在寒冷，潮湿的条件下旋转的风力涡轮机叶片可在其院子范围的叶片尖端上积聚近一英尺厚的冰。这破坏了叶片的空气动力学性能。这破坏了整个涡轮机的平衡。根据爱荷华州立大学的马丁·C·吉施克航空航天工程教授，该大学飞机结冰物理和防冻/除冰剂总监胡辉最近进行的实地研究，这可能使能源生产中断多达80%。技术实验室。

胡已经从事涡轮叶片结冰的实验室研究已有10年之久，其中包括在独特的ISU结冰研究隧道中进行实验。爱荷华州能源中心和美国国家科学基金会提供了许多支持，其中大部分工作得到了支持。

胡锦涛说：“但是我们总是对我们在实验室所做的事情是否代表现场发生的事情存有疑问。” “大型公用事业级风力涡轮机的叶片表面会发生什么?”

我们都知道该领域最近发生的一件事。在上个月的冬季暴风雨中，风能和其他能源在德克萨斯州冻结，并失败了。

搜索现场

胡想量化冬季天气中风电场的状况，因此几年前开始组织实地研究。但这比他预期的要复杂。甚至在爱荷华州，约有5,100台风力涡轮机发电量占该州电力的40%以上(根据美国能源信息协会的数据)，他也没有获得使用涡轮机的权限。能源公司通常不希望其涡轮机性能数据公开。

因此，作为由国家科学基金会资助的“国际学生研究经历”计划的一部分，胡与北京华北电力大学可再生能源学院的研究人员建立了联系，并询问中国的风电场是否会合作。

位于中国东部山脊山顶上的一个34涡轮机，50兆瓦的风力发电场的运营商于2019年1月同意进行实地研究。胡说，大多数涡轮机发电1.5兆瓦，与公用事业规模的涡轮机非常相似在美国运营。

由于研究人员研究的风电场离东海不远，胡说，那里的风力涡轮机面临的结冰状况更像得克萨斯州而不是爱荷华州。爱荷华州的风电场处于寒冷，干燥的冬季。当冬季寒冷降到得克萨斯州时，由于附近的墨西哥湾，风力发电场暴露在更多的湿气中。

测量冰

作为野外工作的一部分，研究人员在长达30小时的冰冷冬季条件下使用无人机拍摄了50米长的涡轮机叶片的照片，其中包括冻雨，冻毛毛雨，湿雪和冻雾。

这些照片允许对涡轮叶片上冰的收集方式和位置进行详细的测量和分析。胡说，这些照片还使研究人员能够将自然糖霜与实验室糖霜进行比较，并在很大程度上验证了他们的实验发现，理论和预测。

这些照片显示：“虽然在整个叶片跨度上积聚了冰块，但在靠近叶片尖端的冰层厚度达到0.3米(近1英尺)的地方发现了更多的冰块积聚在外侧叶片上。”可再生能源杂志在网上刊登。(有关完整的研究团队，请参见边栏。)

研究人员使用了涡轮机的内置控制和数据采集系统，将运行状态和发电情况与叶片上的冰与更典型的无冰条件进行了比较。

胡锦涛说：“这告诉我们什么是大事，对电力生产的影响是什么。”

研究人员发现结冰有主要作用：

研究人员写道：“尽管有大风，但结冰期间，结冰的风力涡轮机旋转得慢得多，甚至经常停机，结冰引起的功率损失高达80%。”

这意味着胡将继续在风力涡轮机研究的另一个领域工作-寻找有效的方法来使叶片除冰，从而使叶片保持旋转，并且整个冬季都保持电力流动。