AMES, Iowa - 风力涡轮机叶片在寒冷潮湿的环境中旋转，可以在其叶片尖端收集近一英尺厚的冰。这破坏了叶片的空气动力学性能，破坏了整个涡轮机的平衡，并可能导致能源生产中断高达80%，根据最近由Hui Hu领导的田野研究，他是爱荷华州立大学航空航天工程的Martin C. Jischke教授和大学飞机结冰物理与防/除冰技术实验室的主任。
Hu已经进行了大约10年的涡轮机叶片结冰实验室研究，包括在独特的ISU结冰研究隧道中进行实验。这些工作大部分得到了爱荷华能源中心和国家科学基金会的资助。
Hu表示，他总是对实验室中的工作是否代表田野中的实际情况有疑问。他想要量化冬季天气在风电场中的影响，因此几年前开始组织一项田野研究。但这项研究比他预期的要复杂。即使在爱荷华州，他也没有被允许访问涡轮机。能源公司通常不希望他们的涡轮机性能数据公开。
因此，Hu询问中国的风电场是否会合作。位于中国东部山脊顶部的一个34台涡轮机、50兆瓦风电场的运营商同意在2019年1月进行田野研究。Hu表示，大多数涡轮机产生1.5兆瓦的电力，与在美国运营的公用事业规模涡轮机非常相似。
作为他们田野工作的一部分，研究人员使用无人机在暴露于长达30小时的冬季冰冷条件后拍摄了50米长的涡轮机叶片的照片，包括冻雨、冻雾、湿雪和冻雾。
研究人员使用涡轮机内置的控制和数据采集系统，将叶片上有冰与更典型的无冰条件下的运行状态和电力生产进行比较。他们发现结冰有重大影响：尽管风力很大，结冰的风力涡轮机旋转得更慢，甚至在结冰事件期间频繁关闭，结冰引起的电力损失高达80%。