赞 潮湿、寒冷的环境是风力发电的大敌。如果风力转子叶片上形成一层冰，首先会导致旋转不平衡从而增加磨损。在这种情况下，风力发电机通常不得不关闭数天，而由于电力生产暂停，会给运营商带来巨大损失。现在，弗劳恩霍夫（Fraunhofer）团队首次成功地使用无人机来保护转子叶片免受冰冻的影响。
这项新技术由弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所（IFAM）和弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所（IPA）的专家在“TURBO-无人机临时涂层”项目中共同开发。
到目前为止，想要保护风力涡轮机免受冰冻影响的运营商不得不掏腰包：可以集成在叶片或系统中以将热空气泵入转子的加热垫非常昂贵，就像使用直升机向涡轮机喷洒除冰剂一样。而只在需要时使用的无人机提供具有成本效益的替代方案。
当然使用无人机来防止结冰必须满足许多条件：除了环保外，涂层材料还需要表现出良好的附着力和足够的耐久性，以便它们在转子上停留数周并保护它们免受冰的影响。所使用的喷涂系统需要高度精确，但同时重量轻。最后，无人机需要具有高有效载荷并允许非常精确的控制。
TURBO项目的Fraunhofer研究人员成功开发出满足所有这些要求的原型，Fraunhofer IFAM的科学家设计的涂层材料由尿素和蜡制成，环保且具有良好的附着力。这种材料可以使用喷涂技术快速轻松地应用，并且也可以快速干燥。该涂层在研究所的冰室中进行了测试，以确认它能够可靠地防止霜冻的形成。
Fraunhofer IPA的团队制造了用于涂覆涂层的设备。它由一个小型泵组成，该泵在高压下将流体尿素/蜡混合物压入一个细长的喷枪中，喷枪的尖端是一个直径仅为0.3毫米的喷嘴。这种无气泵系统能够产生直径为100微米的液滴。即使在每小时35公里的风速下，这些液滴仍然可以精确地喷洒到转子叶片的边缘，然后在那里凝固。因为叶片边缘尤为重要，当潮湿的冷空气撞击涡轮机时，这是结冰过程最早开始的地方。
Fraunhofer IPA的项目经理Oliver Tiedje博士和他的团队使用流体动力学模拟确定了技术参数，例如所需的压力、高效的雾化方法和最佳液滴尺寸。
“我们在涂层工艺建模方面数十年的经验确实帮助我们做到了这一点。利用这些专业知识，我们确实必须使工艺参数适应风力涡轮机的复杂几何形状。”
研究人员现在打算与行业伙伴合作进一步开发该技术，并为批量生产做好准备。无人机可用于涂覆涂料的用途广泛，从风力涡轮机和铁路运输架空线的防冰到建筑物翻新，例如，修复难以触及建筑物部分的损伤或缺陷。
来源：fraunhofer.de