Page 112 - 《中国电力》2026年第3期

2026 年 第 59 卷

片表面的粘附力降低，在风力或叶片自身转动产 需要定期更换或维修，增加长期维护成本；加热
生的离心力作用下，融化的冰水或未完全融化的 系统在极寒地区需要持续运行，导致电费支出增
冰块更容易从叶片表面脱落。 加，影响风电项目的经济性；部分防除冰技术依
3）电加热+光热+超疏水涂层。随着具备光热 赖电网供电，可能因电网不稳定或电价过高而受
转化效应的超疏水涂层的研究逐渐成熟，该种协 限；涂层类防除冰方法通常需要每隔 5~10 年更
同方式具备广泛应用前景。该方式以电加热除冰 换，投资回报周期长，尤其在低电价或低风速地
为主，涂层防覆冰为辅，与电加热超疏水涂层相 区经济性不佳。
比，光热效应的加入可进一步减少电热能耗，提 3）适应性挑战。极寒地区与中温地区的防冰
升防除冰能力。 需求不同，需要定制化设计。不同厂家的防除冰
4）其他协同形式。气热+超疏水涂层：以气 技术在性能、成本、维护等方面差异大，难以形
热防除冰为主，超疏水涂层为辅，通过采用超疏 成统一标准；现有防除冰方案与风电机组结构、
水涂层，减少叶片覆冰厚度，降低气热除冰系统 电气设计不兼容，需对机组进行大量改造。以气
能耗；气热+光热+超疏水涂层：通过在超疏水涂 热方法为例，需要修改叶尖空腔结构以满足叶片
料中添加炭黑等黑色元素，使超疏水涂层具备光 内腔形成气热循环通道的需求。
热效应，提高涂层防覆冰性能，进一步减少气热 为了应对以上挑战，各项防除冰技术仍在继
除冰系统能耗。由于玻璃钢是热的不良导体，气 续深化研究，具体发展趋势如下。
热 除 冰 方 法 加 热 慢 ， 效 率 低 ， 不 适 用 于 长 柔 叶 覆冰预测技术方面，结合风电场站历史气象
片，但考虑到气热除冰方法技改相对简单，因此 信息、气象天气预报、高精度结冰仿真分析及多
以上协同形式适用于小机型及存量项目。 种覆冰监测技术的高精度覆冰预测是未来的发展

方向，为覆冰预警、风险评估、高效防冰等技术
4 趋势与展望 提供数据及技术支撑。
被动防冰技术方面，新型的超疏水、低粘附
由于目前已有的防除冰技术均存在各自的缺 等防冰涂层不断问世，虽然对于非极寒天气在涂
点与不足，目前各项技术的研究仍在不断开展。 装初期有较好的效果，但是叶片侵蚀问题在超长
针对叶片大型化趋势，传统的除冰技术在大型风 叶片超高线速度的应用场景，对涂层技术提出了
电机组长柔叶片上的应用遇到了更大的挑战，具 更高的要求。

体如下。 主动除冰技术方面，电脉冲法、超声波法、
1）技术挑战。冰在叶片表面附着后，冰层与 气动脉冲法等新型除冰技术用于叶片的适用性还
叶片材料的界面张力形成强结合力，难以通过简 需要进一步研究和探索；电热法和气热法需要克
单物理手段（如振动、吹扫）去除；而电加热、 服自身的技术缺点，持续改进，提高可靠性、稳
气热等除冰方法需要持续供电，导致风电机组运 定性，结合覆冰监测技术实现能耗更低、效率更
行成本上升；叶片表面面积大，各部位覆冰厚度 高的精准除冰；红外辐射法如能解决旋转叶片的
不均匀，现有电加热法容易加热不均导致局部过 除冰问题，结合温度监测，将进一步提供该方法
热或加热不足，局部过热容易引起叶片材料性能 的适用性。
下降，造成安全事故；加热元件（如电阻丝、加 此外，对于严重覆冰的项目，采用多种方法
热膜）长期暴露在低温、高湿环境中，易老化、 相结合的除冰方法可进一步提高防除冰效率，但
断裂，需频繁维护；疏水涂层、纳米材料等在长 经济性需要结合项目实际情况进行分析。可以预
期使用也会因机械磨损、紫外线照射或低温脆化 见，随着风电的快速发展，覆冰区域的开发会越
而失效。 来越多，日益复杂的气候变化也给风电的安全稳
2）经济挑战。加热装置（电加热、气热等） 定运行带来了更大的挑战，叶片覆冰是风电高质
施工工艺复杂、成本高，尤其用在大型风电机组 量发展过程中亟须攻克的难题。只有结冰机理、
中，经济性较差；加热元件、涂层均为易损件， 仿真模拟、覆冰监测、覆冰预测、防除冰、应急

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