰技术更为重要。防冰技术,更能有效减少冰雪对设施的影响。常见的防冰技术有多种,其中一种是利用热能防冰。这种方法通过在物体表面加热,使冰雪无法在其上积聚。例如,飞机机翼和风力发电机叶片就常采用这种技术,通过嵌入加热元件,在低温环境下保持表面温度,防止冰雪附着。
另一种防冰技术是使用化学防冰剂。这些剂液能够降低冰雪与物体表面的附着力,使其在形成初期就能被轻松去除。不过,使用化学剂需要谨慎,以避免对环境造成污染。
此外,还有采用改变物体表面性质来防冰的方法,比如通过涂层技术,让冰雪难以在表面停留。
志盛威华研发生产的ZS-611防冰雪涂料采用了交替排列的多嵌段无机-有-机互穿网络聚合物(IPN)基料和经过表面改性处理的高度活性防冰雪添加剂,多种物质的组成使涂料整体呈现壳-核双层结构。这种特殊的结构形式使涂料具有一定的弹性性能,接触角和滚动角也较好。在雪和水覆盖上时,能够主动减少和雪和水的接触面积,减少了摩擦力。在涂刷在固体表面后,在需要保护的材料表面即可形成具有特殊取向的疏水分子层,实质上相当于在被保护表面与冰晶之间筑起一层自洁分隔膜,表面对水的接触角可达到105度,表面能可以达到20x10-8N/M,保证了涂膜良好的防冰雪功能。——艾工158---1093---6185