沈 贺, 陈 田

(上海电机学院 机械学院, 上海 201306)

风能作为一种绿色清洁的可再生能源,受到世界各国的广泛关注。欧洲和美洲自20世纪便开始加大投入发展风电技术,中国、日本等亚洲国家到21世纪也逐渐开始重视风能资源。2015—2019年全球风电机组累计装机容量如图1所示。中国作为风电资源大国,每年装机容量逐渐上升。2016年,国家能源局在《可再生能源“十三五”发展规划》中提出,到2020年非化石能源消费占能源消费总量的15%,2030年实现20%[1]。风电技术的发展与应用,可以缓解全球能源供应,改善全球环境,减少二氧化碳等温室气体的排放。

图1 2015—2019年全球风电机组累计装机容量

我国地域辽阔,海岸线长,风能资源丰富,全国大部分优质风能资源主要分布在东北、西北、华北以及东南沿海地区,而中部、南部高海拔山区由于空气湿度大,温度低,相比于“三北”地区,冬季更易产生叶片结冰现象。风力发电机叶片结冰会严重影响机组的安全稳定运行。因此,针对性地研究风力发电机叶片结冰的特点和危害以及相关检测方法和除冰技术,对机组的正常稳定运行具有重要意义[2]。

1 风力发电机叶片结冰的特点、过程及危害

1.1 结冰特点

风力发电机叶片结冰是由于冷暖空气气流相遇而产生的逆温现象。当云层中的冰晶下落时遇到空气中的暖流,会在暖流的影响下转换成液态水降落,水滴若遇到低于0℃以下的风力发电机叶片,则会使热量迅速散失。此时,众多液态水滴迅速凝结在一起形成结冰。……