叶片覆冰智能预测

德国从风能中获得的可再生能源相比其它能源都要多。无论是陆上还是海上风电场，都面临巨大的创新压力。系统的设计和建造需承受动态负载和年复一年的恶劣天气而不出现故障。尤其是在冬季，叶片覆冰是造成计划外停机的罪魁祸首。为应对该挑战，LEINE LINDE SYSTEMS公司找到了合适的合作伙伴共同实施其计划，他就是贝加莱。

LEINE LINDE SYSTEMS知道该如何预防这种情况发生。这家位于德国汉堡的公司成立于2012年，是瑞典LEINE & LINDE AB的子公司，现已将自己确立为面向整个风电产业应用的咨询专家。除了其母公司的产品包括编码器、滑环、传感器和电机之外，该公司还提供适用于风电应用的系统工程和项目管理服务。最重要的风力发电市场目前主要位于欧洲、中国和南美洲。

为了开发新的IPMS防冰系统，LEINE LINDE SYSTEMS需要找到一家紧凑型控制解决方案供应商。根据他们从母公司处获得的反馈，贝加莱拥有非常积极的使用体验，而且贝加莱控制器已经可以为该公司的EnDat传感器提供接口，因此他们很快就做出了决定。

在开发IPMS的过程中，LEINE LINDE SYSTEMS与贝加莱汉诺威办事处的团队紧密合作，从准备功能及设计规范到选择理想的贝加莱X20控制器和I/O模块。“我们与贝加莱的合作伙伴关系是基于长期可持续发展的考虑。我们拥有一个明确的目标，那就是避免使用多个系统 – 取而代之的是依靠长期合作伙伴的整体解决方案。贝加莱从一开始就与我们完美契合，”LEINE LINDE SYSTEMS公司首席技术官Ralf Düllmann说道。

IPMS系统被设计用来检测并预防风力发电机叶片上的覆冰。覆冰重量分布不均所带来的问题会使风力发电机失去平衡，甚至存在叶片“结冰抛击”这样的安全隐患。为了应对这些负面影响，IPMS系统可以监测一组特定的气象参数，如果气象条件可能造成覆冰风险，那么它就会向操作人员发出警报。操作员可以使用智能手机或PC通过安装在系统中的网络摄像头远程查看情况，既可以立即关停风机，也可以由自定义的报警级别触发自动停机。

IPMS系统的主要优点是，它可以提供覆冰条件的早期检测。在发生覆冰前关停风机有助于最大限度地减少发电量损失，因为它不再需要等冰融化后才恢复运行。它还开启了针对不同情况的响应选项，如停止叶片旋转以避免积蓄更多水分或提前开启叶片加热系统。

“在大多数情况下，规程或操作许可要求目视检查以确认叶片无冰后才能恢复风机运行。这通常是通过一名现场雇员完成的，但是通过使用IPMS可以远程完成验证。这节省了时间和成本，”LEINE LINDE SYSTEMS公司高级产品经理Matthias Finke解释道。

行业发展趋势是趋向于更高的风力发电机和更长的叶片。随着广阔空间的日益稀少，风力发电机越来越多地被安装在弱风区、港口、工业区和林地 – 在那里安全的作用更为突出。

新的风力发电机并不仅仅是按比例增大建造现有版本，它们正在被完全重新进行设计，采用更广泛的传感器技术，能够更高效地使用建筑材料，从而最大限度地提高可用性和安全性。

在2015年，德国历史上首次风电占比超过核电。到2025年，该国旨在进一步将可再生能源发电份额增加至少40%。从长远来看，单单海上风电场就将预期为电网提供15000兆瓦电能。今天，风电在德国电力生产中的占比已经超过9%。