[发明专利]一种风力发电机转子叶片电热融冰系统及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是指一种风力发电机转子叶片电热融冰系统及制造方法。

背景技术

随着当前社会对能源的消耗，导致不可再生能源日益枯竭，因此可再生能源的利用一直是当前人类社会技术发展的重点。在清洁能源中，尤其以风力发电和太阳能发电最为收到关注。据估计，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；而目前全世界每年燃烧煤所获得的能量只有风力所能够提供能量的三分之一。尤其在中国西部地广人稀且常年风力资源丰富的地区，非常适合进行风力发电因此。

现有的利用风力进行发电的设备称为风力发电机组，包括塔架、螺旋桨形状的叶轮、发电机。其中螺旋桨形状的叶轮在风力驱动下转动以将动能转换为机械能，再通过增速机将旋转增速后驱动发电机发电以将机械能转换为电能。其中叶轮是将风的动能转化为机械能的重要部件，它由至少两只螺旋桨形的叶片组成（一般都采用3只叶片组成一个叶轮）。叶片要求材料强度高且重量轻，因此大多采用玻璃钢或其他复合材料（如碳纤维）制造。但是由于气候多变，特别是近几年我国冻雨天气增多危害严重，导致风电机组的叶轮会出现结冰现象。叶片产生结冰造成的危害主要有：

1、叶片的物理外形由于结冰发生变化，使叶片受风能力降低。而且叶片组的平衡受到破坏，叶片的重量增加，发电机组磨损增大，不仅影响发电机组的发电量，而且对发电机组的寿命和安全造成很大影响。

2、叶片结冰使其增加叶片的重量，加大发电机组的负荷，增加了发电机 组的机械磨损。

目前消除叶片结冰通常采用的方法是：在叶片结冰到一定程度时停机除冰，而停机除冰又可以分为自然除冰和人工除冰。上述方法一是影响发电机组的发电量；二是人工除冰时是依靠敲打叶片除冰，因此有可能会损坏设备。同时目前对于叶片是否结冰主要依靠天气预报数据根据经验判断，或是依靠人工巡视的方式。这样导致最终结果不准确，很容易对设备运行造成影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对风力发电机组的叶片进行融冰的风力发电机转子叶片电热融冰系统。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种风力发电机转子叶片电热融冰系统，包括固定在叶片上的电热融冰层和叶片监测终端、设置于塔架底部的控制箱、设置于塔架底部的塔架监测终端；

其中所述叶片中空具有内腔，且外表面覆盖有内蒙皮层和外蒙皮层，所述电热融冰层设置于所述内蒙皮层与外蒙皮层之间；所述电热融冰层包括玻璃纤维布制成的衬底和预铺设在所述衬底上的至少两条沿所述叶片延伸风向延伸的碳纤维发热线，且所述叶片上的每一碳纤维发热线都通过贯穿所述叶片本体的通孔连接伸入所述叶片内腔里的供电线；所述供电线通过设置于所述叶轮与塔架连接处的滑环连接设置于塔架底部的控制箱；其中所述外蒙皮为玻璃纤维布层，且所述玻璃纤维布层的至少一个表面涂覆有环氧树脂；其中所述叶片ＳＳ面和ＰＳ面上分别设有相互独立的电热融冰层，且供电线包括连接所述ＳＳ面上的电热融冰层的第一供电线组、连接所述ＰＳ面上的电热融冰层的第二供电线组；

其中所述叶片的ＳＳ面和ＰＳ面上分别设有独立的叶片监测终端，所述每一叶片监测终端包括无线数据传输芯片、固定于所述叶片外表面以监测叶片外表面温度的第一温度传感器、固定于所述叶片内腔的供电线上以监测所述供电线的温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器都分别连接 所述无线数据传输芯片以通过无线网络连接所述控制箱；

其中所述塔架底部设有塔架监测终端，所述塔架监测终端包括用于测量环境温度的塔底温度传感器、用于测量环境湿度的塔底湿度传感器；所述塔架监测终端通过有线网络连接所述控制箱；

其中所述控制箱包括主板，主板上设有远程控制芯片、控制箱有线传输芯片；其中所述远程控制芯片连接远程控制端，并通过所述控制箱有线传输芯片连接所述塔架监测终端；其中所述远程控制芯片连接电热融冰开关电路，所述电热融冰开关电路分别连接为叶片进行电热融冰供电的供电线及外接供电电源；所述控制箱还包括控制箱无线传输芯片，所述控制箱无线传输芯片通过无线网络连接设置于所述叶片上的叶片监测终端，且所述远程控制芯片连接所述控制箱无线传输芯片；

所述控制箱还包括自动控制芯片，所述自动控制芯片通过所述控制箱有线传输芯片连接所述塔架监测终端，且所述自动控制芯片连接所述电热融冰开关电路，并连接所述控制箱无线传输芯片；且所述自动控制芯片连接远程控制端；

所述控制箱上还设有手动开关，所述手动开关连接所述电热融冰开关电路。