Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали методику проектирования ветроэнергетических установок для арктических условий. Подход позволяет учитывать сочетание вечной мерзлоты, ледяных нагрузок и порывов ветра еще до начала строительства, сообщает онлайн-журнал «Энергия+».
Автор работы — Иван Ригель, выпускник аспирантуры Инженерно-строительного института СПбПУ. Его расчетная модель объединяет несколько ключевых параметров: свойства мерзлого грунта, воздействие ветра и колебания самой конструкции. Благодаря этому можно прогнозировать поведение ветрогенератора на протяжении всего срока службы еще на стадии проекта.
Проверка метода прошла на реальном объекте мощностью 120 кВт за полярным кругом. Исследование выполнялось под руководством профессора Виктора Елистратова. На башне ветроустановки установили датчики, фиксирующие механические напряжения, а параллельно специалисты измеряли температуру грунта на разных глубинах и сопоставляли эти данные с режимом работы оборудования.
Эксперимент показал, что таяние мерзлоты, снеговые нагрузки и лед на лопастях изменяют частоты колебаний башни вплоть до 15%. Без учета этих факторов возможны опасные резонансные явления. Новая методика позволяет заранее заложить такие изменения в инженерные расчеты.
Разработка также способна повлиять на экономику арктических ветропарков. Методику уже применяет «Росатом Возобновляемая энергия» для проектирования опытных образцов отечественных ВЭУ для северных регионов.
На основе расчетов создали и модульную компоновку ветрогенератора: его элементы помещаются в стандартные контейнеры, что упрощает логистику в труднодоступных местах. В перспективе метод планируется использовать не только в Арктике, но и в Сибири, на Дальнем Востоке и других зонах холодного климата.
