专利名称：一种风力发电机组叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域，涉及一种风力发电机组叶片。
背景技术：
风力发电是全球投资热点之一，各个国家都在大力推进风力发电行业的发展，我 国也推出了许多相关的政策来鼓励发展风力发电，并且规划在2050年风力发电装机容量 达到4亿千瓦，成为第二大主力发电电源。我国目前最大的风力发电集团，装机容量已经突 破260万千瓦。如何提高风力发电机组的运行效率，保证风力发电机组安全平稳运行是一 个重大课题。 现在工业上常用的风力发电机组是水平轴式的，其基本原理是利用叶片把风能转
化成机械能，在发电机中把机械能转化成电能输出；其中叶片的设计是风机设计中最有难
度和最为核心的技术。应用了变桨系统和偏航系统的风力发电机组，能够通过系统自动调
节使得叶片具有最大的升阻比，从而使得风机具有最大的效率。由流体力学的边界层理论
来分析叶片的受力情况，当叶片表面是光滑时，其工作时拥有最大的升阻比，当叶片表面不
是光滑的曲面时，其工作时升阻比会下降，从而导致风力发电机组的效率下降。 现代大型风力发电机组的叶片长期暴露在没有保护的环境之中，特别容易受到空
气中的油污或者其他粘性物质的污染，一旦污染源点建立，污染物质会迅速堆积成长从而
增大叶片的粗糙度，降低机组的效率，另外也会对叶片造成腐蚀，影响到叶片的机械强度和寿命。
实用新型内容本实用新型解决的问题在于提供一种风力发电机组叶片，该叶片能够阻止和分解 叶片表面上的污染源，保持叶片表面是光滑的曲面，提高风电机组运行的稳定性，延长了机 组运行寿命。 本实用新型是通过以下技术方案来实现 —种风力发电机组叶片，在表面光滑的叶片上涂覆一层均匀的二氧化钛保护层。所述二氧化钛保护层的厚度为180nm 230nm。 所述二氧化钛保护层中包含质量分数为0. 5% 5. 0%的二氧化钛。 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果 1、在风力发电机组叶片表面喷涂一层二氧化钛保护层，能够非常有效的阻止和分 解风力发电机组叶片上的潜在有机污染，保证了叶片的光洁度，较实际情况增强了叶片的 捕捉风能的能力，提高了机组的效率；避免由于叶片受到污染而引起的机械振动，提高了风 电机组运行的稳定性，延长了机组运行寿命。 2、在保证叶片的光洁度的情况下，也就保证了叶片叶面空气的流动特性属于层 流，避免紊流的出现引起的受力不均而使风机振动，维护了叶片的机械性能，延长了机组的 使用寿命；同时也消除了由于紊流而产生的噪音，可以部分降低由于较高风轮尖速比而引起的噪音。 3、另外Ti02是绿色科技的产物，可以有效的吸收紫外线，降低了电磁辐射对叶片 材料的老化作用，还可以分解其他的污染物，达到保护环境和延缓叶片老化的目的。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为叶片表面为双曲面的示意图； 图3为叶片表面为抛物曲面的示意图； 图4为叶片表面为长刀型头曲面的示意图； 图5为表面涂覆二氧化钛保护层的叶片自清洁能力测试示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。 针对风力发电机组的叶片特别容易受到空气中的油污或者其他粘性物质的污染，
一旦污染源点建立，污染物质会迅速堆积成长从而增大叶片的粗糙度的问题。 如图1所示，本实用新型通过在表面光滑的叶片1上涂覆一层均匀的二氧化钛保
护层2来阻止和分解风力发电机组叶片上的潜在有机污染。 二氧化钛(Ti02)属于N型半导体材料，具有能带结构，一般由填满电子的低能价 带和空白的高能导带构成，价带和导带间存在禁带。Ti(^的禁带宽度为3.2eV，当它吸收波 长小于或等于387. 5nm的光子后，价带上的电子(e-)被激发跃迁至导带，形成带负电的高 活性电子ecb-。同时，在价带上产生带正电的空穴(hvb+)，在电场作用下，电子与空穴分离 并迁移到粒子表面。光生空穴有很强的捕获电子能力，具有强氧化性，可将吸附在1102表 面的0H—和H20分子氧化成 OH自由基。其反应机理可用下式表示 Ti02+H20 — e—H+ H++H20 — 0H+H+ H++0H— — OH 02+e_ — 02— 02—+H+ — H02 2H02 — 02+H202 H202+02— — OH+OH—+02 OH自由基的氧化能力很强，能将大多数有机污染物及部分无机污染物氧化降解 为C02， H^等无害物质，且 OH对反应物无选择性，在光催化氧化中起着决定性作用。Ti02 在最近几年才开始被工业上应用，属于全新的绿色科技产物。 把1102作为基本原料以适当的浓度和厚度配合适当的工艺在风力发电机组叶片 上形成一层保护膜，可以非常有效的阻止和分解风力发电机组叶片上的潜在有机污染，保 证了叶片的光洁度。下面本实用新型结合实施例来具体说明。 实施例1 在表面光滑的叶片l上涂覆一层二氧化钛保护层2 ;所述叶片l是表面为如图2所 示的双曲面的光滑曲面；二氧化钛保护层2的厚度为180nm;二氧化钛保护层中二氧化钛的
4质量分数为0. 5% ;涂覆二氧化钛保护层的工艺为物理气相沉积法。
实施例2 在表面光滑的叶片l上涂覆一层二氧化钛保护层2 ;所述叶片l是表面为如图3所 示的抛物曲面的光滑曲面；二氧化钛保护层2的厚度为200nm ;二氧化钛保护层中二氧化钛 的的质量分数为3.0% ;涂覆二氧化钛保护层的工艺为化学气相沉积法。
实施例3 在表面光滑的叶片1上涂覆一层二氧化钛保护层2 ;所述叶片1是表面为如图4所 示的长刀型头曲面的光滑曲面；二氧化钛保护层2的厚度为210nm;二氧化钛保护层中二氧
化钛的的质量分数为5.0% ;涂覆二氧化钛保护层的工艺为溶胶-凝胶法。
实施例4涂覆二氧化钛保护层叶片的自我清洁能力测试 如图5所示，在入风口处风速为6m/s，空气S02等污染物含量为50mg/m3，颗粒灰尘 含量为5g/m 空气湿度保持为80%，温度保持为30°C ; 在风道A和风道B中分别装有风扇A和风扇B，以此模拟风机运行，其转速为 400rpm ;风扇A和风扇B的叶片表面曲线一致，风扇A的叶片上涂覆本实用新型所述的Ti02 保护膜，作为对照的风扇B的叶片上没有任何保护膜； 经过运转6小时以后，风扇A叶片上的硫化物含量为0. 2mg/m2，风扇B叶片上硫化 物含量为1. lmg/m、测试结果表明在风力发电机的叶片加上Ti02保护膜，可以有效的分解 空气中的潜在污染物，保持叶片的光洁度，以此来保证风力发电机组的运行效率和捕风能 力，并延缓了叶片的老化，延长了叶片的使用寿命。
权利要求一种风力发电机组自清洁叶片，其特征在于，在表面光滑的叶片上涂覆一层均匀的二氧化钛保护层。
2. 如权利要求1所述的一种风力发电机组自清洁叶片，其特征在于，所述二氧化钛保 护层的厚度为180nm 230nm。
3. 如权利要求1所述的一种风力发电机组自清洁叶片，其特征在于，所述二氧化钛保 护层中包含质量分数为0. 5% 5. 0%的二氧化钛。
专利摘要本实用新型提供一种风力发电机组自清洁叶片，在表面光滑的叶片上涂覆一层二氧化钛保护层；该叶片能够阻止和分解叶片表面上的污染源，保持叶片表面是光滑的曲面，提高风电机组运行的稳定性，延长了机组运行寿命。
文档编号B05D7/14GK201535226SQ20092015787
公开日2010年7月28日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者张宝全, 段宇平, 申景泉, 魏子杰 申请人:中能电力科技开发有限公司