[發明專利]一種基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法

有效

• 申請號: 201710464060.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107120243B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 劉浩;王其君;趙偉;趙萍;黃永東;鐘賢和;王鋒;羊森林;曾明伍;李維修;李杰;鄧杰;韓東;李松林;張慧敏;王小青
• 申請（專利權）人: 東方電氣風電有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D80/60;F03D1/06;F03D7/04;F03D80/30;B29C70/30;B29C70/88
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;劉凱

本發明公開了一種基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法，其通過在風電葉片表面鋪覆石墨烯加熱膜，采用石墨烯加熱膜與電極的連接結構設計，確保了石墨烯加熱膜的加熱穩定性及可靠性，同時采用石墨烯加熱膜單側電極的設計方式，能夠有效減小對葉片外部形狀的影響，不僅能有效解決風電葉片表面覆冰問題，實現風電機組在寒冷氣候環境下的安全高效運行，而且還具有良好的工藝特性，易于在實際工作中應用推廣。

技術領域

本發明屬于風力發電機技術領域，特別涉及一種基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法。

背景技術

風電機組在寒冷氣候環境下運行時，在冬季機組葉片表面通常會發生較為嚴重的覆冰，覆冰后葉片的氣動外形發生明顯變化，將嚴重影響葉片的氣動效率，使機組的發電效率下降，覆冰后機組和葉片載荷的也會增加，當三支葉片載荷和質量矩互差達到一定程度時，通常會引發機組的振動，從而影響機組的安全穩定運行。通常為了機組安全運行，葉片覆冰后機組將停止運行，因此風電葉片結冰將導致嚴重的發電量損失。

為了解決葉片表面覆冰的問題，目前主要有葉片表面噴涂超疏水防結冰涂料、熱空氣加熱、葉片表面鋪覆碳纖維布加熱、葉片表面鋪覆碳晶加熱膜等除冰方法，但是現有除冰技術普遍存在以下問題：1、加熱效果不夠穩定可靠；2、由于設置了加熱機構而對葉片外部形狀影響較大；3、葉片加工制作工藝較為復雜，生產成本高且制作效率不高。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種能夠快速加熱并提升葉片表面溫度，穩定可靠地實現葉片快速融冰、除冰的基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法。

本發明技術的技術方案是這樣實現的：一種基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

a）在風電葉片成型過程中，預先在葉片剪切腹板上鋪設好用于加熱融冰系統的供電電源線，并預留一定長度；

b）在葉片脫模后，在風電葉片表面待加熱區域噴涂一層石墨烯，形成石墨烯加熱膜，并將石墨烯加熱膜的電極與殼體內側預設的電源線相連接，石墨烯加熱膜可采用整體或分段噴涂的方式，電極可沿風電葉片弦向或展向的方式布置在石墨烯加熱膜的邊緣部；

c）電極安裝好后，在電極表面和附近區域再噴涂一層石墨烯，所述噴涂的石墨烯形成石墨烯加熱膜并將對應電極完全覆蓋，且與風電葉片表面形成的石墨烯加熱膜相連接；

d）最后將電源線與控制系統相連接，控制系統根據風場環境的溫度和濕度信號，開啟和關停加熱系統供電電源。

本發明所述的基于石墨烯加熱融冰的風電葉片制作方法，其在所述步驟c）中，待石墨烯涂層固化后，在所述石墨烯加熱膜表面鋪覆一層絕緣層，再用防雷金屬網覆蓋住整個石墨烯加熱膜鋪覆區域，在防雷金屬網表面鋪覆一層雙向玻璃纖維布，并在風電葉片表面噴涂防風沙耐腐蝕油漆。

本發明通過在風電葉片表面鋪覆石墨烯加熱膜，采用石墨烯加熱膜與電極的連接結構設計，確保了石墨烯加熱膜的加熱穩定性及可靠性，同時采用石墨烯加熱膜單側電極的設計方式，能夠有效減小對葉片外部形狀的影響，不僅能有效解決風電葉片表面覆冰問題，實現風電機組在寒冷氣候環境下的安全高效運行，而且還具有良好的工藝特性，易于在實際工作中應用推廣。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明的局部截面圖。

圖3是本發明中噴涂石墨烯的示意圖。

圖4是本發明中石墨烯加熱膜的電極弦向布置的示意圖。

圖5是本發明中石墨烯加熱膜的電極展向布置的示意圖。

圖6是本發明中電極鋪設示意圖。