Методика защиты ветрогенераторов от мороза и льда

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого представил новую методику проектирования ветроэнергетических установок для Арктики, которая учитывает влияние мерзлого грунта, сильных ветров и обледенения на конструкцию. Разработку анонсировал онлайн-журнал об энергетике «Энергия+».

Автором метода стал Иван Ригель, выпускник аспирантуры Инженерно-строительного института СПбПУ. В своей расчетной модели он объединил несколько ключевых факторов: состояние мерзлого грунта, ветровую нагрузку и колебания самой установки. Это дает возможность заранее прогнозировать поведение ветрогенератора на протяжении всего срока службы.

Проверка методики проводилась на действующей ветроэнергетической установке мощностью 120 кВт, расположенной за полярным кругом. Иван Ригель работал под руководством профессора Виктора Елистратова. На башне были установлены датчики, фиксирующие ускорение и напряжение конструкции в реальном времени. Одновременно ученые измеряли температуру грунта на разных глубинах и сравнивали эти данные с параметрами работы установки.

Результаты показали, что оттаивание мерзлоты, обледенение лопастей и снеговая нагрузка могут изменять частоты колебаний башни вплоть до 15%. Игнорирование этих факторов чревато возникновением опасных для конструкции резонансных режимов. Новая методика позволяет закладывать эти параметры в расчеты еще на этапе проектирования.

Метод также влияет на экономику строительства арктических ветроэлектростанций. Его уже применяет компания «Росатом Возобновляемая энергия» при разработке опытных образцов российских ВЭУ для северных регионов.

На основе расчетов была создана модульная конструкция ветрогенератора, элементы которой перевозятся в стандартных контейнерах. Это упрощает логистику доставки оборудования в отдаленные районы. Планируется, что методику будут использовать не только в Арктике, но и в Сибири, на Дальнем Востоке и в других зонах с холодным климатом.