災(zāi)難頻發(fā)氣候作怪？誰“禍害”了我們的風(fēng)電場

　　 我國幅員遼闊，氣候資源十分豐富，但復(fù)雜的地形形成了復(fù)雜多樣的氣候環(huán)境，有些氣候條件是可開發(fā)利用的資源，有些氣候條件又往往造成災(zāi)害。例如，伴隨寒潮大風(fēng)天氣出現(xiàn)的大風(fēng)是豐富的風(fēng)能資源，但隨之而來的低溫、冰凍和沙塵暴也會給風(fēng)電場和輸電線路造成嚴(yán)重危害。另外，雷電、暴雨、冰雹、龍卷風(fēng)等災(zāi)害性天氣氣候事件也都是風(fēng)電場建設(shè)的不利因素。所以在開發(fā)利用風(fēng)資源時，不僅要對風(fēng)資源情況進(jìn)行分析，同時也要充分考慮相關(guān)氣候因素的影響，以趨利避害，確保風(fēng)電場在設(shè)計、施工和運行方面得以正常進(jìn)行。
　　(1)臺風(fēng)
　　臺風(fēng)具有暖性高濕和強烈輻合的特點，它能量很大，來勢兇猛，常常伴有狂風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等強烈的天氣，是影響我國的主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一。臺風(fēng)移近海岸時，狂風(fēng)可引起大范圍巨大的海潮，使沿海地區(qū)受到猛烈沖擊。登陸臺風(fēng)帶來的狂風(fēng)暴雨常使建筑物、輸電線路等地面設(shè)施遭受嚴(yán)重破壞，對裸露在大氣中，以自然風(fēng)為動力的風(fēng)力發(fā)電機組葉輪構(gòu)成了很大的威脅，輕者引起發(fā)電機組部件損傷，重者造成葉片損壞甚至塔架傾覆。
　　(2)低溫
　　溫度條件也是風(fēng)電場建設(shè)要考慮的一個重要因素。低溫下發(fā)電機組的運行狀況、零部件的性能、機組的可維護性等方面將發(fā)生變化。例如隨著溫度的降低，空氣密度將增大，可能使風(fēng)力發(fā)電機組出現(xiàn)過載現(xiàn)象;一般金屬材料的疲勞極限隨溫度的降低而降低，許多主要零部件在高寒環(huán)境下存在低溫疲勞問題，特別是焊縫處容易脆斷破裂;電子電氣器件功能受溫度影響也較大;有些類型風(fēng)力發(fā)電機組在正常運行時，如溫度低于-20度，風(fēng)速超過額定值后，會產(chǎn)生無規(guī)律葉片瞬間振動現(xiàn)象，可導(dǎo)致機組振動迅速增加，影響機組正常發(fā)電，后者造成機組停機，同時也可能造成葉片損傷。另外，風(fēng)力發(fā)電機組所使用的油品在低溫時流動性變得很差，致使機組難以運轉(zhuǎn)，進(jìn)而危及設(shè)備安全運行。
　　(3)積冰
　　積冰是指地面樹木，設(shè)施等物體表面產(chǎn)生的結(jié)冰現(xiàn)象，也稱覆冰。積冰對風(fēng)電場及導(dǎo)線線路有很大的危害，不僅增加了導(dǎo)線、桿件等的垂直載荷，而且使導(dǎo)線、桿件等的界面增大，從而增大機構(gòu)的擋風(fēng)面積，使風(fēng)載荷增加，在積冰嚴(yán)重的地區(qū)有時會遭致導(dǎo)線跳頭、扭斷甚至拉斷或結(jié)構(gòu)倒塌等事故。
　　(4)雷暴
　　雷暴是積雨云在強烈發(fā)展階段產(chǎn)生的雷電現(xiàn)象。雷暴過境時，氣象要素和天氣變化都很劇烈，常伴有大風(fēng)、暴雨以至冰雹和龍卷風(fēng)，是一種局地性的但卻很猛烈的災(zāi)害性天氣。由于風(fēng)力發(fā)電機組和電線線路多建在空曠地帶，處于雷雨云形成的大氣電場中，相對于周圍環(huán)境，往往成為十分突出的目標(biāo)，很容易發(fā)生尖端放電而被雷電擊中，雷電釋放的巨大能量會造成風(fēng)力發(fā)電機組葉片損壞，發(fā)電機絕緣擊穿，控制元件燒毀等，致使設(shè)備和線路遭受嚴(yán)重破壞，即使沒有被雷電直接擊中，也可能因靜電和電磁感應(yīng)引起高幅值的雷電壓行波，并在終端產(chǎn)生一定的入地雷電流，造成不同程度的危害。
　　(5)沙塵暴
　　沙塵暴是指強風(fēng)將地面大量沙塵卷入空中，使空氣混濁，水平能見度小于1km的天氣現(xiàn)象。而強沙塵暴則是使空氣非常混濁，水平能見度小于500m的天氣現(xiàn)象。
　　沙塵暴發(fā)生時，往往狂風(fēng)大作，黃沙滾滾，遮天蔽日，天空呈土黃色，甚至紅黃色，陽光昏暗，能見度非常低，嚴(yán)重時甚至伸手不見五指，強風(fēng)可吹倒或拔起大樹、電桿，刮斷輸電線路，毀壞建筑物和地面設(shè)施，造成人畜傷亡，破壞力極大。
　　對于風(fēng)電場來說，沙塵暴的危害是多方面的。首先，沙塵暴都伴隨有大風(fēng)，強沙塵暴風(fēng)力達(dá)8級以上，甚至有的可達(dá)12級，相當(dāng)于臺風(fēng)登陸的風(fēng)力，大風(fēng)對風(fēng)電場的破壞力已不言而喻。其次是大風(fēng)夾帶的沙粒及黃豆大小乃至核桃大的石塊還會擊打、磨蝕建筑物和其他裸露物體的表面，不僅會使風(fēng)電機組葉片的表面受到嚴(yán)重磨損，而且還會使葉片表面出現(xiàn)凹凸不平的坑洞，影響風(fēng)電機組出力，同時嚴(yán)重破壞葉片表面的強度和韌性以及葉片整體的強度，對風(fēng)電場儀器設(shè)備構(gòu)成較大的危害。另外，沙塵暴在以排山倒海之勢向前移動時，還驅(qū)動著下層的沙粒也隨之一起前行，遇到迎風(fēng)和隆起的地形，沙塵暴可對土壤造成不同程度的刮蝕，每次風(fēng)蝕深度可達(dá)1～10cm;遇到背風(fēng)凹洼的地形或障礙物時，隨風(fēng)而至的大量沙塵又會造成沙埋，嚴(yán)重的沙埋深度可達(dá)1m以上。如風(fēng)電場建在迎風(fēng)坡或地勢較高的地區(qū)，沙塵暴對土地的刮蝕，會對塔基的牢固程度造成影響，在背風(fēng)坡或地勢低洼的地區(qū)，其沙埋作用又可使塔架的高度發(fā)生變化，影響風(fēng)能吸收和轉(zhuǎn)換。