缪昌志：叶片全生命周期保护

 

缪昌志：各位嘉宾，下午好，我来自湖南博杨新材料有限责任公司的缪昌志。此次汇报分为三个部分，一是公司简介，二是叶片IPFS除冰解决方案，三是叶片前缘保护的解决方案。

湖南博杨是上市公司株洲飞鹿旗下致力于风电叶片保护的新兴企业，公司是高新技术企业。湖南博杨致力于解决行业内的难点、痛点，公司的目标是成为叶片全生命周期防护的专家。

重点是第二部分，汇报叶片IPFS除冰解决方案。行业内叶片保护有两个大的薄弱点，一是叶片结冰，另外是叶片前缘的雨蚀，给行业带来了巨大的安全隐患和经济损失。叶片结冰在风机运行过程中频次高，危害大，我国风场结冰期主要发生在当年11月到次年3月，有很强的区域性。叶片结冰损失的发电量占风机年发电量8%到10%，结冰差异非常明显，有些结冰严重的风场，叶片结冰厚度达到20毫米。

常见的叶片防冰方案有阻冰涂料，从行业应用来讲效果较差。第二个是气热除冰，通过向叶片的前后缘输送热风，形成对叶片加热，存在主要问题是，除冰效果有限，因为叶片是隔热产品，通过加热效果有限。另外是载荷大，叶片内部要求有气流循环通道。常见的除冰的方案是常规的电热方案，以碳纤维作为加热元件，铺设在叶片外表面，但很大问题是风场施工改造周期超过70天，有部分风机达到100天。另外，雷击风险，修复很困难。总体来说，电热除冰是目前最有效的除冰方案。

针对叶片结冰的痛点湖南博杨推出了IPFS解决方案，一是加热系统，二是控制系统，三是安全系统。加热系统是在碳纤维上负荷一种易导热等特种涂料，产品固化后会形成具备加热功能的膜。将加热膜铺设在叶片表面通电后实现加热除冰的功能，加热膜的施工将70天的施工成本、施工周期降到单台10天左右。

IPFS的控制系统主要包括五个柜体，右边是控制系统的结构图。IPFS的安全系统分了两方面进行设计，一是主动保护，二是被动保护。在主动保护，在叶片外表面增加了导流条，进一步降低了IPFS膜的接闪概率。第二是做电源防雷系统。第三，通过雷电监测模块对雷击电流进行监测和报警。叶片导线有叶片通过的话会发生信号，通过警报和数据做检查。被动保护设计，IPFS所使用的涂料和胶黏剂专门进行了阻燃设计。我们按照国标进行了雷电测试，分为两个部分，首先是先导接闪实验，叶片在不同姿态下进行24次的高压接闪，观察其接闪的位置。第二是进行几十千安高电流的注入实验，从实验结果证明，IPFS系统在雷击后损伤范围很小，在一定程度保护机体不受损伤。

综合对比除冰效果、改造成本及施工、载荷，IPFS除冰效果好，施工周期短，载荷小，安全性高，改造成本低，是现阶段叶片厂新灶火风场技改的最佳方案。

第三部分，叶片前缘保护的解决方案。叶片前缘雨蚀是行业内另外一个痛点，上午友商有相关的研究，降雨量的大小与叶片前缘雨蚀严重程度呈正比。轻微的前缘雨蚀可造成年发电量降低5%，严重的发电量降低20%。

（PPT图示）红色曲线是没有前缘雨蚀的曲线，绿色是有轻微前缘雨蚀的曲线，有一定的发电量的损失。

（PPT图示）这是实际案例，第一个是从右边的图看出来，风场运行第三年的时候，前缘保护区、叶片已经损伤到玻璃钢，并有一定的丕开裂，风场从2016年开始每年发电量在逐渐降低，前缘腐蚀后对风机发电量降低的影响是符合的。

业内常见解决方案是前缘保护漆和前缘保护膜。行业中应用前缘保护膜耐雨蚀能力比较强，存在问题是施工困难，保护膜使用的胶黏剂容易失效。第三是产品的价格比较昂贵。

针对上述前缘保护存在的问题，湖南博杨推出BY800保护漆，我们在第三方机构进行了严苛测试，进行了18小时雨蚀和2000小时的紫外线老化进行测试。这是做测试的样件情况，经过18个小时雨蚀+2000小时老化的交替时间之后，产品的质量损失在1%到2%。

（PPT图示）这是测试前后的对比，基本上没有任何损伤，经过了18个小时雨蚀+2000小时的老化，测试历时4个月以上。

针对市面上的前缘保护涂料，并提示这些涂料也有相关雨蚀测试报告，虽然有雨蚀测试报告但也失效，我们认为雨蚀测试的条件有一定的偏差。以前雨蚀测试很多情况是1到2毫米的雨滴直径，紫外线老化可能没有要求，一年之后可能失效了。我们产品是做2.4毫米直径，做了UVB老化2000小时，我们在海边挂了一年以上没有损伤。按照雨滴直径和现速度计算的话，不同测试情况下雨滴碰撞的水和动能是原来测试的好几倍。

（PPT图示）这是在2021年6月份在广东高雨量的某个风场、福建海边某个风场进行挂机的图片，这里采用的方案是合模缝刮图2毫米。

（PPT图示）这是6月份验证的情况。BY800在高雨量海边没有出现任何性能损伤，保护性能非常优秀。这是产品的施工，针对南方或者高雨量的地区，作为厂家建议合膜缝在2毫米左右，其余位置在0.3毫米以上。针对北方或者低雨量的地方，建议厚度控制在0.3到0.5毫米即可。

（PPT图示）产品的高空施工和地面施工一样。

从风场的实际防护能力，材料成本、施工成本等对比，BY800产品在风场的实际防护能力强，施工简单，成本低，是现阶段叶片厂新造或者技改的解决方案。

湖南博杨致力于成为叶片全生命周期的防护专家，如果有感兴趣的朋友们欢迎过来交流。此次汇报到此结束，谢谢！