风电厂冬（dōng）季叶片覆冰原理分析

风能是一种取之不尽，用之不竭的可再生能源。在社会主义（yì）快速发展的今天，风（fēng）力发电更是得（dé）到（dào）了普遍（biàn）关注和大力发展，但是（shì），具有丰富的风资源地带基本都在高寒（hán）地区和湿度大（dà）的沿海地带（dài），环境较为恶劣。风电叶片在低温条件（jiàn）下若遇到潮（cháo）湿空气（qì）、雨水、冰霜、雪（xuě）等气（qì）候天气时，容易（yì）发生冰冻现象。叶片（piàn）结冰（bīng）对风电厂运行及人员安全都（dōu）会带来影响，直接导致发电效率降低，甚至危及风机及维护人员的安全。

结冰（bīng）开始出现在冷空气组成的（de）云或雾的液滴接触到物体表面的时候。大气中的水汽凝结成水滴、凝华成冰晶，水（shuǐ）滴和冰晶混（hún）合组成的直径小于79μm可见聚合物漂浮在空中就形成了云。云中的水滴在温度（dù）低（dī）于（yú）-40℃时会自发结冰，当温度在0~-40℃时，水滴还处在亚稳定状态，俗称过冷状态，需要经过一段时间才会产生（shēng）晶（jīng）核（hé）并逐渐形成冰晶。一般来说，风电叶片的结冰类型主要有云内结冰和降水结冰两种。
 
形成云或雾的超冷小水滴，当接触（chù）到低温固体表面后将凝结成冰，这种现象称为云内结冰，有雾凇和雨凇两种形式。雾凇是最常见的一种云内结冰，分为软雾凇和硬（yìng）雾（wù）凇（sōng）两种（zhǒng）。在空气相对湿度（dù）较小、水滴直径较（jiào）小，温度低于0℃的（de）条（tiáo）件下会形成软雾凇，产生的积冰密度和粘附力均较小（xiǎo）。在空气相对湿度较大的条件下会（huì）形成硬雾（wù）凇，这时产生的积冰密度和粘附力较大，很难（nán）清（qīng）除。当水滴落在叶片表面时，有的立即（jí）凝结形成雾凇，而有的会沿着叶片表面流动再凝结成冰，这就形成（chéng）了雨凇，密度和粘附力非常强，它（tā）通常和降水结冰（bīng）一起出现。表面一般呈透明状均匀分布（bù），有时也会形成（chéng）极不对称分布的冰柱，当雨（yǔ）滴的温度低于冰点时，雨凇容易在叶片的任何部位形成。另外，气温、风速、降雨量等都会影响雨凇形成的速度。

降水结冰是由于冻雨或雨雪接触到低温固体表面而（ér）形成的一种结冰形式。降水结冰较云内结冰的堆积（jī）率高得多，危害性更大。当雨水（shuǐ）落（luò）在低于0℃的（de）叶片表面上就会（huì）形成冻雨，冰的（de）密度和粘附力都非常大。
 
为此（cǐ），德（dé）高洁提出了用机器人代替人工对叶片表面覆冰进行（háng）清理的方案，并提出了解决方案。通过对www.91洁自（zì）主设计的（de）风（fēng）电塔筒清洗机器人进行升级，加装了可（kě）喷洒除冰剂的装置，操作者可以通过遥控器控制爬壁机器人从而完成清洗除冰作（zuò）业，实现利用人工智能机器人代替（tì）“蜘蛛（zhū）人”，提高清（qīng）扫效（xiào）率，降低安全风险，给风电（diàn）叶片除冰多了一条选择之路（lù）。