涡流发生器技术提升发电量效果显著

一、    为什么风电机组功率曲线会下降

功率曲线能够衡量风力发电机对风能的利用效率。除去空气密度变化的影响，导致功率曲线下降的主要原因有叶片的气动效率下降、传动链的磨损等，其中叶片的气动效率下降对功率曲线的影响较为明显。其主要与以下原因有关

　　1.叶片运行中长期受到风沙雨雪的侵蚀，导致前缘损坏和表面污染，从而导致叶片表面气流提前失速，损失功率；

      2.叶片固有的设计缺陷，由于叶片根部必须由扭曲面过渡为圆柱形方能与轮毂连接，导致靠近叶根部的叶片部分有较差的气动外形，效率较低。

二、    涡流发生器的工作原理

　　风力发电机叶片有着特殊的翼型，捕捉风能的主要部件。当风吹过叶片时压力侧和吸力侧由于流速不同而产生压力差，就形成了升力。当叶片的攻角不断上升或者叶片前缘及表面损坏的时候，叶片的表面将出现气流分离，会导致叶片的噪音增加、气动效率下降，损失发电量。涡流发生器的主要作用就是用来有效地阻止或者减缓叶片表面气流的产生分离，因而保持或提高升力。

　　涡流发生器是以某一安装角垂直地安装在叶片表面上的小展弦比三角翼，在迎面气流中产生较强的翼尖涡，这种高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在机体表面而不致分离，因而使得叶片继续保持升力，这是叶片涡流发生器的基本工作原理。叶片涡流发生器的设计需要经过严格的气动仿真计算和大量的试验。

三、   经济效益分析

　汉能华科技与丹麦Power Curve公司合作，可将因长期运行叶片气动效率下降的风机年发电量(AEP)平均提升3%左右。该技术在内蒙某风电场2台850kW风机的增功试验中，AEP平均提高3%左右，且经过了4年的长期验证。近期一次巡检中，涡流发生器无脱落、破损现象。

　　采用汉能华科技的涡流发生器方案，对于千瓦级风电机组增功的投资回收期约为3年左右，对单机容量更大的兆瓦机型，投资回收期可在2年以内。