С 1980-х годов разработчики ветряных турбин используют для своих проектов так называемую «датскую концепцию» — три лопасти, расположенные против ветра, которые спроектированы так, чтобы оставаться обращенными к ветру.
Ранее был опубликован материал: почему у ветрогенератора три лопасти.
Этой весной группа исследователей Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в партнерстве с техническим университетом Дании (DTU) попыталась бросить вызов датской концепции, ответив на вопрос: что произойдет, если перевернуть лопасти ветряных турбин?
Они перевернули ротор и перемонтировали генератор 1,5-мегаваттной исследовательской ветряной турбины, чтобы он вращался в другую сторону. Ветрогенератор оснастили большим набором приборов, для регистрации широкого спектра аэроакустических данных, нагрузок и давления.
Результаты исследования:
Во-первых, лопасти в турбине с подветренной стороны естественным образом отталкиваются ветром от башни, поэтому есть возможность спроектировать более легкие и гибкие лопасти, которым не нужно быть достаточно жесткими, чтобы держаться подальше от башни.
Во-вторых, наклон ротора ветряной турбины перенаправляет след турбины к земле, поэтому он с меньшей вероятностью будет мешать другим турбинам на ферме.
Но есть одна важная проблема, которую озвучили исследователи: когда лопасть проходит позади башни, она на долю секунды оказывается защищенной от ветра. Это изменяет давление на лопасть, вызывая колебания или флуктуации, которые влияют на усталость самой лопасти.
Официальные результаты исследования будут опубликованы только в конце 2024 года, но предварительных результатов достаточно, чтобы сделать вывод о том, что потенциальные преимущества эксплуатации по ветру не перевешивают недостатки.
Исследователи пришли к выводу, что следующее поколение наземных ветровых турбин будет больше и гибче, но датская концепция по-прежнему будет доминирующей технологией.
Больше интересных новостей из мира энергии и энергетики в телеграм-канале ЭнергетикУм