一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，其通过在风电叶片表面铺覆石墨烯加热膜，采用石墨烯加热膜与电极的连接结构设计，确保了石墨烯加热膜的加热稳定性及可靠性，同时采用石墨烯加热膜单侧电极的设计方式，能够有效减小对叶片外部形状的影响，不仅能有效解决风电叶片表面覆冰问题，实现风电机组在寒冷气候环境下的安全高效运行，而且还具有良好的工艺特性，易于在实际工作中应用推广。

Method for manufacturing wind turbine blade based on heating and melting ice of graphene

The invention discloses a wind turbine blade made of graphene heated ice melting method based on the wind turbine blades surface covered with graphene heating film, design of the connection structure using graphene heating film and electrode, to ensure the stability and reliability of the heating Shi Moxi heating film, design while using graphene film heating single electrode, can effectively reduce the impact on the external blade shape, not only can effectively solve the problem of wind turbine blade surface ice, to achieve safe and efficient operation in cold climates of wind turbines, but also has good process characteristics, easy popularization and application in practical work.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法
本专利技术属于风力发电机
，特别涉及一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法。
技术介绍
风电机组在寒冷气候环境下运行时，在冬季机组叶片表面通常会发生较为严重的覆冰，覆冰后叶片的气动外形发生明显变化，将严重影响叶片的气动效率，使机组的发电效率下降，覆冰后机组和叶片载荷的也会增加，当三支叶片载荷和质量矩互差达到一定程度时，通常会引发机组的振动，从而影响机组的安全稳定运行。通常为了机组安全运行，叶片覆冰后机组将停止运行，因此风电叶片结冰将导致严重的发电量损失。为了解决叶片表面覆冰的问题，目前主要有叶片表面喷涂超疏水防结冰涂料、热空气加热、叶片表面铺覆碳纤维布加热、叶片表面铺覆碳晶加热膜等除冰方法，但是现有除冰技术普遍存在以下问题：1、加热效果不够稳定可靠；2、由于设置了加热机构而对叶片外部形状影响较大；3、叶片加工制作工艺较为复杂，生产成本高且制作效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够快速加热并提升叶片表面温度，稳定可靠地实现叶片快速融冰、除冰的基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法。本专利技术技术的技术方案是这样实现的：一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：a）在风电叶片成型过程中，预先在叶片剪切腹板上铺设好用于加热融冰系统的供电电源线，并预留一定长度；b）在叶片脱模后，在风电叶片表面待加热区域喷涂一层石墨烯，形成石墨烯加热膜，并将石墨烯加热膜的电极与壳体内侧预设的电源线相连接，石墨烯加热膜可采用整体或分段喷涂的方式，电极可沿风电叶片弦向或展向的方式布置在石墨烯加热膜的边缘部；c）电极安装好后，在电极表面和附近区域再喷涂一层石墨烯，所述喷涂的石墨烯形成石墨烯加热膜并将对应电极完全覆盖，且与风电叶片表面形成的石墨烯加热膜相连接；d）最后将电源线与控制系统相连接，控制系统根据风场环境的温度和湿度信号，开启和关停加热系统供电电源。本专利技术所述的基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，其在所述步骤c）中，待石墨烯涂层固化后，在所述石墨烯加热膜表面铺覆一层绝缘层，再用防雷金属网覆盖住整个石墨烯加热膜铺覆区域，在防雷金属网表面铺覆一层双向玻璃纤维布，并在风电叶片表面喷涂防风沙耐腐蚀油漆。本专利技术通过在风电叶片表面铺覆石墨烯加热膜，采用石墨烯加热膜与电极的连接结构设计，确保了石墨烯加热膜的加热稳定性及可靠性，同时采用石墨烯加热膜单侧电极的设计方式，能够有效减小对叶片外部形状的影响，不仅能有效解决风电叶片表面覆冰问题，实现风电机组在寒冷气候环境下的安全高效运行，而且还具有良好的工艺特性，易于在实际工作中应用推广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的局部截面图。图3是本专利技术中喷涂石墨烯的示意图。图4是本专利技术中石墨烯加热膜的电极弦向布置的示意图。图5是本专利技术中石墨烯加热膜的电极展向布置的示意图。图6是本专利技术中电极铺设示意图。附图标记：1为风电叶片，2为防雷金属网，3为绝缘层，4为石墨烯加热膜，5为电源线，6为控制系统，7为电极，8为叶片剪切腹板，9为保护层。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-6所示，一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，主要是在叶片成形后安装加热融冰系统，具体包括以下步骤：a）在风电叶片1成型过程中，预先在叶片剪切腹板8上铺设好用于加热融冰系统的供电电源线5，并预留一定长度。b）在叶片脱模后，在风电叶片1表面待加热区域喷涂一层石墨烯，形成石墨烯加热膜4，通常铺覆叶片结冰最严重的前缘壳体表面，并将石墨烯加热膜的电极7与壳体内侧预设的电源线5相连接，石墨烯加热膜4可采用整体或分段喷涂的方式，电极7可沿风电叶片1弦向或展向的方式布置在石墨烯加热膜4的边缘部。c）电极7安装好后，在电极7表面和附近区域再喷涂一层石墨烯，所述喷涂的石墨烯形成石墨烯加热膜4并将对应电极7完全覆盖，且与风电叶片1表面形成的石墨烯加热膜4相连接，即电极内外侧的石墨烯加热膜连接在一起；待石墨烯涂层固化后，在所述石墨烯加热膜4表面铺覆一层绝缘层3，再用防雷金属网2（铝网或铜网）覆盖住整个石墨烯加热膜4铺覆区域，雷电流便可通过防雷金属网导入叶片防雷系统，以实现对叶片加热融冰系统的防雷保护，在防雷金属网2表面铺覆一层面密度较小的双向玻璃纤维布（400g/m2或200g/m2）形成保护层9，并在风电叶片1表面喷涂防风沙耐腐蚀油漆，以保护叶片在运行过程中防雷金属网免受风沙侵蚀的影响。d）最后将电源线与控制系统相连接，控制系统根据风场环境的温度和湿度信号，开启和关停加热系统供电电源，便可实现叶片加热融冰系统的正常运行。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：a）在风电叶片成型过程中，预先在叶片剪切腹板上铺设好用于加热融冰系统的供电电源线，并预留一定长度；b）在叶片脱模后，在风电叶片表面待加热区域喷涂一层石墨烯，形成石墨烯加热膜，并将石墨烯加热膜的电极与壳体内侧预设的电源线相连接，石墨烯加热膜可采用整体或分段喷涂的方式，电极可沿风电叶片弦向或展向的方式布置在石墨烯加热膜的边缘部；c）电极安装好后，在电极表面和附近区域再喷涂一层石墨烯，所述喷涂的石墨烯形成石墨烯加热膜并将对应电极完全覆盖，且与风电叶片表面形成的石墨烯加热膜相连接；d）最后将电源线与控制系统相连接，控制系统根据风场环境的温度和湿度信号，开启和关停加热系统供电电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯加热融冰的风电叶片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：a）在风电叶片成型过程中，预先在叶片剪切腹板上铺设好用于加热融冰系统的供电电源线，并预留一定长度；b）在叶片脱模后，在风电叶片表面待加热区域喷涂一层石墨烯，形成石墨烯加热膜，并将石墨烯加热膜的电极与壳体内侧预设的电源线相连接，石墨烯加热膜可采用整体或分段喷涂的方式，电极可沿风电叶片弦向或展向的方式布置在石墨烯加热膜的边缘部；c）电极安装好后，在电极表面和附近区域再喷涂一层石墨烯，所述喷涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，王其君，赵伟，赵萍，黄永东，钟贤和，王锋，羊森林，曾明伍，李维修，李杰，邓杰，韩东，李松林，张慧敏，王小青，
申请(专利权)人：东方电气风电有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51