В России разработали и начали применять новую методику проектирования ветроэнергетических установок для Арктики. Подход, предложенный выпускником аспирантуры Инженерно-строительного института СПбПУ Иваном Ригелем, учитывает влияние многолетнемерзлых грунтов, сильного ветра и обледенения на конструкцию ВЭУ.
По данным СПбПУ, автор впервые объединил в одной расчетной модели поведение мерзлого основания, ветровые нагрузки и колебания установки. Методика помогает заранее оценить, как конструкция будет вести себя на протяжении всего срока эксплуатации, в том числе при изменении состояния грунта и появлении льда на лопастях.
Для проверки расчетов Иван Ригель под руководством профессора Виктора Елистратова провел натурные динамические исследования действующей ВЭУ мощностью 120 киловатт за полярным кругом. На башне установили датчики, измерявшие ускорение и напряжение в реальном времени. Температуру грунта на разной глубине отслеживали с помощью отдельной системы, а полученные показатели синхронизировали с данными о работе установки.
Исследование показало, что оттаивание мерзлоты, обледенение лопастей и снеговая нагрузка могут менять частоты колебаний башни до 15%. Новая методика учитывает эти изменения при проектировании ветроустановок для Арктики.
Такой подход может помочь оптимизировать затраты на строительство арктических ветроэлектростанций. Его уже применяет компания «Росатом Возобновляемая энергия» при проектировании опытных образцов отечественных ВЭУ для северных регионов. На основе расчетов создали модульную конструкцию, приспособленную для перевозки в стандартных контейнерах, что упрощает доставку оборудования в удаленные районы. В дальнейшем методику можно адаптировать для Сибири, Дальнего Востока и других территорий с холодным климатом.
