В СПбПУ создали метод расчета ветрогенераторов для Арктики

Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали методику проектирования ветроэнергетических установок, предназначенных для работы в арктических условиях. Она учитывает комплексное воздействие вечной мерзлоты, сильных ветров и обледенения на элементы конструкции. Информация об этом появилась в онлайн-журнале об энергетике «Энергия+».

Автором разработки стал Иван Ригель, выпускник аспирантуры Инженерно-строительного института СПбПУ. В своей расчетной модели он объединил сразу несколько параметров: состояние промерзшего грунта, ветровые нагрузки и собственные колебания установки. Это дает возможность заранее, до начала строительства, прогнозировать поведение ветрогенератора на протяжении всего периода эксплуатации.

Проверка методики проводилась на реальной ветроэнергетической установке мощностью 120 кВт, расположенной за полярным кругом. Научное руководство исследованием осуществлял профессор Виктор Елистратов. На башне были смонтированы датчики, фиксировавшие ускорение и напряжение конструкции в режиме реального времени. Параллельно велся мониторинг температуры грунта на различных глубинах, а полученные данные сопоставлялись с режимами работы установки.

Эксперимент показал: оттаивание мерзлых пород, обледенение лопастей и снежные нагрузки могут изменять частоты колебаний башни на величину до 15%. Игнорирование этих факторов способно привести к возникновению опасных резонансных режимов. Новая методика позволяет учесть все эти риски еще на стадии расчетов.

Внедрение разработки способно также снизить стоимость строительства ветропарков в Арктике. Метод уже применяется компанией «Росатом Возобновляемая энергия» при создании опытных образцов отечественных ВЭУ для северных регионов.

На основе выполненных расчетов была спроектирована модульная конструкция ветрогенератора, все элементы которой можно перевозить в стандартных морских контейнерах. Это существенно упрощает логистику и доставку оборудования в удаленные районы. В перспективе методику планируется использовать не только в Арктике, но и в Сибири, на Дальнем Востоке и в других регионах с холодным климатом.