[发明专利]一种水平轴风力发电机组叶尖防除冰装置及安装方法

说明书

本发明提供的一种水平轴风力发电机组叶尖防除冰装置及安装方法，包括装置连接体、集热装置支架和集热装置，其中，所述装置连接体的一端插装在叶片本体区域的内腔中，另一端插装在叶片尖部区域的内腔中；所述装置连接体与集热装置支架连接；所述集热装置安装在集热装置支架上；所述集热装置支架和集热装置均位于叶片尖部区域的内腔中；所述集热装置的电源线布置在靠近叶片前缘抗剪腹板一侧；所述叶片尖部区域外表面设置有叶尖引雷通路，并与引雷线连接；所述引雷线布置在靠近叶片后缘抗剪腹板一侧；所述装置连接体内表面、集热装置支架连接面、叶片尖部区域内表面均设置绝缘材料层；本发明能够保护集热装置工作状态下避免遭受雷击损伤，同时隔绝集热装置供电通路与叶片雷电导流通路之间的相互影响，避免雷电导流通路放电现象发生对叶片安全的威胁。

技术领域

本发明涉及风力发电机组领域，特别涉及一种水平轴风力发电机组叶尖防除冰装置及安装方法。

背景技术

我国幅员辽阔，气候环境多种多样，在寒冷的冬天或初春，风电场结冰现象无法避免。覆冰条件主要有两点：水汽和低温。北方空气相对湿度低，也会出现雾凇现象，更易形成积雪；南方空气相对湿度高，多会形成冻雨现象，冰冻灾害范围更严重。覆冰问题一直困扰着我国各地区风电场，根据调研数据显示，西北、内蒙古、黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、湖北、安徽、云南、贵州、四川等地区的大量服役机组均受到冰冻环境影响，覆冰问题最高可导致20％～50％的发电量损失，降低风力发电机组使用寿命，威胁周边人员生命财产安全。

面对迫切的防除冰技术需求，现在行业内主流的技术路线包含以下类型：

1热能方法，包括电热和气热两种。其中，电热方法是通过通电电阻散发热量，提高风电设备表面温度，实现防除冰。优点是效率较高；缺点是雷击风险非常大，安装复杂，维修性差，易造成复合材料结构损伤例如，疲劳分层、老化。气热方法是通过热空气循环形成能量交换，提高风电设备表面温度，实现防除冰。优点是结构安全，易维护维修，不增加雷击风险；缺点是能耗较高，效率较低。

2化学方法，通过化学药剂喷洒在风电设备已结冰表面，降低冰层混合物的融点，实现除冰。优点是简便有效，可通过无人机设备实现；缺点是对环境存在一定污染。

3机械方法，通过机械设备或变速控制，对风电设备附着冰层施加外力或振动作用，实现除冰。优点是简便彻底，可通过工具或设备实现；缺点是影响风电设备正常运行，对其可能造成一定损伤。

4材料方法，通过风电设备表面涂装疏水涂层，加速表面液体滚落、减小冰层附着力，实现防冰。优点是防冰能耗低，不造成污染；缺点是针对不存在液态水的结冰形式效果差，涂层易受到损伤。