Новая методика защитит ветрогенераторы от арктического льда

Специалисты из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали подход, который позволяет заранее оценивать влияние экстремальных условий Арктики на ветроэнергетические установки. Подход учитывает мерзлый грунт, ветровые нагрузки и колебания конструкции, что особенно важно для надежности оборудования в северных широтах.

Автор разработки — Иван Ригель, выпускник аспирантуры Инженерно-строительного института СПбПУ. В своей расчетной модели он объединил несколько ключевых факторов: состояние мерзлоты, силу ветра и динамику самой установки. Это дает возможность прогнозировать поведение ветрогенератора на всем протяжении его службы, начиная с этапа проектирования.

Проверка метода прошла на реальном объекте — ветроустановке мощностью 120 кВт, расположенной за полярным кругом. Работу курировал профессор Виктор Елистратов. На башне разместили датчики, фиксирующие ускорение и напряжение конструкции в режиме реального времени. Параллельно измерялась температура грунта на разных глубинах, а данные сопоставлялись с режимами работы установки.

Исследование показало: таяние мерзлоты, обледенение лопастей и снеговые нагрузки могут изменять частоты колебаний башни вплоть до 15%. Без учета этих изменений возможны опасные для конструкции режимы. Предложенная методика позволяет заранее включать такие параметры в расчеты.

Новый метод способен также снизить затраты на строительство ветропарков в Арктике. Его уже применяет «Росатом Возобновляемая энергия» при создании опытных образцов российских ВЭУ для северных регионов.

Кроме того, на основе расчетов создана модульная конструкция ветрогенератора, элементы которой перевозятся в стандартных контейнерах. Это упрощает доставку оборудования в отдаленные места. В дальнейшем методику планируют использовать в Сибири, на Дальнем Востоке и в других регионах с холодным климатом.