[发明专利]风力发电机转子叶片防结冰设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机转子叶片防结冰设备及方法。

背景技术

风能发电是目前国内外方兴未艾的绿色新能源项目。现有的很多风力发电机转子叶片在低温及湿度较大的环境条件下运行或静止时，叶片表面常常出现结冰现象。

风力发电机转子叶片结冰后产生的危害有：

1、叶片的物理外观变化，导致叶片受风能力降低。而且叶片组的平衡受到破坏，发电机组磨损增大，不仅降低发电机组的发电量，而且对发电机组的寿命和安全造成很大的影响；

2、叶片结冰时自重增加，导致发电机组的负荷加大，从而增大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，比如等待气温变化自然融冰或敲打除冰，此种方法极大影响发电机组的发电量，而且可能因敲打而对发电机组造成损坏。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种风力发电机转子叶片防结冰设备及方法，旨在解决风力发电机转子叶片的结冰问题，提高风力发电机组的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明提出一种风力发电机转子叶片防结冰设备，包括叶片、监控系统、控制系统以及与所述叶片表面接触的发热系统；其中：

监控系统监控叶片所在环境的结冰参数，并将所述结冰参数发送给控制系统；所述控制系统在所述结冰参数达到预定的结冰条件时，向发热系统发送启动指令；所述发热系统根据所述启动指令通电发热，并将热量传递给叶片表面。

优选地，所述发热系统包括绝缘层及发热器件，所述绝缘层包覆在所述叶片表面，所述发热器件包覆在所述绝缘层外；所述发热器件通过电源线与外部电源连接。

优选地，所述发热系统进一步包括金属薄板，所述金属薄板包覆于所述发热器件外层；所述金属薄板包括以下至少之一：钢板、铝板、铜板、锌板及不锈钢板。

优选地，所述金属薄板的内表面涂覆有防腐涂料层；所述金属薄板的外表面涂覆有高弹性模量、低表面能、耐老化性的防护涂料层。

优选地，所述发热器件包括以下至少之一：电热丝、电热膜以及电热片；所述电热膜包括以下至少之一：PET电热膜、聚酰亚胺薄膜电热膜、铁氟龙布电热膜、硅胶电热膜、云母电热膜以及远红外碳膜电热膜；所述电热片包括以下至少之一：云母发热片、PTC发热片以及陶瓷发热片。

优选地，所述叶片、绝缘层、发热器件及金属薄板相互之间的连接方式包括以下至少之一：通过弹性涂料包裹、胶合剂粘接、机械铆接及螺栓连接。

优选地，所述结冰参数包括室外环境的风速、温度和湿度，以及叶片表面和内部的温度。

优选地，所述发热系统的额定电压为90V-380V，防结冰的维持温度为5℃-80℃。

优选地，所述监控系统包括：室外湿度探头、室外温度探头、室外风速探头、叶片表面温度探头及叶片内部温度探头。

本发明还提出一种风力发电机转子叶片防结冰方法，包括以下步骤：

监控系统监控叶片所在环境的结冰参数，并将所述结冰参数发送给控制系统；

所述控制系统在所述结冰参数达到预定的结冰条件时，向发热系统发送启动指令；

所述发热系统根据所述启动指令通电发热，并将热量传递给叶片表面，防止叶片结冰。

优选地，所述结冰参数包括室外环境的风速、温度和湿度，以及叶片表面和内部的温度。

本发明提出的一种风力发电机转子叶片防结冰设备及方法，通过监控系统实时监控叶片周围环境的结冰参数，控制系统在结冰参数达到预定的结冰条件时，启动发热系统通电发热，由发热系统将热量传递给叶片表面，防止叶片结冰。同时本发明在发热系统的发热器件的最外层用低表面能的高弹涂料包裹，具有施工方便，不影响叶片的流体力学性能，最大限度的减少冰块对叶片的附着，并具有良好的耐风沙摩擦特性；因此，本发明采用发热器件与高弹性模量、低表面能、耐老化性涂料相组合的方式，既可极大减少叶片的自重，又可以具有极佳的导电加热稳定性；而且本发明工艺简单，检查维修及使用方便，保障风力发电机组在结冰的气候条件下可正常工作不受干扰，减少了对发电机组的磨损，提高了发电机组的寿命及可利用率。

附图说明

图1是本发明风力发电机转子叶片防结冰设备一实施例中叶片的结构示意图；

图2是本发明风力发电机转子叶片防结冰设备一实施例结构示意图；

图3是图1中A处的局部剖视图；

图4是本发明风力发电机转子叶片防结冰方法一实施例流程示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。