Вращающиеся лопасти ветряных турбин не только генерируют полезное электричество, они также создают разряды молний.
Об этих спонтанных разрядах известно немного, поскольку в грозовую погоду за работой ветряных турбин следить нелегко. Однако Хоан Монтанья (Joan Montanyà) из Каталонского политехнического университетаБарселоны (Испания) и его коллеги сумели заснять первое высокоскоростное видео, на котором ветряные турбины выпускают разряды молний. Они также использовали систему обнаружения молний для отображения того, как снаряды распространяются в трех измерениях.
Команда обнаружила, что при определенных атмосферных условиях вращение лопастей турбины может генерировать разряды молний каждый раз, когда любая из лопастей находится в своей верхней позиции. Разряды распространяются до 2 километров в высоту.
Видео неожиданно показало, что три турбины, которые находятся близко друг к другу, генерируют молнии в одно и то же время. «Удивительно наблюдать такую активность турбин на такой маленькой области», - говорит Монтанья.
Разряды молний и лопастиВращение ветряных турбин создает регулярные разряды молний
Известно, что в 2011 году в Соединенном королевстве ветряная турбина взорвалась от сильного ветра, и лопасти стали вращаться по направлению, противоположному тормозам, создав достаточно силы трения для превращения турбины в огненный шар. При этом надо учитывать, что турбины более уязвимы к ударам молний.
Частые удары молний могут повредить ветряным турбинам, которые сделаны из пластмассы, укрепленной углеродами. Турбины спроектированы таким образом, что могут сопротивляться нерегулярным электрическим разрядам, однако регулярное воздействие может привести к их быстрой деградации.
«Ветряные турбины подвергаются воздействию многочисленных электрических разрядов, что легко приводит к их перегрузке, - говорит Монтанья. - Самолеты также часто подвергаются ударам молний. Но они защищены лучше, чем турбины: их алюминиевый фюзеляж проводит электричество по поверхности самолета. Но для ветряных турбин такое решение невозможно, поскольку дополнительный вес приведет к снижению эффективности».
Другая причина, по которой для ветряных турбин разряды молний представляют более серьезную угрозу, заключается в том, что сложнее провести их проверку или ремонт. Лопасти находятся на высокой конструкции, что затрудняет доступ к ним, в то время как в случае попадания молнии в самолет его можно проверить и починить уже при следующей посадке.
Монтанья надеется найти способы уменьшить количество разрядов молнии, которые генерируются турбинами. Проблема заключается в поиске ответа на вопрос, почему это происходит так часто. Исследователь предполагает, что вращающаяся поверхность лопастей приобретает заряд в результате трения с воздухом. «Множество видео на youtube фиксировали поднимающиеся от турбин разряды молний, но нам по-прежнему необходимо найти эффект, ответственный за это явление», - говорит Монтанья.