CN109209787B - 一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 - Google Patents
一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109209787B CN109209787B CN201811053502.5A CN201811053502A CN109209787B CN 109209787 B CN109209787 B CN 109209787B CN 201811053502 A CN201811053502 A CN 201811053502A CN 109209787 B CN109209787 B CN 109209787B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wind turbine
- turbine blade
- coating
- polypyrrole
- black
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002932 luster Substances 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 2
- 241000665112 Zonitoides nitidus Species 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/40—Ice detection; De-icing means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Abstract
一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法属于风力机制造技术；在风力机叶片上涂覆聚吡咯纳米涂层：将纳米级的聚吡咯粉末进行球磨，产生亮黑色光泽后，将球磨后的聚吡咯粉末与聚偏二氟乙烯、N—甲基吡咯烷酮及无水乙醇以8：1：32：16质量比例混合，经超声搅拌均匀后得到黑色黏稠状液体，将黑色黏稠状液体均匀涂覆在风力机叶片外壳表面上，将风力机叶片放入干燥箱内在40℃条件下干燥10小时，得到带有黑色聚吡咯纳米疏水涂层涂覆的风力机叶片；本方法新颖、合理、简单，涂层自重轻，风力机叶片防结冰效果和密封性能好，使用寿命长，适应环境能力强。
Description
技术领域
本发明属于风力机制造技术，主要涉及一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法。
背景技术
近年来，由于工业和日常生活中大量消耗，煤炭、石油等天然能源不断减少，为了解决能源危机，风力发电项目受到了广泛的关注。在风力发电系统中，风力机叶片是获得风能的重要组成部分。然而，暴露在寒冷气候下的风力机叶片经常出现结冰现象。如果在风力机叶片上形成的冰不能及时消除，就可能出现严重的问题。为了保证风力机叶片的最大可靠性，减少结冰造成的经济损失，提出了减少或消除风力机叶片结冰的两种主要方法是：(1)主动除冰方法：例如热、电或机械技术；(2)被动除冰方法；采用防冰涂层技术，以减少或消除冰粘附强度。目前，广泛使用的是热机械方法，但其能源短缺，并且制造和操作昂贵。防冰涂层被动技术便宜且环保，不需要利用外部能源除冰或防止结冰。但是，截止目前，还没有一种理想的风力机叶片涂层防冰技术研发成功。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，研究一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法，达到风力机叶片防结冰效果好、制造与使用成本低廉、简化防结冰结构、节约不可再生能源的目的。
本发明的目的是这样实现的:一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法，在风力机叶片外壳表面上涂覆疏水的聚吡咯纳米涂层，其具体技术方法是：将纳米级的聚吡咯粉末进行1.5—2.5小时的球磨，至产生亮黑色光泽后，将球磨后具有亮黑色光泽的聚吡咯粉末与浓度为6—8％的粘合剂聚偏二氟乙烯、纯度为分析纯的溶剂N—甲基吡咯烷酮及无水乙醇以8：1：32：16质量比例混合，经超声搅拌均匀后得到黑色黏稠状液体，将黑色黏稠状液体均匀涂覆在玻璃钢材质的风力机叶片外壳表面上，将风力机叶片放入干燥箱内在40℃条件干燥10小时，即得到带有黑色聚吡咯纳米疏水涂层涂覆的风力机叶片。
本发明在充分利用聚吡咯材料的疏水特性基础上，经一系统加工与处理后，将其涂覆在风力机叶片外壳表面上，形成防结冰涂层，使风力机叶片外壳表面产生高度的疏水特性，避免、消除和解决了风力机叶片在寒冷潮湿环境中结冰现象的发生，具有技术方法新颖、合理、简单、涂层自重轻、风力机叶片防结冰效果和密封性能好、使用寿命长、适应环境能力强的特点。
附图说明
图1是在风力机叶片外壳表面上未涂覆任何涂层时与水的静态接触角示意图；
图2是在风力机叶片外壳表面上涂覆聚吡咯纳米涂层时与水的静态接触角示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法，在风力机叶片外壳表面上涂覆疏水的聚吡咯纳米涂层，其具体技术方法是：将纳米级的聚吡咯粉末进行1.5—2.5小时的球磨，至产生亮黑色光泽后，将球磨后具有亮黑色光泽的聚吡咯粉末与浓度为6—8％的粘合剂聚偏二氟乙烯、纯度为分析纯的溶剂N—甲基吡咯烷酮及无水乙醇以8：1：32：16质量比例混合，经超声搅拌均匀后得到黑色黏稠状液体，将黑色黏稠状液体均匀涂覆在玻璃钢材质的风力机叶片外壳表面上，将风力机叶片放入干燥箱内在40℃条件干燥10小时，即得到带有黑色聚吡咯纳米疏水涂层涂覆的风力机叶片。
试验检测：
参见图1，当风力机玻璃钢材质叶片外壳表面上未涂覆任何涂层时，风力机叶片外壳表面与水的静态接触角为23.7°，属于亲水状态，风力机叶片易结冰。
参见图2，当风力机玻璃钢材质叶片外壳表面上涂覆聚吡咯纳米涂层时，与水的静态接触角大于130°，涂层具有高度疏水特性，风力机叶片不易结冰。
风洞动态结冰试验表明，在风力机叶片外壳表面上未涂覆任何涂层的亲水性风力机叶片重量呈线性增长，证明该叶片防结冰效果差；在风力机叶片外壳表面上涂覆聚吡咯纳米涂层的高度疏水性风力机叶片重量增长接近为零，亦证明该涂层具有高度良好的防结冰效果。
Claims (1)
1.一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法，其特征在于：在风力机叶片外壳表面上涂覆疏水的聚吡咯纳米涂层，其具体技术方法是：将纳米级的聚吡咯粉末进行1.5—2.5小时的球磨，至产生亮黑色光泽后，将球磨后具有亮黑色光泽的聚吡咯粉末与浓度为6—8％的粘合剂聚偏二氟乙烯、纯度为分析纯的溶剂N—甲基吡咯烷酮及无水乙醇以8：1：32：16质量比例混合，经超声搅拌均匀后得到黑色黏稠状液体，将黑色黏稠状液体均匀涂覆在玻璃钢材质的风力机叶片外壳表面上，将风力机叶片放入干燥箱内在40℃条件干燥10小时，即得到带有黑色聚吡咯纳米疏水涂层涂覆的风力机叶片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811053502.5A CN109209787B (zh) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811053502.5A CN109209787B (zh) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109209787A CN109209787A (zh) | 2019-01-15 |
| CN109209787B true CN109209787B (zh) | 2020-02-11 |
Family
ID=64987401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811053502.5A Expired - Fee Related CN109209787B (zh) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109209787B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112160880B (zh) * | 2020-09-25 | 2024-02-23 | 东北农业大学 | 将二氧化钛生物炭涂覆在风力机叶片上防冰除冰方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101704410A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-05-12 | 上海交通大学 | 用于飞机防冰除冰的纳米超疏水表面及其制备方法 |
| CN102898669A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-30 | 西安科技大学 | 一种导电聚吡咯膜的制备方法及装置 |
| CN104096243A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 北京大学 | 聚吡咯纳米粒子作为光声成像造影剂的新用途 |
| CN102924718B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-02-11 | 清华大学深圳研究生院 | 一种具有纳米结构的聚吡咯的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-11 CN CN201811053502.5A patent/CN109209787B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101704410A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-05-12 | 上海交通大学 | 用于飞机防冰除冰的纳米超疏水表面及其制备方法 |
| CN102898669A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-30 | 西安科技大学 | 一种导电聚吡咯膜的制备方法及装置 |
| CN102924718B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-02-11 | 清华大学深圳研究生院 | 一种具有纳米结构的聚吡咯的制备方法 |
| CN104096243A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 北京大学 | 聚吡咯纳米粒子作为光声成像造影剂的新用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109209787A (zh) | 2019-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Carriveau et al. | Ice adhesion issues in renewable energy infrastructure | |
| CN102838923B (zh) | 一种有机氟硅氧烷纳米防冻粘涂料及其制备工艺 | |
| CN105131571A (zh) | 一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架及其制备方法 | |
| CN103661925B (zh) | 一种基于复合材料的自动变桨矩螺旋桨确定方法 | |
| CN109209787B (zh) | 一种风力机叶片聚吡咯纳米涂层防冰技术方法 | |
| CN116376083A (zh) | 一种用于风力发电机叶片防除冰的多功能复合涂层 | |
| CN113122120A (zh) | 一种风电叶片涂料及其制备方法 | |
| CN113831829A (zh) | 一种聚氨酯防冰涂料及其制备方法和应用 | |
| CN115011225A (zh) | 一种仿生防除冰霜材料及其制备方法和用途 | |
| CN116120827A (zh) | 一种聚氨酯基自修复超疏水涂料及其制备方法 | |
| CN114015297B (zh) | 一种水性抗结冰涂料及其制备方法 | |
| CN203161452U (zh) | 一种新型除冰装置 | |
| CN112745728B (zh) | 一种水性微纳米石墨风电叶片除冰涂层系统的制备方法 | |
| CN118185462A (zh) | 一种玉米秸秆生物炭涂层的制备方法及叶片防冰应用 | |
| CN114773977A (zh) | 可在极端环境下自愈合的抗冰涂层及其制备方法 | |
| WO2002014688A1 (fr) | Eolienne a ossature combinee | |
| CN111607300A (zh) | 一种用于风电叶片的持久型防覆冰低表面能材料及其制备方法 | |
| CN109807044A (zh) | 风力机叶片涂覆硫化钼纳米防冰涂层技术方法 | |
| CN203452982U (zh) | 风力机叶片结冰检测与除冰作业组合机构 | |
| CN114106678B (zh) | 一种风机叶片表面的防冰涂层及其制备方法和应用 | |
| CN112160880B (zh) | 将二氧化钛生物炭涂覆在风力机叶片上防冰除冰方法 | |
| CN202849306U (zh) | 一种防腐耐冰的新型风电叶片 | |
| Yang et al. | Study about anti-icing effect of weatherproof super-hydrophobic coating on wind turbine | |
| CN201251949Y (zh) | 防结冰高压输电线 | |
| CN205047375U (zh) | 一种具有抗冰冻功能的风力发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200211 |