災難頻發氣候作怪？誰“禍害”了我們的風電場

　　 我國幅員遼闊，氣候資源十分豐富，但復雜的地形形成了復雜多樣的氣候環境，有些氣候條件是可開發利用的資源，有些氣候條件又往往造成災害。例如，伴隨寒潮大風天氣出現的大風是豐富的風能資源，但隨之而來的低溫、冰凍和沙塵暴也會給風電場和輸電線路造成嚴重危害。另外，雷電、暴雨、冰雹、龍卷風等災害性天氣氣候事件也都是風電場建設的不利因素。所以在開發利用風資源時，不僅要對風資源情況進行分析，同時也要充分考慮相關氣候因素的影響，以趨利避害，確保風電場在設計、施工和運行方面得以正常進行。
　　(1)臺風
　　臺風具有暖性高濕和強烈輻合的特點，它能量很大，來勢兇猛，常常伴有狂風、暴雨、風暴潮等強烈的天氣，是影響我國的主要災害性天氣系統之一。臺風移近海岸時，狂風可引起大范圍巨大的海潮，使沿海地區受到猛烈沖擊。登陸臺風帶來的狂風暴雨常使建筑物、輸電線路等地面設施遭受嚴重破壞，對裸露在大氣中，以自然風為動力的風力發電機組葉輪構成了很大的威脅，輕者引起發電機組部件損傷，重者造成葉片損壞甚至塔架傾覆。
　　(2)低溫
　　溫度條件也是風電場建設要考慮的一個重要因素。低溫下發電機組的運行狀況、零部件的性能、機組的可維護性等方面將發生變化。例如隨著溫度的降低，空氣密度將增大，可能使風力發電機組出現過載現象;一般金屬材料的疲勞極限隨溫度的降低而降低，許多主要零部件在高寒環境下存在低溫疲勞問題，特別是焊縫處容易脆斷破裂;電子電氣器件功能受溫度影響也較大;有些類型風力發電機組在正常運行時，如溫度低于-20度，風速超過額定值后，會產生無規律葉片瞬間振動現象，可導致機組振動迅速增加，影響機組正常發電，后者造成機組停機，同時也可能造成葉片損傷。另外，風力發電機組所使用的油品在低溫時流動性變得很差，致使機組難以運轉，進而危及設備安全運行。
　　(3)積冰
　　積冰是指地面樹木，設施等物體表面產生的結冰現象，也稱覆冰。積冰對風電場及導線線路有很大的危害，不僅增加了導線、桿件等的垂直載荷，而且使導線、桿件等的界面增大，從而增大機構的擋風面積，使風載荷增加，在積冰嚴重的地區有時會遭致導線跳頭、扭斷甚至拉斷或結構倒塌等事故。
　　(4)雷暴
　　雷暴是積雨云在強烈發展階段產生的雷電現象。雷暴過境時，氣象要素和天氣變化都很劇烈，常伴有大風、暴雨以至冰雹和龍卷風，是一種局地性的但卻很猛烈的災害性天氣。由于風力發電機組和電線線路多建在空曠地帶，處于雷雨云形成的大氣電場中，相對于周圍環境，往往成為十分突出的目標，很容易發生尖端放電而被雷電擊中，雷電釋放的巨大能量會造成風力發電機組葉片損壞，發電機絕緣擊穿，控制元件燒毀等，致使設備和線路遭受嚴重破壞，即使沒有被雷電直接擊中，也可能因靜電和電磁感應引起高幅值的雷電壓行波，并在終端產生一定的入地雷電流，造成不同程度的危害。
　　(5)沙塵暴
　　沙塵暴是指強風將地面大量沙塵卷入空中，使空氣混濁，水平能見度小于1km的天氣現象。而強沙塵暴則是使空氣非常混濁，水平能見度小于500m的天氣現象。
　　沙塵暴發生時，往往狂風大作，黃沙滾滾，遮天蔽日，天空呈土黃色，甚至紅黃色，陽光昏暗，能見度非常低，嚴重時甚至伸手不見五指，強風可吹倒或拔起大樹、電桿，刮斷輸電線路，毀壞建筑物和地面設施，造成人畜傷亡，破壞力極大。
　　對于風電場來說，沙塵暴的危害是多方面的。首先，沙塵暴都伴隨有大風，強沙塵暴風力達8級以上，甚至有的可達12級，相當于臺風登陸的風力，大風對風電場的破壞力已不言而喻。其次是大風夾帶的沙粒及黃豆大小乃至核桃大的石塊還會擊打、磨蝕建筑物和其他裸露物體的表面，不僅會使風電機組葉片的表面受到嚴重磨損，而且還會使葉片表面出現凹凸不平的坑洞，影響風電機組出力，同時嚴重破壞葉片表面的強度和韌性以及葉片整體的強度，對風電場儀器設備構成較大的危害。另外，沙塵暴在以排山倒海之勢向前移動時，還驅動著下層的沙粒也隨之一起前行，遇到迎風和隆起的地形，沙塵暴可對土壤造成不同程度的刮蝕，每次風蝕深度可達1～10cm;遇到背風凹洼的地形或障礙物時，隨風而至的大量沙塵又會造成沙埋，嚴重的沙埋深度可達1m以上。如風電場建在迎風坡或地勢較高的地區，沙塵暴對土地的刮蝕，會對塔基的牢固程度造成影響，在背風坡或地勢低洼的地區，其沙埋作用又可使塔架的高度發生變化，影響風能吸收和轉換。