繆昌志：葉片全生命周期保護

 

繆昌志：各位嘉賓，下午好，我來自湖南博楊新材料有限責任公司的繆昌志。此次匯報分為三個部分，一是公司簡介，二是葉片IPFS除冰解決方案，三是葉片前緣保護的解決方案。

湖南博楊是上市公司株洲飛鹿旗下致力于風電葉片保護的新興企業(yè)，公司是高新技術企業(yè)。湖南博楊致力于解決行業(yè)內(nèi)的難點、痛點，公司的目標是成為葉片全生命周期防護的專家。

重點是第二部分，匯報葉片IPFS除冰解決方案。行業(yè)內(nèi)葉片保護有兩個大的薄弱點，一是葉片結(jié)冰，另外是葉片前緣的雨蝕，給行業(yè)帶來了巨大的安全隱患和經(jīng)濟損失。葉片結(jié)冰在風機運行過程中頻次高，危害大，我國風場結(jié)冰期主要發(fā)生在當年11月到次年3月，有很強的區(qū)域性。葉片結(jié)冰損失的發(fā)電量占風機年發(fā)電量8%到10%，結(jié)冰差異非常明顯，有些結(jié)冰嚴重的風場，葉片結(jié)冰厚度達到20毫米。

常見的葉片防冰方案有阻冰涂料，從行業(yè)應用來講效果較差。第二個是氣熱除冰，通過向葉片的前后緣輸送熱風，形成對葉片加熱，存在主要問題是，除冰效果有限，因為葉片是隔熱產(chǎn)品，通過加熱效果有限。另外是載荷大，葉片內(nèi)部要求有氣流循環(huán)通道。常見的除冰的方案是常規(guī)的電熱方案，以碳纖維作為加熱元件，鋪設在葉片外表面，但很大問題是風場施工改造周期超過70天，有部分風機達到100天。另外，雷擊風險，修復很困難。總體來說，電熱除冰是目前最有效的除冰方案。

針對葉片結(jié)冰的痛點湖南博楊推出了IPFS解決方案，一是加熱系統(tǒng)，二是控制系統(tǒng)，三是安全系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)是在碳纖維上負荷一種易導熱等特種涂料，產(chǎn)品固化后會形成具備加熱功能的膜。將加熱膜鋪設在葉片表面通電后實現(xiàn)加熱除冰的功能，加熱膜的施工將70天的施工成本、施工周期降到單臺10天左右。

IPFS的控制系統(tǒng)主要包括五個柜體，右邊是控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。IPFS的安全系統(tǒng)分了兩方面進行設計，一是主動保護，二是被動保護。在主動保護，在葉片外表面增加了導流條，進一步降低了IPFS膜的接閃概率。第二是做電源防雷系統(tǒng)。第三，通過雷電監(jiān)測模塊對雷擊電流進行監(jiān)測和報警。葉片導線有葉片通過的話會發(fā)生信號，通過警報和數(shù)據(jù)做檢查。被動保護設計，IPFS所使用的涂料和膠黏劑專門進行了阻燃設計。我們按照國標進行了雷電測試，分為兩個部分，首先是先導接閃實驗，葉片在不同姿態(tài)下進行24次的高壓接閃，觀察其接閃的位置。第二是進行幾十千安高電流的注入實驗，從實驗結(jié)果證明，IPFS系統(tǒng)在雷擊后損傷范圍很小，在一定程度保護機體不受損傷。

綜合對比除冰效果、改造成本及施工、載荷，IPFS除冰效果好，施工周期短，載荷小，安全性高，改造成本低，是現(xiàn)階段葉片廠新灶火風場技改的最佳方案。

第三部分，葉片前緣保護的解決方案。葉片前緣雨蝕是行業(yè)內(nèi)另外一個痛點，上午友商有相關的研究，降雨量的大小與葉片前緣雨蝕嚴重程度呈正比。輕微的前緣雨蝕可造成年發(fā)電量降低5%，嚴重的發(fā)電量降低20%。

（PPT圖示）紅色曲線是沒有前緣雨蝕的曲線，綠色是有輕微前緣雨蝕的曲線，有一定的發(fā)電量的損失。

（PPT圖示）這是實際案例，第一個是從右邊的圖看出來，風場運行第三年的時候，前緣保護區(qū)、葉片已經(jīng)損傷到玻璃鋼，并有一定的丕開裂，風場從2016年開始每年發(fā)電量在逐漸降低，前緣腐蝕后對風機發(fā)電量降低的影響是符合的。

業(yè)內(nèi)常見解決方案是前緣保護漆和前緣保護膜。行業(yè)中應用前緣保護膜耐雨蝕能力比較強，存在問題是施工困難，保護膜使用的膠黏劑容易失效。第三是產(chǎn)品的價格比較昂貴。

針對上述前緣保護存在的問題，湖南博楊推出BY800保護漆，我們在第三方機構(gòu)進行了嚴苛測試，進行了18小時雨蝕和2000小時的紫外線老化進行測試。這是做測試的樣件情況，經(jīng)過18個小時雨蝕+2000小時老化的交替時間之后，產(chǎn)品的質(zhì)量損失在1%到2%。

（PPT圖示）這是測試前后的對比，基本上沒有任何損傷，經(jīng)過了18個小時雨蝕+2000小時的老化，測試歷時4個月以上。

針對市面上的前緣保護涂料，并提示這些涂料也有相關雨蝕測試報告，雖然有雨蝕測試報告但也失效，我們認為雨蝕測試的條件有一定的偏差。以前雨蝕測試很多情況是1到2毫米的雨滴直徑，紫外線老化可能沒有要求，一年之后可能失效了。我們產(chǎn)品是做2.4毫米直徑，做了UVB老化2000小時，我們在海邊掛了一年以上沒有損傷。按照雨滴直徑和現(xiàn)速度計算的話，不同測試情況下雨滴碰撞的水和動能是原來測試的好幾倍。

（PPT圖示）這是在2021年6月份在廣東高雨量的某個風場、福建海邊某個風場進行掛機的圖片，這里采用的方案是合模縫刮圖2毫米。

（PPT圖示）這是6月份驗證的情況。BY800在高雨量海邊沒有出現(xiàn)任何性能損傷，保護性能非常優(yōu)秀。這是產(chǎn)品的施工，針對南方或者高雨量的地區(qū)，作為廠家建議合膜縫在2毫米左右，其余位置在0.3毫米以上。針對北方或者低雨量的地方，建議厚度控制在0.3到0.5毫米即可。

（PPT圖示）產(chǎn)品的高空施工和地面施工一樣。

從風場的實際防護能力，材料成本、施工成本等對比，BY800產(chǎn)品在風場的實際防護能力強，施工簡單，成本低，是現(xiàn)階段葉片廠新造或者技改的解決方案。

湖南博楊致力于成為葉片全生命周期的防護專家，如果有感興趣的朋友們歡迎過來交流。此次匯報到此結(jié)束，謝謝！