研发人员
庄岳兴
新能源事业技术部总经理，研究员，现任全国风力机械标准化委员会委员；中国农业机械工业协会风力机分会，副秘书长。
曾承担国家科技部科技攻关项目---600kW风力发电机组总体设计;国家科技部863项目---1300kW风力发电机组总体设计;参与并完成了多个风力发电机组及叶片设计项目；参与并完成了风力发电机组风轮叶片（IEC61400-5）的编制，拥有多项技术发明专利。
获得奖项：
1、Z8型机研制 获航空集团(部级)三等功一次；
2、3kW风力发电机组叶片载荷计算 获所级一等奖一次；
3、600kW风力发 电机 组总体设计项目 获部级科技进步三等奖；
负责组织编制风电技术标准工作：
1、《风力发电机组 设计要求》JB/T10300；
2、《风力发电机组 第1部分：通用技术条件》；
3、《风力发电机组 第2部分：通用试验方法》；
4、《风力发电机组 机械载荷测量》。
专利申请情况：
叶片结冰原因分析
风电叶片的结冰机理比航空领域更复杂； 叶片表面温度超过3℃或温度极低时难以结冰。
结冰类型
不同环境条件下结冰的类型不同，危害程度也不同：
雨凇： 密度0.85g/cm3，附着力强，难以去除
雾凇： 密度0.25g/cm3，附着力弱，容易去除
混合淞： 密度0.4-0.8g/cm，附着力强，难以去除
我国南方低风速区和部分高风速地区风场普遍存在冬季冰冻问题：
南方地区冬季只要温度降至0℃附近基本上都会结冰。
1961-2008年平均全国冰冻日数（天）分布图
摘自《华北电力研究》2014第六期《风机叶片防覆冰监测研究》
重庆风电场大部分属于微气候、微地形， 易结冰区域。
过冷的小雾滴在过饱和的时候，雾滴覆着在叶片上瞬间升华凝结。
叶片结冰危害
对叶片及机组的直接影响：
叶片覆冰改变了叶片的气动外形；
叶片覆冰改变了叶片的重量分布和频率，打破了叶片载荷平衡；
机组覆冰影响机组传感器测量的准确度。
叶片覆冰的后果：
覆冰导致叶片及风轮振动；
气动外形改变降低了机组的发电效率；
使控制策略失效、失速；
覆冰使叶片产生附加质量增加了叶片弯矩；
覆冰运行会降低整机的可靠性和疲劳寿命；
风轮质量不平衡，导致传动链、塔底等部件发生疲劳损伤，影响风机的长期寿命；
风轮旋转时冰块抛出，对人、畜、建筑、车辆等造成安全隐患。
中国风资源分布
十二五第二批拟核准风电项目计划中项目类型比重
中国冻雨气候分布图
国际IEA组织将冰冻分为五级，每级分别对应不同气象冰冻期、设备冰冻期、 发电量损失。
现状：停机保护；若覆冰运行，存在重大安全隐患。
叶片除冰常用方案
防冰涂料可以有效缓解叶片的结冰程度：
防冰涂料可以缓解结冰的程度或者加速融冰，但是并不能完全阻止结冰或者主动除冰；
防冰涂料的使用寿命较短，必须定期维护，现阶段成本过高。
VESTAS方案：
黑色涂层叶片： 在叶片表层喷涂黑色吸热涂料并在最外层喷涂透明憎水层；
半导体膜外表面加热： Vestas的Anti-Icing SystemTM，采用 Kelly Aerospace Thermal Systems半导体加热膜作为加热材料。
VTT/WICETEC：
纤维加热方案： VTT/WICETEC的Ice Prevention System方案将碳纤维手糊在叶片外表面，最长挂机超过20年；
叶片内加热方案： 在叶片内预埋材质为合金丝导体的发热电缆，采用类电加热模具工艺。
Enercon 混合加热抗冰技术：
Enercon公司是气热除冰技术先行者，其从 2004年开始研发热气流加热系统。
现主推混合加热技术，其在叶根侧增加了叶片内表面加热膜，实现叶片整体加热。
其它除冰技术：
除上诉几种除冰方案外，目前国内外常用和在探索的方式还有人工除冰、控制策略加载甩冰等技术。
Aerones公司开发应用了无人机除冰技术方案。
叶片除冰应用案例
设备开发
1.叶片加热除冰-叶片导热
气热除冰系统功率密度与叶片材质及厚度（导热系数）、内气流温度及流速有关。
叶片材料特性限制了气热除冰系统的应用范围。
2.确定除冰的首要目的
除冰系统应覆盖气动效率最高区域，避开雷击高危区。气热系统整体除 冰效果更好，能起到防止结厚冰的作用，电热提升发电效率最佳。
3.设备开发考虑维度
选取具有与叶片材料体系兼容性好、成本适中、加热耐热性能优良、施工方法简单、寿命长、耐候性好、易修复等优点的材料和零部件。
4.除冰系统总体设计
气流加热系统布局设计
CFD数值模拟计算热气流加热试验
鼓风机和加热器改造导气管路选材和布局
鼓风机和加热器安装支架设计和加载试验
导气管路管箍设计和加载试验
后缘配重箱的设计
5.气流加热系统的结构布局
6.叶片前缘及散热管道模型图
7.后缘配重箱设计
8.结冰探测系统
9.加热除冰控制方案
10.风机主控系统除冰功能设计
成本构成
降低成本方式：
1.检测手段的技术提升及降本
直接测冰传感器成本高达10万+
间接测冰传感器信号检测可靠性不佳
2.施工周期缩短：
现场改造周期长达7-10天
施工费用占项目实施成本的五分之一
3.推进设备的通用化
不同机型、叶型均需做分析论证
不同机组、叶型的设备方案不同
经济性
某1500KW机组共计33台，合计容量5万kW，预估该风场每年创收在1485万左右，对于此项目经济性如果批量会有一定意义。
某2000KW机组共计24台，合计5万KW，预估该风场这款机型进行优化后，每年创收预估在4392万左右，此类风电场由于结冰严重，且安装除冰装置后效果可观，通过批量化降成本和提升除冰效果后改善较明显，具有实施和推广价值。
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