我國紅海灣風(fēng)電場建成投產(chǎn)至今發(fā)生了多次雷擊事件。據(jù)統(tǒng)計，葉片被擊中率達4%，其他電器元件被擊中率更高達20%。被譽為“中國風(fēng)電開發(fā)的先鋒”的粵東南澳島，幾乎年年都發(fā)生雷擊事件。
       “雖然針對風(fēng)力發(fā)電機的防雷已有一套嚴(yán)格的技術(shù)，但是，當(dāng)遭遇直擊雷時，風(fēng)力發(fā)電機組只能‘束手就擒’。目前，風(fēng)電部門防范直擊雷的難度很大，成本也很高。”中國水電工程顧問集團公司新能源處處長易躍春告訴我們。
       風(fēng)力發(fā)電機組在露天環(huán)境下工作，難免受到自然災(zāi)害的影響?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機組的單機容量越來越大，一臺現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電能力是20年前的100倍。為了吸收更多能量，輪轂高度和葉輪直徑隨著增高，雷擊風(fēng)險也隨之增加。
       著名防雷專家關(guān)象石認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電機身處雷擊困境有三個原因：風(fēng)力發(fā)電機組大，一般處于海岸、丘陵、山脊乃至海面上，周圍少有障礙物，恰是易遭雷擊的地方；為了捕捉更多的風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電機組一般都設(shè)置在高于周邊的制高點，更易吸引雷電；上行雷威脅風(fēng)力發(fā)電機組會對雷云產(chǎn)生向上的先導(dǎo)閃擊，“主動迎接”雷閃。
       細(xì)數(shù)雷擊“三宗罪”
       根據(jù)人們對雷電的普遍認(rèn)識，下方有良好的接地裝置，上方有能夠攔截雷閃的金屬物，上下之間有引下雷電的導(dǎo)體，便具有防雷作用。
       但由于風(fēng)力發(fā)電機組尺寸大，現(xiàn)在最普遍的防雷方式避雷針在它面前也無能為力。防雷系統(tǒng)必須與風(fēng)力發(fā)電機組的各個部分聯(lián)成整體，在不干擾系統(tǒng)運行的前提下，將雷電流從雷擊點安全導(dǎo)入大地。正是由于風(fēng)力發(fā)電機組的這些特殊性，造成了雷擊對于風(fēng)力發(fā)電機組的“三宗罪”。
       第一宗當(dāng)屬“葉片”。關(guān)象石解釋說，風(fēng)力發(fā)電機組的葉片是雷擊的第一目標(biāo)，也是風(fēng)力發(fā)電機組防雷的一大難點。典型的風(fēng)力發(fā)電機組有兩、三片葉片，直徑可達100米，葉片旋轉(zhuǎn)時距離地面的高度超過100米。現(xiàn)在的葉片為了減輕重量普遍采用絕緣復(fù)合材料作為載荷部件，如玻璃纖維增強塑料、木材層壓板等，這種材料不能傳導(dǎo)雷電流，非常容易因雷擊損壞。據(jù)悉，按雷擊后需要對葉片進行更換的成本計算，更換一臺機組葉片的吊裝費用是100萬元人民幣左右，葉片成本約30萬至40萬元，累積全部費用，更換一臺機組中的一個葉片的直接費用就需150萬元，更不要說更換期間發(fā)電量的損失。
       第二宗，風(fēng)力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組遭受雷擊時，即使葉片沒有受損，雷電也有可能通過風(fēng)力發(fā)電機組的電子信號傳輸線和電力傳輸線進入“中樞神經(jīng)”，即風(fēng)機中最敏感、最“嬌貴”的部位——控制系統(tǒng)。從德國和丹麥獲得的風(fēng)力發(fā)電機組各個部位受雷擊統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在兩國所有報告的雷擊事件中，雷電引起的控制系統(tǒng)損毀高達40%至50%。
       第三宗，就是雷閃會影響電能的質(zhì)量?，F(xiàn)在因風(fēng)力發(fā)電儲能技術(shù)沒有突破性進展，且不能平穩(wěn)輸出電能，已經(jīng)有人將風(fēng)電稱為“垃圾電”，究其原因，其中之一就是，雷電導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電的電流和電壓不穩(wěn)定。