來看看貓頭鷹的翅膀給了運達技術人員什麼啟發？

最新 09-02

運達風電有一群研精覃思的技術人員，還有一群愛摸索、愛鑽研的「動物學家」，他們從貓頭鷹的翅膀得到啟發，從而風電機組的降噪研究取得可喜進展......（文末留言點贊數最多的風友將贏得運達風電送出的米家智能插座一個！）

近年來風電場開發逐步拓展到人口密度較大的區域，由於風電場靠近居民區，不可避免地會對當地居民產生雜訊輻射影響。一面是綠色可再生能源的高速蓬勃發展，一面是雜訊輻射影響，如何攻破噪音難題，實現風電產業的和諧發展，成為擺在風電整機廠商面前的難題。運達風電技術人員為了攻克這一困擾，進行著不斷的探索試驗，並取得了卓有成效的成績。

風電機組噪音形成原因

風力發電機組雜訊源有槳葉雜訊及艙內雜訊，艙內雜訊包括齒輪箱雜訊、發電機雜訊、偏航系統雜訊等（見圖1）。由於齒輪箱、發電機等雜訊源位於機艙罩內，機艙罩具很強的隔聲吸聲性能，而槳葉完全暴露在空氣中，所以對風電場居民的雜訊干擾，槳葉雜訊佔據主導。

圖1 風電機組雜訊源示意圖

風輪在旋轉過程中，槳葉與空氣產生較大的相對速度，葉尖線速度約80m/s，空氣從槳葉的前緣流向後緣，受槳葉弦長、槳矩角、相對風速、大氣壓等因素的影響，槳葉後緣附近產生不同尺度、不同強度的渦流（見圖2），這是槳葉雜訊的根本來源，不同尺度渦流的存在導致槳葉掃風雜訊呈寬頻特性，渦流的強度則決定了雜訊的強度。

圖2 槳葉尾流示意圖

圖3 槳葉掃風雜訊1/3倍頻譜

槳葉降噪技術研究與應用

模擬分析發現槳葉掃風雜訊主要來源於槳葉尾緣，而模仿貓頭鷹翅膀的鋸齒尾緣可以有效的降低氣動雜訊，鋸齒尾緣可產生反向渦流，改變槳葉後緣的尾跡渦的脫落位置及尺度，抑制脫落渦的擾動，進而減少槳葉後緣附近的非定常壓力脈動和尾跡渦引起的氣動雜訊。為了能更有針對性地進行鋸齒結構設計，我司與北京航空航天大學展開深入的技術探討，並進行了風洞試驗（見圖4）。

圖4 鋸齒結構風洞試驗

2015年，我司就開始對某風電場的1.5MW機組進行了批量降噪優化（見圖5），並按照《IEC61400-11 Acoustic noise measurement techniques》進行了技改前後雜訊測試。測試結果表明：降噪鋸齒條可有效降低風力發電機組雜訊，不同風速下的A計權聲功率級降低1.7～3.2dB，同時雜訊脈動（AM）降低約1dB（A），極大地降低了風力發電機組對附近居民的雜訊影響強度和煩惱程度。