一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片的制作方法

本技术涉及新能源，尤其是涉及一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片。

背景技术：

1、目前，界范围的不可再生能源趋于枯竭，并且燃烧石油和煤炭造成的污染已经危及人类的生存，绿色能源的开发利用越来越被各个国家所重视。我国风电产业近年来得到了长足的发展，装机量连年攀升，然而丰富的风资源基本处于高寒地区和湿度大的沿海地带，环境恶劣。

2、风力发电机在低温条件下，若遇到潮湿空气、雨水、冰霜、雪及过冷液滴其部件会发生冰冻现象，尤其叶片，风力发电机组的叶片是风电设备将风能转化为机械能的关键部件，其制造成本约占风力发电机组总成本的15％至30％。叶片通常基于气动外形设计而呈现出特有翼型，叶片结冰会改变翼型，降低发电效率，并且对风场、机组运行及人员安全都会带来一定影响，因此机组叶片结冰时为了避免安全隐患(主要是叶片上的冰块坠落)，机组要停止运行等待覆冰融化，导致较大的发电量损失。

3、鉴于前述要求，需要一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，以解决现有技术中存在的发电机组叶片容易结冰的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，该风力发电机组叶片包括叶片主体和变色涂层，变色涂层包括变色底漆层，变色底漆层涂抹在叶片主体上，变色底漆层用于吸收阳光红外辐射产生热效应从而升高叶片主体的表面温度。

3、通过上述改进的技术方案，当叶片主体温低于一定温度时，变色底漆吸收阳光红外辐射的产生热效应，升高叶片主体的温度，避免叶片主体上发生结冰，从而达到了使发电机组叶片不容易结冰的目的。

4、进一步地，所述叶片主体的表面温度超过限定温度时，变色底漆层降低阳光红外辐射吸收的效率。

5、进一步地，所述变色底漆层包括微型胶囊和无色油漆，微型胶囊混合在无色油漆内，微型胶囊在不同温度下呈现出不同颜色，从而使变色底漆吸收红外辐射的速度不同。

6、进一步地，所述微型胶囊包括变色染料、显色剂和溶剂，高温状态下变色染料和显色剂分散在溶剂内，变色底漆呈现白色；

7、低温状态下，溶剂逐渐凝固，变色染料和显色剂相互靠近，在显色剂的作用下，变色染料结构发生变化从而使变色底漆显现颜色。

8、通过上述改进的技术方案，当叶片主体温度低于一定温度时，变色胶囊溶剂凝固，变色染料和显色剂靠近，使变色底漆呈现黑色状态，大量吸收周边环境红外热辐射使叶片涂刷变色底漆的表面温度快速上升达到融冰效果；当叶片主体的表面温度超过限定温度时，变色胶囊溶剂融化，变色染料与显色剂分离变色底漆呈白色状态减少环境红外热辐射吸收量，从而避免温度过高导致叶片表面过热老化。

9、进一步地，所述变色涂层还包括面漆层，面漆层设置在变色底漆远离叶片主体的一侧，面漆层用于对变色底漆进行保护。

10、进一步地，所述面漆层为具有疏水性能的面漆层。

11、优选地，面漆层为树脂基底的透明漆膜。

12、通过上述改进的技术方案，由于变色底漆的核心结构是微型胶囊材料，提高这种材料的耐磨性、耐剐蹭性就非常困难；因此设置树脂类材料的面漆层固化后形成坚固的外壳保护，给变色底漆提供非常好的保护，避免变色底漆微型胶囊结构在气流(风)所裹挟的沙尘、飞虫等坚硬微粒的撞击之下破裂失效。

13、进一步地，叶片主体包括叶尖、叶根、叶片前缘和叶片后缘。

14、进一步地，所述变色涂层涂抹在叶片主体的叶尖和叶片主体的叶片前缘。

15、通过上述改进的技术方案，根据风力发电机组叶片运行器件的cfd(计算流体力学)模拟分析，叶尖为叶片的主要做工区域，叶片前缘为容易出现覆冰的位置，通过将变色涂层涂抹在叶片主体的叶尖和叶片主体的叶片前缘，既能达到防冻除冰的效果，又能减小变色涂层的涂抹面积，节省成本。

16、采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

17、本实用新型提供的一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，当叶片主体温低于一定温度时，变色底漆吸收阳光红外辐射的产生热效应，升高叶片主体的温度，避免叶片主体上发生结冰，从而达到了使发电机组叶片不容易结冰的目的；当叶片主体的表面温度超过限定温度时，变色胶囊溶剂融化，变色染料与显色剂分离变色底漆呈白色状态减少环境红外热辐射吸收量，从而避免温度过高导致叶片表面过热老化。

技术特征：

1.一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，其特征在于，该风力发电机组叶片包括叶片主体(1)和变色涂层(2)，变色涂层(2)包括变色底漆层(3)，变色底漆层(3)涂抹在叶片主体(1)上，变色底漆层(3)用于吸收阳光红外辐射产生热效应从而升高叶片主体(1)的表面温度。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述叶片主体(1)的表面温度超过限定温度时，变色底漆层(3)降低阳光红外辐射吸收的效率。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述变色底漆层(3)包括微型胶囊和无色油漆，微型胶囊混合在无色油漆内，微型胶囊在不同温度下呈现出不同颜色，从而使变色底漆吸收红外辐射的速度不同。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述微型胶囊包括变色染料、显色剂和溶剂，高温状态下变色染料和显色剂分散在溶剂内，变色底漆呈现白色；

5.根据权利要求1所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述变色涂层(2)还包括面漆层(4)，面漆层(4)设置在变色底漆远离叶片主体(1)的一侧，面漆层(4)用于对变色底漆进行保护。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述面漆层(4)为具有疏水性能的面漆层(4)。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述变色涂层(2)涂抹在叶片主体(1)的叶尖(11)和叶片主体(1)的叶片前缘(13)。

技术总结
本技术涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，该风力发电机组叶片包括叶片主体和变色涂层，变色涂层包括变色底漆层，变色底漆层涂抹在叶片主体上，变色底漆层用于吸收阳光红外辐射产生热效应从而升高叶片主体的表面温度；叶片主体的表面温度超过限定温度时，变色底漆层降低阳光红外辐射吸收的效率。本技术的一种具有防冰冻变色涂层的风力发电机组叶片，当叶片主体温低时，变色底漆吸收阳光红外辐射的产生热效应，升高叶片主体的温度，避免叶片主体上发生结冰，使发电机组叶片不容易结冰；叶片主体的表面温度高时，变色底漆减少红外热辐射吸收效率，从而避免温度过高导致叶片表面过热老化。

技术研发人员：李大鹏,王建明,黄玉涛,刘昊
受保护的技术使用者：天津明智润阳技术有限公司
技术研发日：20230831
技术公布日：2024/3/24