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科普 | 风机为什么要涂成白色?

一分钟科普:风机为啥要涂成白色?白色叶片对鸟类的影响有多大?如果涂成黑色会如何?或者彩色,是不是转起来更好看?

风电机组为什么大多数都是白色的?是不是有啥必须那么做的理由?实际上,主要原因,还是基于美学与安全的考虑。

一、美学与安全的考虑

1、美学与视觉考虑

首先,白色在大自然背景下,通常看起来是“无色”的,很容易融入到背景中,被人视作没那么突兀,更容易和环境共存。白色也是最百搭的颜色,特别是背景随着四季的变化,阴天和阳光下,雨天和雪天,从天上和山上俯瞰,从地下仰视,白色既可以和大地融合,也可以和天空很好融合。

白色的大风机,从天上看也很显眼,这样飞行员也可很方便看到风机。虽然航路本身是避开了风机和风电场,但白色的风机涂装,本身也是一种散落在地表的美丽的物体。

脱颖而出的白色风机,从天上看非常显眼,对飞行安全有好处

另外,为了夜间让飞行员区别风机,风机机舱顶部一般都有红色闪烁的灯。

有的风机叶片,在叶尖上会涂上红色,旋转或不旋转时,都很醒目。有的国家要求距离机场和飞行航行一定范围内的风机叶尖必须加装红色航标条。

2、材料寿命考虑

白色容易反射太阳光,不容易在日晒雨淋中,因吸收过多热量而导致材料的变性,产生故障。特别是机舱内部,本来就可能过热,如果采用深颜色涂装,很容易导致机舱内部吸热太多,降低传动系统润滑油的寿命等。

3、成本考虑

白色涂装的成本相对较低,在维修、清洗和更换材料过程中可减少选择的麻烦,提高维修和更换效率。

二、文化和居民接纳度考虑

有的风机安装位置靠近居民区,各国国家和地区对颜色的文化也有考虑。白色较不容易和当地文化冲突。

当然,现在越来越多的地方在风机塔筒的配色和文化元素涂装上做文章,也是希望本地的风机,能更好地结合本地的文化。起到传播文化,吸引旅游的目的。

金风科技于广西崇左天等县开发建设总装机容量为50MW的风电场项目,使用25台2.0MW智能机组。风机叶片和塔筒都喷涂了带有当地文化特色的故事,不光可用绿色风电带动当地经济发展,还让当地居民更好地接纳风机。在广西地区,金风还创新地引入了“入股分红”新模式,帮助当地村民增加集体收入,让当地居民切实感受到绿色发展的益处。

今年,江苏南通一家彩绘公司为风陵渡分散式风电项目绘制了一套定制故事的彩绘艺术风机塔筒,即将随风陵渡项目正式亮相。

风陵渡项目的5台风机,塔筒的彩绘故事包括五大主题:《背冰先民》、《洞宾故里》、《风后造车》、《西侯渡圣火》、《女娲造人》,主要表现了风陵渡当地的历史文化典故。

以上这些例子,彩色风机,也非常美丽。这时候,风机就不一定非得要白色了,相反,企业和当地开发商,可以投入更多的喷涂和设计费用,将风机打造得更有当地文化特色,也就不必拘泥于白色了。

三、白色风机有优势,也会带来一些小问题

白色风机在美观、文化和谐等方面具有优势,但对于一些生物而言,可能会带来一些生态问题。比如白色风机更容易吸引昆虫,风机转动时容易导致这些昆虫被粘在叶尖上,从而降低风机叶片的气动性能。需要更多的维修清洗工作。

另外,风机涂成白色,容易让一些鸟类忽视它的存在,从而在迁徙过程中可能撞上风机叶片。不光导致一些鸟类死亡,还可能直接损坏叶片结构和稳定性。

曾经,一些环保组织反对建设大型风电场,他们提出说风机对鸟的迁徙、包括蝙蝠的栖息有影响。但国外的大量证据显示,风机对鸟和蝙蝠的影响非常小,并不比其他建筑物带来更大伤害。也有学者认为,风机因为白色的效应,很多昆虫愿意附着在上面,所以吸引了更多蝙蝠愿意在风机附近觅食,从而增加了蝙蝠撞上风机的几率,而不是因为风机涂成白色就导致更容易撞上。另外,蝙蝠受风机的影响并没有如一些环保组织描述的那么明显,而且昆虫和蝙蝠撞封闭,并不能成阻碍风机发展的理由,毕竟,蝙蝠在其他地方也发现有成批死亡的现象。

国外也有研究认为,把叶片涂成黑色,可以大幅降低鸟类撞上的可能。但也有人认为这是没什么科学原理的数据统计。支持把叶片涂黑的人认为,白色叶片给鸟类错觉以为叶片不在旋转,而黑色环状区块,鸟类很容易识别出这是障碍物从而绕开风机。

有一个支持涂成黑色的挪威科研小组, 将风机叶片其中一只涂黑后,据说鸟类死亡率下降了70%。但也有研究者认为这夸大了叶片涂装的作用,而且鸟类死亡本来也有多种因素,与风机的影响没那么大明确关系。鸟类撞上电线、建筑物和居民房窗玻璃的几率更高,死亡率更是比风机大,说明叶片涂成其他颜色对鸟类死亡的改善并非一个确切的原因,有可能也是某个特定地区的特别数据,毕竟死亡的鸟类数不过十几只,差异70%也很正常。

还有一些研究者认为把风机涂成紫色(目的是远离白色和黄色等亮色),就可以降低昆虫的聚集,从而保护鸟类、蝙蝠。但似乎风电业界并不认为这是一个很好的建议,也很少实施。毕竟紫色风机,无论是和大自然的融合,还是在人们的视觉体验上,都更像一个“机器怪物”,而非一个“自然和谐”“环境友好”的可接受的东西。

来源: 风能专委会CWEA

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