江蘇金風(fēng)科技有限公司材料開發(fā)主任工程師賈智源：《風(fēng)電葉片前緣保護(hù)技術(shù)需求與創(chuàng)新》

 

　　為什么我們進(jìn)行前緣保護(hù)一個是前緣侵蝕問題造成的兩個問題，一個是結(jié)構(gòu)上，一個是可能造成結(jié)構(gòu)損傷，還有由于異型的不同造紙發(fā)電量的損失。這是一個（公司）的研究，根據(jù)3年的狀態(tài)可能會造成4個點(diǎn)的發(fā)電量的損失，如果運(yùn)行5年可能達(dá)到20%的發(fā)電量的損失，這個數(shù)據(jù)實(shí)際可能會更大。另外在實(shí)際的過程中會看到有很多情況下風(fēng)機(jī)的前緣位置會一直損傷到玻璃鋼層，這個有威脅到結(jié)構(gòu)破壞的風(fēng)險。

 

　　前緣保護(hù)并不是隨著風(fēng)電的發(fā)展一開始就有了，而是發(fā)展到一定的階段才有了。國內(nèi)的發(fā)電廠是2013年以后才大規(guī)模應(yīng)用前緣保護(hù)技術(shù)，最早來源于三個公司，是膠帶式的防護(hù)，隨后各家開發(fā)相關(guān)的技術(shù)，一個可以稱作是貼膜技術(shù)，一個是稱作是鍍膜技術(shù)，但是它們在風(fēng)場的表現(xiàn)還不是很令人滿意。如圖片所示出現(xiàn)局部的損傷，本來的作用一個是保護(hù)結(jié)構(gòu)，再一個是保護(hù)外形，但是由于它本身的狀況反而造成外形造成變化，導(dǎo)致發(fā)電量的損失。什么樣的是合理的前緣保護(hù)呢？無論是認(rèn)證機(jī)構(gòu)也好還是行業(yè)的標(biāo)桿也好到目前為止沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，從技術(shù)角度來看也就是目前還沒有大家公認(rèn)認(rèn)為合理的。

 

　　我們對于前緣保護(hù)目的還是實(shí)現(xiàn)全生命周期的成本最低。對于前緣保護(hù)來講，實(shí)際上我們做這個事情本身就是在花錢，花三個方面的錢：一個是初裝的成本要錢，還有維護(hù)的成本，當(dāng)然還有一個最大的發(fā)電量損失是一個模糊狀態(tài)或者是混沌狀態(tài)。初裝成本是確定的，用多少材料、多少人工是可以算出來的，材料占比可能很小，人工占的很大。同時行業(yè)內(nèi)說我的維修成本多高多高，但是發(fā)電量的損失帶來的可能是非常巨大的。你可以看到發(fā)電量的損失可能會占到你整個全生命周期成本里的很大的部分，但是發(fā)電量的損失確實(shí)是非常不容易確定，不容易確定的原因主要在于它不是絕對性的因素，造成發(fā)電量損失的因素有很多。那在實(shí)際的情況中，我們試圖看一下，前緣損傷影響到造成你的功率曲線偏移，一個極端情況，如果你的風(fēng)場只有大風(fēng)，沒有小風(fēng)，我可以看到你的前緣換成什么樣都會壞掉（音），這是極端情況。根據(jù)實(shí)際發(fā)電量你實(shí)際風(fēng)場的風(fēng)控等多種因素究竟前緣損傷損失多少的發(fā)電量，有些時候你的風(fēng)場處于一類風(fēng)區(qū)，這個時候前緣損傷對于你的發(fā)電量的損失是影響很小的，有的時候異型對于前緣異常敏感，可能你的發(fā)電量的損失，前緣的微損傷造成很大的發(fā)電量的損失，5個點(diǎn)，10個點(diǎn)。目前中國整體的市場發(fā)展?fàn)顩r南方向海上發(fā)展，前緣損傷對于發(fā)電量的影響是很大的。

 

　　第二個觀點(diǎn)從我接觸前緣保護(hù)以來，我對雨蝕做了一些了解，我覺得可能整個行業(yè)有可能會陷入一個誤區(qū)，就是他們把抗雨蝕能力看得非常重。特別是整個行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢從最開始的50個小時抗雨蝕到100個小時甚至到更高。

 

　　實(shí)際上雨蝕并不是什么新鮮的東西，在國外上個世紀(jì)70年代就運(yùn)用得非常多，本質(zhì)上隨著所承受的雨滴數(shù)增加，一般存在3個階段，損傷潛伏期、穩(wěn)定質(zhì)量損失階段、非穩(wěn)定質(zhì)量損失階段，我們測的是你的無損失階段到穩(wěn)態(tài)損失階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。包括所謂的9個小時還是多少個小時都是出現(xiàn)損失就停止實(shí)驗(yàn)，把這個作為實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)。

 

　　實(shí)際上理論也是很成熟的，你如何對于一個玻璃鋼涂層去提高它的抗雨蝕能力？有理論分析，這是公開發(fā)表的論文，。這里面大家可以看到有若干個因素實(shí)際上對于溫度、老化、缺陷是敏感因素，這些因素就會導(dǎo)致你的前緣的保護(hù)層無論你的實(shí)驗(yàn)室測試得多，在實(shí)際的狀況中隨著溫度、老化、缺陷對會出現(xiàn)比較大的變化。

 

　　這是風(fēng)場前緣損傷是一個長時間老化與侵蝕過程疊加的結(jié)果，有一個公式，其實(shí)我們想說它是隨著時間隨著老化出現(xiàn)指數(shù)性增長的過程，如果你這個地區(qū)的老化強(qiáng)，你的材料對于老化的敏感，那可能雨蝕不像你設(shè)計(jì)的那樣，可能是非常快的增長。這是云南的狀態(tài)，風(fēng)場不到3年的時間出現(xiàn)整個防護(hù)層的。按照理論來講，這個地區(qū)一年最大雨量可能的量大概11毫米，他們在實(shí)驗(yàn)室測試20分鐘，如果是按照這個理論來估計(jì)的話，你的壽命應(yīng)該不止三年，沒有20年也差不多多少，但是實(shí)際并沒有達(dá)到，沒有達(dá)到原因在于老化起到很大的作用，由于雨滴的損傷你的老化不斷加大。

 

　　全國根據(jù)我們累計(jì)的氣象站電10年的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)一個特點(diǎn)很少有一個風(fēng)場它的最大可能雨蝕量達(dá)到1小時，換句話說無論你現(xiàn)在采用哪一種防腐方案這個時候應(yīng)該是9年，10年，但是沒有一家達(dá)到這個點(diǎn)，所以所有的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象都在支撐一個問題，前緣保護(hù)層的耐受性需要提升。

 

　　第三個觀點(diǎn)，我們覺得風(fēng)場維護(hù)實(shí)際上給了前緣防護(hù)重生的機(jī)會，業(yè)主不應(yīng)該簡單地對待，應(yīng)該是謹(jǐn)慎小心地對待。由于中國氣侯多樣，在不同的區(qū)域面臨的因素差異是非常大的，你在風(fēng)場經(jīng)過幾年的運(yùn)行，如果你進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和分析，其實(shí)是能夠把大概的現(xiàn)實(shí)因素和老化因素（進(jìn)行綜合）。如果是有條件的話，如果能進(jìn)行維修前后的工藝曲線的驗(yàn)證，更能說明這個問題，經(jīng)過前緣保護(hù)的修復(fù)或者是前緣外形的修復(fù)所能達(dá)到的動態(tài)。

 

　　實(shí)際上我們更支持你實(shí)際風(fēng)場中的分析結(jié)果，到底是沙石、還是雨蝕、還是昆蟲撞擊還是其他可能的因素，哪些是主要的因素。我們的觀點(diǎn)沒有哪一個單一方案適用于所有的情況，而是根據(jù)實(shí)際的情況差異化選擇有效的方案。應(yīng)該說現(xiàn)有的前緣保護(hù)技術(shù)里面對于某些特定的方法已經(jīng)可以達(dá)到10年甚至10年以上的，但是你不小心，你選擇你認(rèn)為非常好的技術(shù)可能反而得到適得其反的結(jié)果。

 

　　第四個觀點(diǎn)未來新技術(shù)的開發(fā)，增強(qiáng)耐候性是當(dāng)前前緣保護(hù)技術(shù)改進(jìn)的主方向，但可能還是不夠的，我們在報告最開始提到整個前緣保護(hù)的目標(biāo)是全生命周期的最優(yōu)化，你僅僅提高耐候性或者把耐候性和雨蝕解決掉，不見得把問題解決掉。

 

　　我們認(rèn)為理想的技術(shù)應(yīng)該是滿足以下六個特征：一個就是使用你這個技術(shù)進(jìn)行前緣保護(hù)不造成氣動的負(fù)面影響；第二個具備超強(qiáng)的耐候性，你就有穩(wěn)定的壽命；良好的抗雨蝕；同時你有可靠的連接，無論是你在之初還是運(yùn)營過程中要長期可靠；還有不易被污染，發(fā)電量不僅僅關(guān)注于你的前緣破損，可能你的前緣沒破損但是其他的異物都會造成發(fā)電量的損失，包括結(jié)冰；最后我們要保證的是成本最優(yōu)而不是前緣不破損或者是什么，而是整體對發(fā)電量的影響是最小的。

 

　　涂層比較好的像已經(jīng)能夠做到我所說的高耐候性，膠帶公認(rèn)的不是太好，但是涂層不是想象的那么好，我所說的超耐候性就是通過低端的老化實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上很多涂層在老化以后經(jīng)常表現(xiàn)出大概50%的性能損失，少數(shù)幾家通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)超耐候性。

 

　　由于發(fā)電量受損而主張防護(hù)，不能因?yàn)榉雷o(hù)而至發(fā)電量受損。對于特定風(fēng)場，前緣狀態(tài)對于發(fā)電量的影響，如果有條件的話應(yīng)該盡可能進(jìn)行量化，準(zhǔn)確地評定它，這樣才有助于你設(shè)立合理有效的前緣防護(hù)。由于風(fēng)場間的差異性，我更偏向于在風(fēng)場維護(hù)階段，我們應(yīng)該選擇有效的更合理的，而不是選擇單一的防護(hù)技術(shù)。抗臟抗污抗冰技術(shù)還有待行業(yè)去解決。謝謝。

 

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