垂直轴风力发电机叶片差异化电加热防冰策略研究

摘要

针对传统电加热防冰方法存在的叶表温升不均与热效率偏低等问题，提出了垂直轴风力发电机在静止及旋转工况下的防冰策略。首先建立了三叶片H型垂直轴风力机电加热二维流–热耦合模型，利用该模型分析了风力发电机叶片的电加热防冰结构及其传热规律，并利用SST(shear stress transport)k-ω湍流模型求解风机周围流场。在此基础上，依据叶片表面气动参数与温度场分布特征，提出基于流场特征与能量分配的分区差异化防冰策略。仿真对比结果表明，与传统均匀加热模式相比，采用所提出的差异化防冰策略能够有效减小叶表温差，提升防冰均匀性与热利用效率。

关键词

垂直轴风力发电机 / 电加热防冰 / 临界防冰 / 表面气动参数 / 温度场分布