在冬春季節(jié)氣候濕潤(rùn)的地區(qū)，風(fēng)電葉片覆冰是無(wú)法避免的問(wèn)題，往往會(huì)給風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成極大挑戰(zhàn)。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃，葉片表面溫度降至 -5℃以下，且空氣濕度超過(guò) 85%，葉片覆冰的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯增加。風(fēng)電場(chǎng)常處于冷熱氣流頻繁交匯之處，微地形與微氣象的復(fù)雜組合，使得不少機(jī)組的葉片覆冰現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。究其根本，葉片表面結(jié)冰源于低溫下水的物相轉(zhuǎn)變，那些在 0℃以下仍呈液態(tài)的過(guò)冷水滴穩(wěn)定性欠佳，一旦撞擊到葉片前緣迎風(fēng)面，便在耦合相變的作用下迅速凍結(jié)成冰。

覆冰主要有三種，雨凇多現(xiàn)于 0 - 5℃、濕度較高的環(huán)境，此時(shí)過(guò)冷水滴較大，碰撞葉片后先延展成水膜，繼而凝結(jié)為透明、堅(jiān)硬、密度大且附著力強(qiáng)的冰凌；霧凇則在溫度低于 -5℃、空氣含水量少的情況下生成，小水滴以干增長(zhǎng)模式形成質(zhì)地疏松、密度小、粘附力弱的冰凌；混合凇常出現(xiàn)在 -10 - -3℃的山區(qū)，高風(fēng)速裹挾著云霧，大小各異的水滴干濕增長(zhǎng)同步，在葉片迎水面塑造出半透明、中等密度、附著牢固的冰體。

談及對(duì)機(jī)組的影響，功率輸出首當(dāng)其沖。葉片迎風(fēng)面與葉根處是覆冰的 “重災(zāi)區(qū)”，輕微覆冰就會(huì)使葉片表面粗糙，氣動(dòng)性能下滑，功率隨之降低；嚴(yán)重時(shí)，轉(zhuǎn)矩歸零，輸出功率全無(wú)，甚至迫使機(jī)組停機(jī)。

以 VestasV80 - 1.8MW 風(fēng)機(jī)為例，雨凇覆冰可達(dá) 709kg，占葉片重量 11%，致使葉尖阻力暴增 365%，升力銳減 40%；霧凇覆冰 434kg，占 6.7%，葉尖阻力增長(zhǎng) 250%，升力降低 40%。不僅如此，覆冰還會(huì)引發(fā)機(jī)組靜態(tài)與動(dòng)態(tài)載荷失衡、劇烈振動(dòng)、葉片頻率波動(dòng)、疲勞載荷及彎矩攀升，更甚者，會(huì)對(duì)操作人員的人身安全構(gòu)成威脅。面對(duì)風(fēng)電葉片覆冰問(wèn)題，唯有深入探究成因，綜合施策，方能保障風(fēng)電場(chǎng)的安全、高效運(yùn)行。

就目前的科技水平而言，想要根除覆冰問(wèn)題，那是不可能的，只能在覆冰出現(xiàn)后采取措施除冰，以減少經(jīng)濟(jì)損失。

這就需要在高發(fā)季做好覆冰監(jiān)測(cè)工作了。可以使用微波積冰傳感器FT-JB3H。

這是一種用于監(jiān)測(cè)積冰情況的專(zhuān)業(yè)傳感器，安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片上，其原理是利用微波檢測(cè)技術(shù)，基于微波信號(hào)對(duì)冰、水、空氣等不同物質(zhì)反饋信息的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器敏感區(qū)域的結(jié)冰信息監(jiān)測(cè)，并可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱及結(jié)冰分布信息計(jì)算結(jié)冰厚度。

該傳感器帶有溫度檢測(cè)及補(bǔ)償功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，帶有RS485通訊接口，可用Modbus RTU協(xié)議通訊，也可設(shè)置為定時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足多樣通訊需求。

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