Ветряки станут в 2 раза мощнее

Только стоя рядом с ветряной турбиной, можно оценить огромные размеры лопастей ее ротора. Крупнейшие современные ветряки имеют лопасти длиной более 60 метров.

В течение следующих десяти лет производители ветровых электростанций планируют изготавливать лопасти до 90 метров в длину.

Надо отметить, что в настоящее время одна их самых больших в мире турбин Enercon E-126 имеет диаметр ротора 127 м и выдает мощность до 7,5 МВт. Новые турбины будут намного больше и мощнее — до 10-15 МВт. При сравнительно низкой стоимости постройки и эксплуатации 300 таких ветряков равны по мощности АЭС: например, Смоленская АЭС имеет суммарную мощность энергоблоков 2775 МВт. Однако в разработке таких крупных конструкций есть ряд трудностей. Например, прототипы 90-м лопастей требуют проверки и сертификации, для чего необходимо создать столь же крупные испытательные стенды, пишет Cnews.

Институт энергии ветра и энергетических систем Фраунгофера (IWES) в Бремерхафен этим летом планирует открыть новый тестовый стенд для крупных негабаритных лопастей сверхмощных ветряков нового поколения. Главной особенностью новой испытательной площадки будет наклонный монтажный блок из стали и железобетона весом 1000 метрических тонн. Этот блок, с помощью гидравлических цилиндров и дополнительных механизмов, позволит инженерам нагружать лопасти и сгибать их так же легко, как пальцы руки сгибают травинку.

Подготовка к тестированию заключается в надежном креплении основания лопасти, которым оно будет присоединяться к валу ветряной турбины. Затем в различных местах к лопасти крепятся тросы и гидравлические цилиндры. После того, как массивный блок поворачивается и конец лопасти начинает двигаться вверх, тросы начинают противодействовать нагрузке и тянут лопасть вниз. Эта уникальная установка позволяет моделировать различные типы нагрузок, имитирующих сложное воздействие меняющегося ветра на лопасти из углеродного волокна или стеклопластика. Хотя испытательный стенд не предназначен исключительно для испытаний на экстремальные (вплоть до разрушения лопасти) нагрузки, он может отогнуть край 90-м лопасти на расстояние до 25 метров. Новая установка позволит оценить надежность конструкции лопасти в экстремальных условиях эксплуатации — на 100% теоретически возможной ветровой нагрузки. Имитация усталости материала будет создана с помощью гидравлического цилиндра, который попеременно толкает и тянет лопасть, заставляя ее вибрировать. Полный цикл экстремальных нагрузочных и ресурсных испытаний займет около четырех месяцев. В течение этого времени, лопасть подвергнется такой же нагрузке, как и на протяжении 20 лет обычной эксплуатации.