Морские ветряные турбины становятся всё более масштабными. Эти гигантские сооружения, созданные для использования мощных океанских ветров, постоянно противостоят экстремальным нагрузкам — сильным порывам ветра и разрушительному воздействию волн.

Однако по мере развития офшорной ветроэнергетики в Азиатско-Тихоокеанском регионе инженерам приходится учитывать ещё одну, менее заметную, но крайне опасную угрозу, скрытую под морским дном, — землетрясения.

При воздействии сейсмических волн на обычную ветряную турбину огромные инерционные нагрузки могут привести к разрушению башни. Исследователи из Технологического университета Сиднея (UTS) предложили решение, заимствованное из мостостроения, которое способно значительно повысить устойчивость этих морских гигантов.

«Наше исследование показывает, что относительно простая концепция усиления конструкции, вдохновлённая вантовыми системами, применяемыми в мостах и башнях, способна существенно улучшить динамические характеристики морских ветряных турбин при одновременном воздействии землетрясений, ветра и волн», — отмечают авторы исследования.

Под руководством профессора Бехзада Фатахи команда UTS разработала компьютерную модель новой системы вантового усиления, специально предназначенной для морских ветряных турбин мощностью 15 МВт, установленных на свайных фундаментах типа monopile.

Monopile представляет собой массивную стальную трубу большого диаметра, забиваемую в морское дно. Сегодня это наиболее распространённый тип основания для стационарных морских ветряных турбин во всём мире. Поэтому предложенная технология вантового усиления потенциально применима к большинству существующих и проектируемых офшорных ветропарков.

Идея отличается своей простотой. Используя высокопрочные стальные ванты и поддерживающие распорки по аналогии с конструкцией вантовых мостов, инженеры могут значительно повысить изгибную жёсткость башни.

Такое конструктивное усиление позволит модернизировать уже действующие ветропарки, повысив их способность выдерживать экстремальные природные воздействия. Это поможет продлить срок безопасной эксплуатации дорогостоящего оборудования, сократить риск простоев и увеличить долгосрочную окупаемость инвестиций.

Источник: UTS News

Изображение: Adobe Stock