近日，《自然—氣候變化》雜志在線發表了南方科技大學與國內外單位合作完成的一項研究?？蒲腥藛T發現，在經歷了幾十年的靜止后，全球地表風速從2010年開始快速反彈，全球風速正在迅速加快，以目前的趨勢，風能或將在2024年提高37%。

實際上，在經歷過“冰火兩重天”后，風電這種“古老”的新能源呈現出了“回暖”趨勢。國家能源局最近公布的1~10月份全國電力工業統計數據顯示，全國新增風電并網裝機1466萬千瓦，同比增加20萬千瓦；風電工程累計完成投資708億元，同比增長79.4億元。稍早前，山東省能源局印發《山東省優先發電優先購電計劃管理暫行辦法》，將風電列入了一類優先發電范圍。

這讓風電設備的安全問題再次引起業內人士的關注。

風電雖好，也有“天敵”

風電作為一種清潔、綠色的可再生能源，被世界各國寄予厚望。然而風電也有一個致命的“天敵”，那就是雷電。

“風電設備的雷電防護是個世界難題。大多風力發電機組都是安裝在高原、山地等偏遠地區，工作環境也都是露天環境，再加上動輒上百米高的葉片，很容易被雷電擊中。”愛邦電磁董事長范曉宇說。該企業是一家從事雷電與復雜電磁防護工程研發的硬科技企業，曾為國產大飛機C919提供雷電防護設計和試驗服務。

當雷電擊中風電設備時，雷電會釋放出巨大能量，造成風電機組葉片損壞、控制元器件燒毀等，進而引發風電場電路故障、火災等事故，不僅影響風機正常運行，而且危及電網和人員安全。

根據行業內部測算，被雷電擊中損傷嚴重的風機葉片，一次維修費用就要超過10萬元；如果葉片不幸報廢，更換成本高達上百萬元，這還不包括停機維修期間帶來的發電損失。

對于近年來新興的海上風電來說，出海維修一次，費用更加令人咋舌。有統計數字表明，2018年我國海上風電總裝機容量為445萬千瓦，在建647萬千瓦，已成為僅次于英國和德國的世界第三大海上風電國家?？赏瑫r，我國部分海上風場每年遭受雷擊的次數也高達10次/臺以上。

“我們這一行，沒消息就是好消息”

歐美發達國家從20世紀60年代開始投入雷電防護的研究，中國則相對起步較晚，主要是引進國外的葉片防雷設計。

“但是，我國雷電環境與國外有很大的不同，很多地區屬于高雷暴區域，應用國外設計經常會出現‘水土不服’。”范曉宇說。曾在國內某研究所從事電磁兼容研究的范曉宇感到，國家風電行業在雷電防護方面存在著明顯的短板。

2009年，范曉宇與幾名志同道合的科研人員脫下軍裝，開啟了創業之路。

10年來，他們陸續開發出新型雷電導流條、雷電抑制器、防雷金屬網、雷電記錄卡、雷電流智能監測系統等產品。

以雷電流智能監測系統為例，它能夠記錄一段時間內風機葉片遭受雷擊的記錄，監測雷電流的峰值、極性、能量等參數，從而實現風場的遠程監控，并對未來風場的選址、維護提供有價值的數據。目前，這些雷電防護技術不僅廣泛應用于國內風電企業，也遠銷到阿根廷、日本、墨西哥等國家。

那么，這些風電企業的反饋如何？“沒有人再因為雷擊損傷來找過我們。”范曉宇說，“我們這一行，沒消息就是好消息。”

把風電葉片搬進實驗室

愛邦電磁總工程師熊秀介紹，目前，其葉片雷電試驗及導流條產品，已占據國內市場90%以上的份額，并形成了咨詢、試驗、仿真、設計及防護產品在內的行業整體解決方案。

可是，成為國內行業“冠軍”并非他們的終極夢想，他們的目標是建設成為雷電與復雜電磁環境領域的世界級實驗研發中心。

為此，團隊著手建造了一個亞洲最大的雷電與電磁環境系統級實驗室。這個坐落在“硬科技之都”陜西西安，十層樓高、70米長的實驗室能夠開展國產大飛機、風電葉片、大型高端設備等民用系統的防雷檢測試驗，以及國家重大專項的預研、驗證和鑒定任務。

“以前我們國家沒有這么大的實驗室，要開展防雷試驗，只能把葉片切下來一部分，現在我們的新實驗室能夠直接把整個葉片搬進來，現場模擬自然界的雷擊，進行真實、有效的防雷試驗。”范曉宇透露，實驗室的定位是半開放式的，目前已有不少國內高校在此開展研發工作。

今年9月，愛邦電磁作為唯一一家中國單位參加了在美國舉行的2019年國際雷電與靜電會議，并有3篇學術論文入選了會議論文。“我國在這個領域入行較晚，但我們也有著自己的優勢。我們新上馬的型號比較多，給了研發人員大量機會接觸實際的工程案例。”范曉宇說，“相信隨著國力的增強，中國在雷電防護領域將迅速接近國際先進水平，并在某些獨特領域異軍突起。”