“忽如一夜春风来，千树万树梨花开。”如此唯美的冬季雪景，若发生在新能源的“主力军”--风电场，那么对风力发电而言将是一场“致命的灾害”。

风机覆冰是风力发电的高影响气象灾害之一，是一种由气象条件引发的物理现象，表现为“大风车”的“扇叶”在特定的天气条件下附着冰层的情况。风机发生覆冰后，会导致叶片重量增加，增大叶片荷载，加之冰层厚度不一，可能造成形状改变，从而影响风机寿命；风机覆冰将导致升力降低和阻力增加，即使是轻微的覆冰事件也会大大降低其空气动力效率，导致风机出力显著下降，许多覆冰严重的风电场因覆冰引起的发电损失超过了年发电量的六分之一；极端寒冷的天气还会导致区域内大片风电场的风机覆冰停机，给电网安全稳定运行带来挑战；风机表面覆冰脱落，尤其是叶片转动时的抛冰，可能伤害人或野生动物，并破坏附近的设备设施，毕竟一块 1 公斤重的冰可以抛到距离风机 200 米开外的地方呢！

会造成如此严重影响的风机覆冰是如何发生的呢？它与气温、湿度及风速等基本气象要素的“搭配组合”密切相关，一是温度持续下降达到风机覆冰的临界值 0-2°左右，是风机覆冰发生的重要前提条件；二是相对湿度达到 90%以上，为风机覆冰提供源源不断的水汽条件；三是近地风速在 3-7m/s 之间，为覆冰创造持续不断的水汽输送条件，风速过小或过大均不利于覆冰的发生，风速过小则不能将过冷却水滴输送到风机叶片，风速过大则刚凝结的水滴容易被吹落而不易覆冰。可见，风机覆冰的发生与气象条件休戚相关，甚至极端复杂天气过程下还很可能出现再生长、再消融的复杂物理现象。我国风电开发主要集中在“三北”地区、东南沿海以及内陆山区，这些区域冬季具有温度低、部分区域湿度大等气候特征，更有利于发生风机叶片覆冰。

如何应对风机覆冰，尽量避免或降低其造成的严重影响，大家也都各显神通。扑捉风机的“情绪”变化监测覆冰，在风机叶片上安装传感器，运用超声波阻尼、振动、光学及电压等测量值特性的改变进行覆冰监测；给风机穿一层“衣服”疏水防冻，在叶片上涂抹超疏水涂料，利用“荷叶效应”让风机叶片表面不沾水，从而实现不结冰；赋予风机“温暖”融冰除冰，将加热电阻器插入叶片中，利用其释放出的热量消除冰层。气象的方法则是用未卜先知的“眼睛”开展风机覆冰预警预报，不仅可以为防冻除冰争取先机，而且将覆冰预报嵌入风力发电功率预报之中，还能够有力提高极端天气下的风电功率预报准确率，为电力调度及能源保供的防灾减灾构筑更坚实的“壁垒”。

我们初步了解了风机覆冰的危害、成因以及应对对策，相信在不远的未来，随着科学技术的不断进步，风机覆冰对于风力发电而言将不再会是“如履薄冰”的灾害!

（摄于中广核湖北利川柏杨坝风电场）

作者：湖北省气象服务中心 许杨 许沛华 王晶晶