[实用新型]一种防结冰的风力发电机叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体来说，特别涉及一种风力发电机的叶片。

背景技术

随着一次次能源危机的爆发，并且石油资源的蕴藏量不是无限的，目前可开采和利用的储量已经不多，因此，人们必须估计到矿物能源资源枯竭可能带来的危机，应尽早的探索、研究开发和利用新型能源。随着切尔诺贝利事故和日本福岛核电站的核泄漏事件的发生，越发促使人们寻找安全绿色的新能源。

风力是一种潜力很大的新能源，曾有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只占风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，这些叶片将风能转化成驱动一个或多个发电机的转动力，从而将风能通过机械能转变为电能。

作为一种绿色环保无污染的能源，全球范围内，风力发电越来越受到重视和发展，特别是在芬兰、丹麦等国家，目前，我国也正大力提倡，由于其不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，它具有别的能源不可比拟的优势。

但是，在一些大气条件下，如低温潮湿的环境下，叶片表面容易被冰覆盖，当冰层集结到一定厚度后，会严重影响叶片的旋转，使风轮产生较大的不平衡，出现振动，严重时甚至可导致风机的长时间停机或使叶片受损而减少使用寿命。同时，即使叶片表面不结冰，长时间的处于较低温度下也会影响改变叶片材料的性能，从而减少叶片的使用寿命。

因此，在寒冷的气候中，如何防止风力发电机的叶片结冰，或防止叶片本身温度过低成为了一个亟待解决的问题。为此，美国通用电气公司提供了一种专利申请号为CN：200510065035.4的转子叶片上冰地检测方法和设备，对叶片上是否有冰进行检测，并且还提供了一种专利申请号为CN：201010235751.3的用于风力涡轮机叶片的被动式除冰方法，该方法是：感测叶片的结冰危险后，将至少一个叶片移入减少结冰危险的位置，所述位置为大体上朝向太阳方向。该方法属于被动式除冰，其效果很弱，在严寒地区，几乎无法解决叶片上的冰层问题，并且，其除冰时使叶片变相，影响了正常的发电机组运转。再如中国专利CN：200920000677.X公开的防结冰型风力发电机组风轮叶片，其采用玻璃钢复合材料制成叶片，并在叶片上布置电阻器，通过对电阻器通电产生热量来解决结冰问题，但是这种方法较为复杂，电阻器本身的重量也会影响叶片的旋转，在实际运用中难以推广。上述专利的发明人还提供了另一种申请号为CN：200920000676.5的防结冰型风力发电机组风轮叶片，其同样采用玻璃钢复合材料制成叶片，并将叶片内部制成中空的，通过热风输送管对内腔输入热空气来提高叶片表面的温度。可这样的技术方案依然较为复杂，且叶片的材质不是热的良导体，从中空的内腔加热会大大影响叶片表面加热的效率，如果加热温度过高，对叶片所用树脂的热变型温度有很高要求并有可能带来新问题，所以也难以在实际运用中推广。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种防结冰的风力发电机叶片，当环境温度过低或叶片表面产生冰层时开启发热涂层对叶片表面进行加热，提高叶片表面温度，融化冰层，技术方案容易实现。

本实用新型通过以下技术手段实现：一种防结冰的风力发电机叶片，包括加热系统、控制系统、电源和叶片；所述控制系统控制电源的开启和关闭；其特征在于：所述加热系统主要包括叶片上的导电体和发热涂层；所述叶片上覆盖有绝缘层，所述导电体布置于绝缘层上，发热涂层覆盖于导电体及绝缘层上，所述发热涂层表面又由绝缘层覆盖。所述导电体可选择铜、银、银铝合金等具有导电性能的物质，其形状可为金属箔或导线等。

本实用新型还可做以下改进：

所述加热系统为一组以上，并联连接。

所述加热系统还包括导电介质层，所述导电介质层覆盖导电体，位于发热涂层下方，增加了发热涂层与导电介质的稳定性和接触面积。所述导电介质层可为银浆、铝浆等所有具有导电性能又可涂布的材料。

所述导电体为铜箔，进一步的降低增加重量和扩大导电范围。

所述导电介质为导电银浆，提高了铜箔与加热层之间的导电性能并可以防止铜箔与加热层因膨涨系数的差异而引起接触不良的风险。

所述绝缘层表面还覆盖有保护涂层，对加热系统进行保护，延长其使用寿命。