Shanghai Electric Wind Power Group, дочернее предприятие компании Shanghai Electric, известной своей приверженностью экологически чистому энергетическому оборудованию, недавно отметила пятилетие своего Европейского инновационного центра («Центра») в Роскилле, Дания.

На 5-м Международном симпозиуме по эрозии передней кромки лопастей ветряных турбин, который недавно провел Technical University of Denmark, старший эксперт по дизайну лопастей Кодзи Фуками (Koji Fukami) представил свое исследование под названием «Инженерная оценка эффекта шероховатости передней кромки» (Engineering Estimation of Severe Leading Edge Roughness Effect). Его исследование, проведенное в сотрудничестве с Центром, представляет новый подход к оценке влияния шероховатости передней кромки на лопасти ветряных турбин в условиях высоких осадков как на море, так и на суше.

«Существует острая необходимость объединить научные круги и отрасль ветроэнергетики в поиске более практичных, эффективных по времени и затратам методов оценки и оптимизации конструкций лопастей в суровых условиях эксплуатации», – заявил Кодзи Фуками.

Лопасти ветряных турбин играют решающую роль в эффективности ветрогенерации, а их целостность напрямую влияет на производительность системы. Эрозия, особенно от силы ветра, является частой проблемой. В данной отрасли дождевая эрозия считается основным виновником повреждения передних кромок лопастей.

Лопасти класса мегаватт работают на окружных скоростях, превышающих 90 м/с, при которых капли дождя могут ударять их со значительной силой, подобной пулям, вызывая значительную силу разрыва. Это повторяющееся воздействие приводит к эффекту усталости, когда покрытия отслаиваются при непрерывных ударах и боковой силе разрыва, что приводит к повреждению защитного слоя, и в конечном итоге ставит под угрозу всю защитную конструкцию передней кромки.

При проектировании лопастей и аэродинамических профилей для эксплуатации в реальных условиях для надежной работы необходимо учитывать влияние суровых условий окружающей среды. Представленный новый подход обеспечивает точное моделирование для проектирования лопастей с сокращением объема вычислений, что делает процесс проектирования более быстрым, менее дорогостоящим и более функциональным. Этот передовой метод моделирования играет решающую роль в обеспечении надежности и безотказности работы лопастей ветряных турбин в электрической ветроэнергетике, поскольку они сталкиваются с более экстремальными климатическими проблемами.

Этот метод использует концепции нестационарной аэродинамики для оптимизации конструкций аэродинамических профилей, опираясь на результаты моделирования, которые отражают реальные условия эксплуатации. Высокая степень согласованности между данными моделирования по этому методу и экспериментальными данными, опубликованными University of Illinois, указывает на сильное совпадение между двумя наборами результатов.

В ноябре этого года Центр начнет новый раунд сотрудничества с Technical University of Denmark, сосредоточившись на экспериментах в аэродинамической трубе для проверки эффективности новых конструкций аэродинамических профилей и оценки новых методов моделирования. 

Центр, основанный в марте 2019 года, воспользовался стратегическими преимуществами Дании в секторе ветроэнергетики, включая технологию ветряных турбин, рост сектора, прикладные ноу-хау и необходимые природные условия для ветроэнергетических установок. Такой подход привлек в Центр множество элитных специалистов в области инжениринга.

Стремительно развиваясь от стартапа в одном офисе до современного научно-инновационного центра со значительной кадровой базой, Центр на сегодняшний день добился целого ряда успехов в технологических инновационных проектах и получил многочисленные патенты. Эти достижения постепенно используются для расширения возможностей в алгоритмах управления, анализе нагрузок, проектировании лопастей и оптимизации ветряных электростанций.