自2月16日起,我國淮河以南大部分地區(qū)遭遇了雨、雪、雨夾雪的天氣。期間,浙江北部普降大雪,局地山區(qū)出現暴雪。幾日間,重慶溫度普遍降低,一些風電場所在地更是下起了厚厚的雪。
2月19日,新浪認證為浙江省寧??h力洋鎮(zhèn)人民政府的官方微博發(fā)出這樣一條溫馨提示:由于氣溫較低,目前茶山道路大部分覆冰,山陡路滑,且茶山風電葉片結冰,在運轉過程中有大塊冰塊甩出,容易傷人。請廣大網友相互轉告,近期不要攀登茶山。
一場大雪、一條微博都在提醒我們關注風機葉片覆冰問題。
風機覆冰狀況
風機葉片覆冰在一些區(qū)域為偶發(fā)性事件,但在“天無三日晴”的貴州發(fā)生的頻率則較高。比如,2008年初,貴州曾出現持續(xù)20天以上凝凍天氣,曾造成全省電網大面積倒塔斷線,電網被迫解列運行。據不完全統(tǒng)計,貴州地區(qū)冬季的凝凍現象造成風機的年發(fā)電量損失高達15%—20%。
公開資料顯示,在特殊天氣情況下,比如溫度接近零攝氏度又伴有高濕度,如凍雨或雨夾雪,風機葉片比較容易覆冰。在重力和風機葉片旋轉產生的機械力的作用下,這些冰又很容易從葉片上脫離。如果覆冰后風機葉片繼續(xù)旋轉,這些冰可能被拋出一段距離,如果沒有遇到阻礙物,甚至可能會被拋出數百米遠。這些落冰可能會損害建筑物和車輛,甚至會傷害到風場的工作人員或者普通公眾,埋下了安全隱患。
記者找到了一本英文的《風力發(fā)電場安全操作規(guī)范手冊》,其中規(guī)定,風機在寒冷氣候下運轉的安全距離公式:1.5米*(輪轂高度+轉子直徑)。這個公式得到了認證機構德國勞氏船級社和德國風能研究所的認可。
除了安全隱患以外,如果在風力資源評估階段,風機覆冰的情況沒有被考慮進去,風力資源的評估階段也會產生誤差。
風場建成后,如果遇到風機覆冰,風機葉片的空氣動力學輪廓就會受到影響,葉片表面的大量覆冰會引起風機的附加載荷與額外的振動,從而降低其使用壽命。在極端情況下,積冰甚至會造成風塔整體坍塌或局部破損。
風機葉片覆冰后還會影響風電場的發(fā)電量。國外有研究表明,風機葉片掛冰運轉,風機的發(fā)電量會減少10%—20%。以上這些狀況最終都會體現為,風電場運行和維護的成本上升??梢姡L機葉片覆冰問題已成為制約易覆冰地區(qū)風電市場開發(fā)建設的重要因素。但實際上,這個影響也很難被量化,因為覆冰狀況出現在不同區(qū)域,各地區(qū)和各個風電場的情況也有差異。
中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司副總經理陶友傳告訴記者:“風機葉片覆冰問題的區(qū)域性很強,各地的解決方案也存在很大差異。”
去年11月,國電聯(lián)合動力自主研發(fā)的首臺1.5MW加熱除冰型樣機被送往貴州麻窩山風場。該機型采用熱氣流加熱葉片,可以通過自動或人工控制方式主動除冰。
維斯塔斯也在推廣其開發(fā)的VDS主動除冰系統(tǒng)。除此之外,給風機安裝低溫自動加熱傳感器,在葉片表面應用抗凝凍涂層,葉片內部熱氣加熱融冰等技術解決方案也在完善中。
陶友傳對記者表示:“我國各地的情況不一樣,在凍雨發(fā)生幾率很低的地區(qū),如湖北省每年發(fā)生凍雨的天數僅為1.5天左右,所以,凍雨對該地區(qū)風電發(fā)展的影響并不大。陶友傳認為,在凍雨發(fā)生率低的地區(qū),只要預測到會發(fā)生凍雨后,遵循安全第一的原則,風機需要停止發(fā)電。”
陶友傳還透露,海裝風電也正在探索解決風機葉片覆冰問題的最優(yōu)途徑。