Конструкция ветряной турбины

Проектирование ветряной турбины — это процесс определения формы и конфигурации ветряной турбины для извлечения энергии из ветра . ^{[ 1 ]} Установка состоит из систем, необходимых для улавливания энергии ветра, направления турбины на ветер, преобразования механического вращения в электроэнергию и других систем для запуска, остановки и управления турбиной.

В 1919 году немецкий физик Альберт Бец ветра не более 16/27 (59,3%) кинетической энергии показал, что для гипотетической идеальной машины для извлечения энергии ветра фундаментальные законы сохранения массы и энергии позволяют уловить . Предел закона Бетца может быть достигнут с помощью современных конструкций турбин, которые достигают 70–80% от этого теоретического предела.

Помимо лопастей, при проектировании ветроэнергетической системы необходимо также учитывать ступицу, органы управления, генератор, опорную конструкцию и фундамент. Турбины также должны быть интегрированы в энергосистемы.

Аэродинамика

Форма и размеры лопасти определяются аэродинамическими характеристиками, необходимыми для эффективного извлечения энергии, а также прочностью, необходимой для сопротивления силам, действующим на лопасть.

Аэродинамика ветряной турбины с горизонтальной осью непроста. Поток воздуха на лопатках не такой, как на выходе из турбины. Способ извлечения энергии из воздуха также приводит к отклонению воздуха турбиной. Аэродинамика ветряной турбины на поверхности ротора демонстрирует явления, которые редко наблюдаются в других областях аэродинамики.

Контроль мощности

Скорость вращения необходимо контролировать для эффективного выработки электроэнергии и поддержания компонентов турбины в пределах скорости и крутящего момента. Центробежная сила на лопастях увеличивается пропорционально квадрату скорости вращения, что делает эту конструкцию чувствительной к превышению скорости. Поскольку мощность увеличивается пропорционально кубу скорости ветра, турбины должны выдерживать гораздо более высокие ветровые нагрузки (например, порывы ветра), чем те нагрузки, от которых они генерируют энергию.

Ветряная турбина должна производить мощность в диапазоне скоростей ветра. Скорость включения для большинства турбин составляет около 3–4 м/с, а скорость отключения — 25 м/с. ^{[ 2 ]} Если номинальная скорость ветра превышается, мощность необходимо ограничить.

Система управления включает в себя три основных элемента: датчики для измерения переменных процесса, исполнительные механизмы для управления захватом энергии и загрузкой компонентов, а также алгоритмы управления, которые применяют информацию, собранную датчиками, для координации исполнительных механизмов. ^{[ 3 ]}

Любой ветер, дующий выше предельной скорости, повреждает турбину. Скорость выживания коммерческих ветряных турбин колеблется от 40 м/с (144 км/ч, 89 миль в час) до 72 м/с (259 км/ч, 161 миль в час), обычно около 60 м/с (216 км/ч, 134 мили в час). МПХ). Некоторые турбины могут выдерживать скорость 80 метров в секунду (290 км/ч; 180 миль в час). ^{[ 4 ]}

Ларек

Сваливание профиля сила возникает , когда воздух проходит над ним таким образом, что подъемная быстро уменьшается. Обычно это происходит из-за большого угла атаки (АОА), но также может быть результатом динамических эффектов. Лопасти турбины с фиксированным шагом могут быть спроектированы так, чтобы останавливаться при высоких скоростях ветра, замедляя вращение. ^{[ 5 ]} Это простой предохранительный механизм, помогающий предотвратить повреждение. Однако, за исключением систем с динамически управляемым шагом, он не может обеспечивать постоянную выходную мощность в широком диапазоне скоростей ветра, что делает его менее подходящим для крупномасштабных применений в электросетях . ^{[ 6 ]}

HAWT (ветряная турбина с горизонтальной осью) с фиксированной скоростью по своей сути увеличивает угол атаки при более высокой скорости ветра по мере увеличения скорости лопастей. Таким образом, естественная стратегия – позволить лопасти заглохнуть при увеличении скорости ветра. Этот метод успешно использовался на многих ранних HAWT. Однако степень шага лопастей имела тенденцию к увеличению уровня шума.

Генераторы вихрей могут использоваться для управления подъемными характеристиками лопастей. VG размещаются на крыле для увеличения подъемной силы, если они расположены на нижней (более плоской) поверхности, или для ограничения максимальной подъемной силы, если они расположены на верхней (более высокий развал) поверхности. ^{[ 7 ]}

Закрутка

Закрутка работает за счет уменьшения угла атаки, что уменьшает сопротивление и поперечное сечение лопасти. Одна из основных проблем заключается в том, чтобы лопасти достаточно быстро останавливались или сворачивались при порыве ветра. Полностью свернутая лопасть турбины при остановке обращена кромкой лопасти навстречу ветру.

Нагрузки можно уменьшить, сделав конструктивную систему более мягкой или гибкой. ^{[ 3 ]} Этого можно добиться с помощью несущих винтов, направленных против ветра, или с помощью изогнутых лопастей, которые естественным образом вращаются, чтобы уменьшить угол атаки при более высоких скоростях ветра. Эти системы являются нелинейными и связывают структуру с полем потока, что требует развития инструментов проектирования для моделирования этих нелинейностей.

Стандартные турбины сворачиваются при сильном ветре. Поскольку для скручивания требуется действие против крутящего момента на лопасти, для этого требуется определенная форма управления углом наклона, что достигается с помощью поворотного привода . Этот привод точно поворачивает лезвие, выдерживая высокие крутящие нагрузки. Кроме того, во многих турбинах используются гидравлические системы. Эти системы обычно подпружинены, поэтому в случае отказа гидравлической системы лопасти автоматически складываются. В других турбинах для каждой лопасти используется электрический серводвигатель. У них есть запас батареи на случай сбоя в сети. В небольших ветряных турбинах (менее 50 кВт) с переменным шагом обычно используются системы, управляемые центробежной силой, либо с помощью противовесов, либо с помощью геометрической конструкции, и избегают электрического или гидравлического управления.

Согласно отчету, финансируемому Центром Аткинсона за устойчивое будущее , существуют фундаментальные пробелы в контроле шага, ограничивающие снижение затрат на электроэнергию. Снижение нагрузки в настоящее время сосредоточено на регулировании шага лопаток по всему размаху, поскольку на коммерческих турбинах исполнительными механизмами являются двигатели с индивидуальным шагом. Значительное снижение нагрузки было продемонстрировано при моделировании лопастей, башни и трансмиссии. Однако необходимы дальнейшие исследования для увеличения улавливания энергии и снижения усталостных нагрузок.

Метод управления углом тангажа осуществляется путем сравнения выходной мощности со значением мощности при номинальной частоте вращения двигателя (задание мощности, задание Ps). Управление шагом осуществляется с помощью ПИ-контроллера. Чтобы достаточно быстро регулировать шаг, привод использует постоянную времени Tservo, интегратор и ограничители. Угол наклона остается от 0° до 30° со скоростью изменения 10°/секунду.

Контроллер шага

Как показано на рисунке справа, эталонный угол наклона сравнивается с фактическим углом наклона b, а затем разница корректируется приводом. Опорный угол наклона, поступающий от ПИ-регулятора, проходит через ограничитель. Ограничения важны для поддержания угла тангажа в реальном выражении. Ограничение скорости изменения особенно важно во время сбоев в сети. Важность связана с тем, что контроллер решает, как быстро он может уменьшить аэродинамическую энергию, чтобы избежать ускорения во время ошибок. ^{[ 3 ]}

Другие элементы управления

Генератор крутящего момента

Современные большие ветряные турбины работают с переменной скоростью. Когда скорость ветра падает ниже номинальной скорости турбины, крутящий момент генератора используется для управления скоростью ротора, чтобы получить как можно больше мощности. Наибольшая мощность улавливается, когда передаточное число наконечников поддерживается постоянным и на оптимальном значении (обычно от 6 до 7). Это означает, что скорость ротора увеличивается пропорционально скорости ветра. Разница между аэродинамическим крутящим моментом, захватываемым лопастями, и крутящим моментом, приложенным генератором, управляет скоростью ротора. Если крутящий момент генератора ниже, ротор ускоряется, а если крутящий момент генератора выше, ротор замедляется. При скорости ветра ниже номинальной активируется управление крутящим моментом генератора, в то время как шаг лопастей обычно удерживается под постоянным углом, обеспечивающим максимальную мощность, достаточно ровным по отношению к ветру. При скорости ветра выше номинальной крутящий момент генератора обычно поддерживается постоянным, а шаг лопастей соответствующим образом регулируется.

Одним из методов управления с постоянными магнитами синхронным двигателем является управление по полю . Ориентированное на поле управление представляет собой стратегию замкнутого контура, состоящую из двух регуляторов тока (внутреннего контура и каскадного внешнего контура), необходимых для управления крутящим моментом, и одного регулятора скорости.

Постоянный контроль угла крутящего момента

В этой стратегии управления ток по оси d поддерживается на нулевом уровне, в то время как векторный ток выравнивается по оси q , чтобы поддерживать угол крутящего момента на уровне 90°. ^тот. Это обычная стратегия управления, поскольку необходимо контролировать только ток Iqs. Уравнение крутящего момента генератора представляет собой линейное уравнение, зависящее только от тока Iqs.

Итак, электромагнитный момент для Ids = 0 (мы можем добиться этого с помощью контроллера оси d) теперь равен:

$Te=3/2p(\lambda pmIqs+(Lds-Lqs)IdsIqs)=3/2p\lambda pmIqs$

Таким образом, на рисунке представлена полная система преобразователя на стороне машины и каскадных контуров ПИ-регулятора. Управляющими входами являются коэффициенты заполнения m _ds и m _qs преобразователя с ШИМ-регулированием. Он отображает схему управления ветряной турбиной со стороны машины и одновременно то, как I _{стремится} к нулю (уравнение крутящего момента линейно).

Тис

Большие турбины, как правило, активно управляются по направлению ветра, измеряемому флюгером, расположенным в задней части гондолы . За счет минимизации угла отклонения от курса (несовпадения направления направления ветра и турбины) достигается максимальная выходная мощность и минимизируются несимметричные нагрузки. Однако, поскольку направление ветра меняется, турбина не следует строго за ветром и в среднем испытывает небольшой угол отклонения от курса. Потери выходной мощности можно приблизительно определить как падение ( cos (угол отклонения от курса)) ³. В частности, при скорости ветра от низкой до средней, отклонение от курса может значительно снизить мощность, при этом общие колебания ветра достигают 30°. При высоких скоростях ветра направление ветра менее изменчиво.

Электрическое торможение

Динамический тормозной резистор мощностью 2 кВт для небольшой ветряной турбины.

Торможение небольшой турбины можно осуществить, передавая энергию генератора в блок резисторов , преобразуя кинетическую энергию в тепло. Этот метод полезен, если кинетическая нагрузка на генератор внезапно снижается или слишком мала, чтобы поддерживать скорость турбины в допустимых пределах.

Циклическое торможение замедляет лопасти, что увеличивает эффект сваливания и снижает эффективность. Вращение можно поддерживать на безопасной скорости при более сильном ветре, сохраняя при этом (номинальную) выходную мощность. Этот метод обычно не применяется на крупных ветряных турбинах, подключенных к сети.

Механическое торможение

Механический барабанный или дисковый тормоз останавливает вращение в экстренных ситуациях, таких как сильные порывы ветра. Тормоз является вторичным средством удержания турбины в состоянии покоя во время технического обслуживания, а система блокировки ротора является основным средством. Такие тормоза обычно применяются только после того, как сворачивание лопастей и электромагнитное торможение снизили скорость турбины, поскольку механические тормоза могут вызвать пожар внутри гондолы, если они используются на полной скорости. Нагрузка турбины увеличивается, если тормоз применяется при номинальных оборотах .

Размер турбины

Турбины делятся на классы размеров. Самые маленькие, мощностью менее 10 кВт, используются в домах, на фермах и в удаленных объектах, тогда как ветряные турбины среднего размера (10–250 кВт) полезны для деревенской энергетики, гибридных систем и распределенной энергетики . Крупнейшей ветряной турбиной в мире по состоянию на 2021 год была Vestas турбина V236-15,0 МВт. Лопасти новой конструкции имеют самую большую в мире рабочую площадь: три лопасти длиной 115,5 метров (379 футов) обеспечивают диаметр ротора 236 метров (774 футов). Компания Ming Yang в Китае объявила о более крупной конструкции мощностью 16 МВт. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Человек, стоящий рядом с лопастями длиной 15 метров.

При заданной скорости ветра масса турбины примерно пропорциональна кубу длины ее лопасти. Перехватываемая энергия ветра пропорциональна квадрату длины лопасти. ^{[ 10 ]} Максимальная длина лопаток турбины ограничена соображениями прочности, жесткости и транспортировки.

Затраты на рабочую силу и техническое обслуживание растут медленнее, чем размер турбины, поэтому для минимизации затрат турбины ветряных электростанций в основном ограничены прочностью материалов и требованиями к размещению.

Низкая температура

Ветряные генераторы коммунального масштаба имеют минимальные эксплуатационные пределы температуры, которые применяются в регионах с температурой ниже -20 ° C (-4 ° F). Турбины должны быть защищены от накопления льда, которое может привести к неточным показаниям анемометра и которое в некоторых конструкциях управления турбиной может привести к высоким нагрузкам на конструкцию и повреждению. Некоторые производители турбин за дополнительную плату предлагают низкотемпературные комплекты, в которые входят внутренние нагреватели, различные смазочные материалы и различные сплавы для элементов конструкции. Если низкие температуры сочетаются с низким ветром, турбине требуется внешний источник энергии, эквивалентный нескольким процентам ее номинальной мощности, для внутреннего нагрева. Например, ветряная электростанция Сент-Леон в Манитобе , Канада, имеет общую мощность 99 МВт и, по оценкам, ей требуется до 3 МВт (около 3% мощности) служебной мощности станции несколько дней в году при температуре до −30 ° C (−22 ° F). ^{[ нужна ссылка ]}

Гондола

расположены В гондоле редуктор и генератор, соединяющий башню и несущий винт. Датчики определяют скорость и направление ветра, а двигатели поворачивают гондолу против ветра, чтобы максимизировать мощность.

Коробка передач

В обычных ветряных турбинах лопасти вращают вал, который через редуктор соединен с генератором. Редуктор преобразует скорость вращения лопастей (от 15 до 20 об/мин для турбины мощностью один мегаватт) в 1800 (750–3600) об/мин, необходимые генератору для выработки электроэнергии. ^{[ 11 ]} Редукторы являются одним из наиболее дорогих компонентов для установки и обслуживания ветряных турбин. По оценкам аналитиков GlobalData, рынок коробок передач вырос с $3,2 млрд в 2006 году до $6,9 млрд в 2011 году. Лидером рынка по производству коробок передач в 2011 году была Winergy. ^{[ 12 ]} Использование магнитных редукторов изучалось как способ снижения затрат на техническое обслуживание. ^{[ 13 ]}

Генератор

Для больших ветряных турбин с горизонтальной осью (HAWT) генератор ^{[ 14 ]} установлен в гондоле наверху башни, за втулкой несущего винта. Старые ветряные турбины вырабатывают электроэнергию с помощью асинхронных машин, напрямую подключенных к сети. Редуктор снижает стоимость и вес генератора. Коммерческие генераторы имеют ротор, несущий обмотку, поэтому создается вращающееся магнитное поле внутри набора обмоток, называемого статором, . Хотя вращающаяся обмотка потребляет долю процента выходной мощности генератора, регулировка тока возбуждения позволяет хорошо контролировать выходное напряжение.

Меняющаяся выходная частота и напряжение ротора могут быть согласованы с фиксированными значениями сети с использованием нескольких технологий, таких как индукционные генераторы с двойным питанием или полнофункциональные преобразователи, которые преобразуют ток переменной частоты в постоянный ток , а затем обратно в переменный ток с помощью инверторов . Хотя такие альтернативы требуют дорогостоящего оборудования и дорогостоящей электроэнергии, турбина может улавливать значительно большую долю энергии ветра. Большинство из них имеют низкое напряжение 660 В, но некоторые морские турбины (несколько МВт) имеют среднее напряжение 3,3 кВ . ^{[ 15 ]}

В некоторых случаях, особенно на море, большой коллекторный трансформатор преобразует сеть переменного тока среднего напряжения ветряной электростанции в постоянный ток и передает энергию по силовому кабелю на береговую преобразовательную станцию HVDC .

Гидравлический

Гидравлические ветряные турбины регулируют частоту и крутящий момент редукторов с помощью гидравлической жидкости под давлением. Обычно под действием турбины давление жидкости создается с помощью гидравлического насоса в гондоле. Между тем, компоненты на земле могут преобразовывать это давление в энергию и рециркулировать рабочую жидкость. Обычно рабочей жидкостью, используемой в такого рода гидростатических трансмиссиях, является масло, которое выполняет функцию смазки, снижая потери на трение в гидроагрегатах и обеспечивая широкий диапазон рабочих температур. Однако в настоящее время изучаются другие концепции, которые предполагают использование воды в качестве рабочей жидкости, поскольку ее много и она экологически безопасна. ^{[ 16 ]}

Гидравлические турбины обеспечивают преимущества как в эксплуатации, так и в капитальных затратах. Они могут использовать гидравлические агрегаты с переменным рабочим объемом, чтобы иметь бесступенчатую трансмиссию, которая адаптируется в реальном времени. Это отделяет скорость генератора от скорости ротора, предотвращая остановку и позволяя турбине работать на оптимальной скорости и крутящем моменте. ^{[ 17 ]} Благодаря встроенной трансмиссии эти гидравлические системы позволяют избежать необходимости использования обычной коробки передач. Кроме того, гидравлическое, а не механическое преобразование энергии обеспечивает эффект демпфирования колебаний вращения, снижая усталость трансмиссии и улучшая структурную целостность турбины. Кроме того, использование жидкости под давлением вместо механических компонентов позволяет осуществлять электрическое преобразование на земле, а не в гондоле: это снижает сложность обслуживания, а также уменьшает вес и центр тяжести турбины. ^{[ 18 ]} По оценкам исследований, эти преимущества могут привести к снижению приведенной стоимости электроэнергии для морских ветряных турбин на 3,9–18,9%. ^{[ 19 ]}

Несколько лет назад компания Mitsubishi через свое подразделение Artemis внедрила Sea Angel, уникальную гидравлическую ветряную турбину промышленного масштаба. Технология Digital Displacement прошла испытания на ветряной турбине Sea Angel мощностью 7 МВт. Эта конструкция способна регулировать смещение центрального блока в зависимости от неустойчивой скорости ветра, тем самым поддерживая оптимальную эффективность системы. ^{[ 20 ]} Тем не менее, эти системы новее и находятся на более ранних стадиях коммерциализации по сравнению с обычными коробками передач. ^{[ 21 ]}

Безредукторный

Безредукторные ветряные турбины (также называемые прямым приводом ) исключают коробку передач. Вместо этого вал ротора прикреплен непосредственно к генератору, который вращается с той же скоростью, что и лопасти.

Преимущества генераторов с прямым приводом на постоянных магнитах (PMDD) перед генераторами с редуктором включают повышенную эффективность, снижение шума, более длительный срок службы, высокий крутящий момент при низких оборотах, более быстрое и точное позиционирование и жесткость привода. Генераторы PMDD «устраняют редуктор, который подвержен значительным накопленным усталостным нагрузкам, связанным с этим проблемам с надежностью и затратам на техническое обслуживание». ^{[ 22 ]}

Чтобы компенсировать более низкую скорость вращения генератора с прямым приводом, диаметр ротора генератора увеличивается, чтобы он мог содержать больше магнитов для создания необходимой частоты и мощности. Безредукторные ветряные турбины часто тяжелее, чем редукторные. Исследование ЕС показало, что надежность редуктора не является основной проблемой ветряных турбин. ^{[ нужна ссылка ]} Надежность морских турбин с прямым приводом до сих пор неизвестна, учитывая небольшой размер выборки.

По оценкам экспертов Датского технического университета, для генератора с редуктором и постоянными магнитами может потребоваться 25 кг/МВт редкоземельного элемента неодима , а для безредукторного генератора — 250 кг/МВт. ^{[ 23 ]}

В декабре 2011 года Министерство энергетики США объявило о критической нехватке редкоземельных элементов, таких как неодим. ^{[ 24 ]} Китай производит более 95% ^{[ 24 ]}^: 9 редкоземельных элементов, а Hitachi имеет более 600 патентов на неодимовые магниты . ^{[ 24 ]}^: 56 Для турбин с прямым приводом требуется 600 кг материала постоянных магнитов на мегаватт, что соответствует нескольким сотням килограммов редкоземельных элементов на мегаватт. ^{[ 24 ]}^: 20 поскольку содержание неодима оценивается в 31% от веса магнита. Гибридные трансмиссии (промежуточные между прямым приводом и традиционными редукторами) используют значительно меньше редкоземельных материалов. В то время как ветряные турбины с постоянными магнитами занимают лишь около 5% рынка за пределами Китая, их доля рынка внутри Китая оценивается в 25% или выше. ^{[ 24 ]}^: 20 По оценкам, в 2011 году спрос на неодим в ветряных турбинах составлял 1/5 от спроса на электромобили. ^{[ 24 ]}^: 91

Лезвия

Конструкция лезвия

Отношение между скоростью лопасти и скоростью ветра называется соотношением законцовочной скорости . Высокоэффективные трехлопастные турбины имеют соотношение концевой скорости к скорости ветра от 6 до 7. Ветровые турбины вращаются с различной скоростью (следствие конструкции их генератора). Использование алюминия и композитных материалов способствовало низкой инерции вращения , а это означает, что новые ветряные турбины могут быстро ускоряться, если ветер усиливается, сохраняя передаточное число почти постоянным. Работа ближе к оптимальному соотношению скоростей во время сильных порывов ветра позволяет ветряным турбинам улучшить улавливание энергии от внезапных порывов ветра.

Шум увеличивается с увеличением скорости наконечника. Увеличение скорости наконечника без увеличения шума позволит снизить крутящий момент в коробке передач и генераторе, уменьшив нагрузки на конструкцию и тем самым снизив стоимость. ^{[ 3 ]} Снижение шума связано с детальной аэродинамикой лопастей, особенно с факторами, уменьшающими резкое сваливание. Неспособность предсказать сваливание ограничивает использование агрессивной аэродинамики. ^{[ 3 ]} Некоторые лопасти (в основном Enercon ) имеют крылышко для повышения производительности и снижения шума. ^{[ 25 ]}

Лопасть может иметь аэродинамическое качество 120, ^{[ 26 ]} по сравнению с 70 для планера и 15 для авиалайнера. ^{[ 27 ]}

Хаб

В простых конструкциях лопасти прикреплены болтами непосредственно к ступице и не могут поворачиваться, что приводит к аэродинамическому срыву при определенных скоростях ветра. В более сложных конструкциях они прикручиваются к подшипнику тангажа , который регулирует их угол атаки в зависимости от скорости ветра. с помощью системы тангажа ^{[ 28 ]} Управление по тангажу осуществляется гидравлическими или электрическими системами ( аккумулятором или суперконденсатором ). ^{[ 29 ]} Подшипник шага прикреплен к ступице болтами. Ступица закреплена на валу ротора, который приводит в движение генератор напрямую или через редуктор.

Количество лезвий

Количество лопастей выбирается с учетом аэродинамической эффективности, стоимости компонентов и надежности системы. На уровень шума влияют расположение лопастей с наветренной или с подветренной стороны башни, а также скорость вращения ротора. Учитывая, что уровень шума от задней кромки и законцовок лопастей варьируется в 5-й степени скорости лопастей, небольшое увеличение скорости кончиков лопастей резко увеличивает шум.

Ветровые турбины почти всегда используют две или три лопасти. Однако в патентах представлены конструкции с дополнительными лопастями, такие как многоблочная система лопастей несущего винта Чана Шина. ^{[ 30 ]} Аэродинамическая эффективность увеличивается с увеличением количества лопастей, но с уменьшением отдачи. Увеличение с одного до двух дает увеличение на шесть процентов, а увеличение с двух до трех дает дополнительные три процента. ^{[ 31 ]} Дальнейшее увеличение количества лопастей дает минимальные улучшения и слишком сильно жертвует жесткостью лопастей, поскольку лопасти становятся тоньше. ^{[ нужна ссылка ]}

Теоретически бесконечное число лопастей нулевой ширины является наиболее эффективным, работающим при высоком значении передаточного отношения законцовок, но это непрактично. ^{[ 32 ]}

Затраты на компоненты, на которые влияет количество лопаток, в первую очередь связаны с материалами и изготовлением ротора турбины и приводной передачи. ^{[ 33 ]} Как правило, чем меньше количество лезвий, тем ниже затраты на материалы и производство. Кроме того, меньшее количество лопастей обеспечивает более высокую скорость вращения. Требования к жесткости лопастей, чтобы избежать взаимодействия с башней, ограничивают толщину лопастей, но только тогда, когда лопасти расположены с наветренной стороны от башни; отклонение в машине с подветренной стороны увеличивает клиренс башни. Меньшее количество лопастей и более высокие скорости вращения снижают пиковый крутящий момент в трансмиссии, что приводит к снижению затрат на коробку передач и генератор.

На надежность системы влияет количество лопастей, главным образом, из-за динамической нагрузки ротора на трансмиссию и системы башни. При настройке ветряной турбины на изменения направления ветра (рыскание) каждая лопасть испытывает на своем корневом конце циклическую нагрузку в зависимости от положения лопасти. Однако эти циклические нагрузки, объединенные на валу трансмиссии, симметрично сбалансированы для трех лопастей, что обеспечивает более плавную работу во время рыскания. В турбинах с одной или двумя лопастями можно использовать поворотную балансирующую ступицу, чтобы практически исключить циклические нагрузки на приводной вал и систему во время рыскания. В 2012 году в Дании прошла испытания китайская двухлопастная турбина мощностью 3,6 МВт. ^{[ 34 ]}

Эстетика является фактором, благодаря которому трехлопастной ротор более приятен на вид, чем одно- или двухлопастный ротор. ^{[ нужна ссылка ]}

Материалы лезвий

В целом материалы должны соответствовать следующим критериям:

широкая доступность и простота обработки для снижения затрат и технического обслуживания
малый вес или плотность для уменьшения гравитационных сил
высокая прочность, позволяющая выдерживать ветровые и гравитационные нагрузки
высокая усталостная прочность, позволяющая выдерживать циклические нагрузки
высокая жесткость, обеспечивающая стабильность оптимальной формы и ориентации лопасти и зазора с башней
высокая вязкость разрушения
способность противостоять воздействиям окружающей среды, таким как удары молнии, влажность и температура ^{[ 35 ]}

Металлы нежелательны из-за их уязвимости к усталости. Керамика имеет низкую вязкость разрушения, что приводит к преждевременному выходу лезвия из строя. Традиционные полимеры недостаточно жесткие, чтобы их можно было использовать, а у дерева возникают проблемы с повторяемостью, особенно с учетом длины лезвия. Остаются армированные волокнами композиты, которые обладают высокой прочностью, жесткостью и низкой плотностью. ^{[ нужна ссылка ]}

Деревянные и парусиновые паруса использовались на первых ветряных мельницах из-за их низкой цены, доступности и простоты изготовления. Лезвия меньшего размера могут быть изготовлены из легких металлов, таких как алюминий . Однако эти материалы требуют частого ухода. Конструкция из дерева и холста ограничивает форму аэродинамического профиля плоской пластиной, которая имеет относительно высокое соотношение сопротивления к захватываемой силе (низкая аэродинамическая эффективность) по сравнению со сплошными аэродинамическими профилями. Для создания прочных конструкций аэродинамических профилей требуются негибкие материалы, такие как металлы или композиты . Некоторые лезвия имеют молниеотводы.

Увеличение длины лопастей привело к увеличению выработки электроэнергии с диапазона одного мегаватта до более чем 10 мегаватт. Большая площадь эффективно увеличивает передаточное число при заданной скорости ветра, тем самым увеличивая отдачу энергии. ^{[ 36 ]} такое программное обеспечение, как HyperSizer (первоначально разработанное для проектирования космических кораблей). Для улучшения конструкции лопастей можно использовать ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}

По состоянию на 2015 год диаметр лопастей береговых ветряных турбин достиг 130 метров. ^{[ 39 ]} а диаметр морских турбин достигал 170 метров. ^{[ 40 ]} В 2001 году в лопастях ветряных турбин было использовано около 50 миллионов килограммов ламината из стекловолокна . ^{[ 41 ]}

Важной целью является контроль веса лезвия. Поскольку масса лопасти масштабируется как куб радиуса турбины, гравитационная нагрузка ограничивает системы с лопастями большего размера. ^{[ 42 ]} Гравитационные нагрузки включают осевые и растягивающие/сжимающие нагрузки (верхнее/нижнее вращение), а также изгибающие (боковые положения). Величина этих нагрузок циклически колеблется, и боковые моменты (см. ниже) меняются на противоположные каждые 180° вращения. Типичные скорости вращения ротора и расчетный срок службы составляют ~10 и 20 лет соответственно, при количестве оборотов за срок службы порядка 10^8. Учитывая ветер, ожидается, что лопатки турбины пройдут ~ 10^9 циклов нагрузки.

Ветер является еще одним источником нагрузки на лопасти несущего винта. Подъемная сила вызывает изгиб в плоском направлении (из плоскости ротора), а поток воздуха вокруг лопасти вызывает изгиб по краям (в плоскости ротора). Изгиб закрылков включает в себя напряжение на стороне давления (против ветра) и сжатие на стороне всасывания (подветренной стороны). Изгиб по краям включает в себя напряжение передней кромки и сжатие задней кромки.

Ветровые нагрузки носят циклический характер из-за естественной изменчивости скорости ветра и сдвига ветра (более высокие скорости в верхней точке вращения).

Разрушение предельной нагрузки лопастей ротора ветряной турбины, подвергающихся воздействию ветра и силы тяжести, является видом разрушения, который необходимо учитывать при проектировании лопастей ротора. Скорость ветра, вызывающая изгиб лопастей несущего винта, имеет естественную изменчивость, как и реакция на напряжение в лопастях несущего винта. Кроме того, сопротивление лопастей несущего винта с точки зрения их прочности на растяжение демонстрирует естественную изменчивость. ^{[ 43 ]} Учитывая растущие размеры промышленных ветряных турбин, отказы лопастей становятся все более актуальными при оценке рисков для общественной безопасности, связанных с ветряными турбинами. Наиболее распространенной поломкой является потеря лезвия или его части. ^{[ 44 ]} Это необходимо учитывать при проектировании.

В свете этих видов отказов и все более крупных систем лезвий исследователи ищут экономически эффективные материалы с более высоким соотношением прочности к массе. ^{[ 35 ]}

Полимер

Большинство промышленных лопастей ветряных турбин изготавливаются из армированных волокном полимеров (FRP), которые представляют собой композиты, состоящие из полимерной матрицы и волокон. Длинные волокна обеспечивают продольную жесткость и прочность, а матрица обеспечивает вязкость разрушения, прочность на расслоение, прочность вне плоскости и жесткость. ^{[ 35 ]} Показатели материала, основанные на максимальном повышении энергоэффективности, высокой вязкости разрушения, усталостной прочности и термической стабильности, являются самыми высокими для пластмасс, армированных стекловолокном и углеродным волокном (GFRP и CFRP). ^{[ 45 ]}

такие матрицы, как реактопласты или термопласты В лопатках турбин используются ; по состоянию на 2017 год более распространены термореактивные материалы. ^{[ 46 ]} Они позволяют волокнам скрепляться вместе и придают прочность. Реактопласты составляют 80% рынка. ^{[ когда? ]}, поскольку они имеют более низкую вязкость, а также допускают отверждение при низких температурах, что способствует простоте обработки во время производства. Термопласты обеспечивают возможность вторичной переработки, чего нет у термореактивных пластиков, однако их температура обработки и вязкость намного выше, что ограничивает размер и консистенцию продукта, которые важны для больших лезвий. Вязкость разрушения выше у термопластов, но усталостные характеристики хуже. ^{[ 47 ]}

стекловолокном армированные и эпоксидной смолой Лопасти ветряных турбин Siemens SWT-2.3-101, . Размер лопасти 49 метров. ^{[ 48 ]} по сравнению с подстанцией позади них на ветряной электростанции Вулф-Айленд .

Для изготовления лопастей длиной от 40 до 50 метров используются проверенные технологии изготовления композитных материалов из стекловолокна. Такие производители, как Nordex SE и GE Wind, используют процесс инфузии. Другие производители варьируют эту технику, некоторые включают карбон и дерево со стекловолокном в эпоксидной матрице. Другие варианты включают предварительно пропитанное («препрег») стекловолокно и вакуумное трансферное формование смолы. композит , армированный стекловолокном В каждом из этих вариантов используется полимерный , различной сложности. Возможно, самой большой проблемой, связанной с открытыми мокрыми системами, являются выбросы, связанные с выбросами летучих органических соединений («ЛОС»). Предварительно пропитанные материалы и методы инфузии смолы содержат все летучие органические соединения, однако эти процессы имеют свои проблемы, поскольку производство толстых ламинатов, необходимых для структурных компонентов, становится более трудным. В частности, проницаемость смолы преформы определяет максимальную толщину ламината; кроме того, удаление воздуха необходимо для устранения пустот и обеспечения правильного распределения смолы. ^{[ 41 ]} Одним из решений распределения смолы является использование частично пропитанного стекловолокна. Во время вакуумирования сухая ткань обеспечивает путь для воздушного потока, а при приложении тепла и давления смола может течь в сухую область, в результате чего структура ламината становится равномерно пропитанной. ^{[ 41 ]}

Эпоксидная смола

Композиты на основе эпоксидной смолы имеют экологические, производственные и экономические преимущества перед другими системами смол. Эпоксидные смолы также позволяют сократить циклы отверждения, повысить долговечность и улучшить качество поверхности. Операции с препрегами еще больше сокращают время обработки по сравнению с системами мокрой укладки. Когда лопатки турбины прошли 60 метров, методы инфузии стали более распространенными, поскольку время впрыска традиционного трансферного формования смолы слишком велико по сравнению со временем схватывания смолы, что ограничивает толщину ламината. Инъекция проталкивает смолу через более толстый слой слоев, таким образом, смола откладывается в структуре ламината до того, как произойдет гелеобразование. Были разработаны специальные эпоксидные смолы, позволяющие регулировать срок службы и вязкость. ^{[ 49 ]}

Несущие лонжероны, усиленные углеродным волокном, позволяют снизить вес и повысить жесткость. По оценкам, использование углеродных волокон в 60-метровых турбинных лопатках снизит общую массу лопаток на 38% и снизит стоимость на 14% по сравнению со 100% стекловолокном. Углеродные волокна имеют дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении толщины секций ламината из стекловолокна, что дополнительно решает проблемы, связанные со смачиванием смолой толстых секций укладки. Ветровые турбины выигрывают от тенденции снижения затрат на углеродное волокно. ^{[ 41 ]}

Хотя стекловолокна и углеродные волокна обладают многими оптимальными качествами, к их недостаткам относится тот факт, что высокая доля наполнителя (10-70 мас.%) вызывает повышенную плотность, а также микроскопические дефекты и пустоты, которые могут привести к преждевременному выходу из строя. ^{[ 35 ]}

Углеродные нанотрубки

Углеродные нанотрубки (УНТ) могут укрепить нанокомпозиты на основе полимеров. УНТ можно выращивать или наносить на волокна или добавлять в полимерные смолы в качестве матрицы для структур FRP. Использование наноразмерных УНТ в качестве наполнителя вместо традиционных микроразмерных наполнителей (таких как стекло или углеродные волокна) приводит к созданию нанокомпозитов УНТ/полимер, свойства которых можно значительно изменить при низком содержании наполнителя (обычно < 5 мас.%). Они имеют низкую плотность и улучшают модуль упругости, прочность и вязкость разрушения полимерной матрицы. Добавление УНТ в матрицу также уменьшает распространение межламинарных трещин. ^{[ 35 ]}

Исследования недорогого углеродного волокна (LCCF) в Национальной лаборатории Ок-Ридж привлекли внимание в 2020 году, поскольку оно может смягчить структурные повреждения от ударов молнии. ^{[ 50 ]} На ветряных турбинах из стекловолокна сверху обычно добавляется защита от удара молнии (LSP), но это фактически ненужный груз с точки зрения структурного вклада. Использование проводящего углеродного волокна позволяет избежать дополнительного веса.

Исследовать

Некоторые полимерные композиты обладают свойствами самовосстановления. ^{[ 51 ]} Поскольку лопатки турбины образуют трещины из-за усталости из-за повторяющихся циклических напряжений, самовосстанавливающиеся полимеры привлекательны для этого применения, поскольку они могут повысить надежность и амортизировать различные дефекты, такие как расслоение. Встраивание медных проводов, покрытых парафином, в армированный волокном полимер создает сеть трубок. Используя катализатор, эти трубки и дициклопентадиен (DCPD) затем вступают в реакцию с образованием термореактивного полимера, который ремонтирует трещины по мере их образования в материале. По состоянию на 2019 год этот подход еще не является коммерческим.

Дальнейшее улучшение возможно за счет использования углеродных нановолокон (УНВ) в покрытиях лезвий. Серьезной проблемой в условиях пустыни является эрозия передних кромок лопастей ветром, нагруженным песком, что увеличивает шероховатость и снижает аэродинамические характеристики. Устойчивость к эрозии частиц армированных волокном полимеров низкая по сравнению с металлическими материалами и эластомерами. Замена стекловолокна на УНВ на поверхности композита значительно повышает устойчивость к эрозии. УНВ обеспечивают хорошую электропроводность (важно при ударах молнии), высокий коэффициент демпфирования и хорошую ударопрочность. ^{[ 52 ]}^{[ 53 ]}

Для ветряных турбин, особенно морских или во влажных средах, также происходит эрозия базовой поверхности. Например, в холодном климате на лезвиях может накапливаться лед и увеличиваться шероховатость. На высоких скоростях такое же эрозионное воздействие может возникнуть из-за дождевой воды. Полезное покрытие должно обладать хорошей адгезией, устойчивостью к температуре, атмосферным воздействиям (чтобы противостоять эрозии от соли, дождя, песка и т. д.), механической прочностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению , а также иметь противообледенительные и огнезащитные свойства. Наряду с этим покрытие должно быть дешевым и экологически чистым. ^{[ 54 ]}

Супергидрофобные поверхности (SHS) заставляют капли воды скатываться с лезвий. ^{[ 55 ]} СВС предотвращает образование льда, до -25 С, так как изменяет процесс образования льда.; ^{[ 56 ]} в частности, на СВС образуются небольшие ледяные острова, в отличие от большого ледяного фронта. Кроме того, из-за уменьшенной площади поверхности гидрофобной поверхности аэродинамические силы на лопасти позволяют этим островкам скользить по лопасти, сохраняя правильную аэродинамику. SHS можно комбинировать с нагревательными элементами для дальнейшего предотвращения образования льда.

Молния

Ущерб от молнии в течение 25-летнего срока службы ^{[ 57 ]} варьируется от подгорания и растрескивания ламината на поверхности до разрывов лезвия или полного отделения клея, скрепляющего лезвие. ^{[ 57 ]} Чаще всего удары молний наблюдаются на кончиках лопастей, особенно в дождливую погоду из-за встроенной медной проводки. ^{[ 58 ]} Самый распространенный метод противодействия, особенно в случае непроводящих материалов для лезвий, таких как стеклопластики и углепластики, заключается в добавлении грозовых «разрядников», которые представляют собой металлические провода, которые заземляют лезвие, полностью пропуская лезвия и редуктор. ^{[ 58 ]}

Ремонт лезвия

Лопасти ветряных турбин обычно требуют ремонта через 2–5 лет. Основными причинами повреждения лезвий являются производственные дефекты, транспортировка, сборка, установка, удары молнии, износ от воздействия окружающей среды, циклические изменения температуры , эрозия передней кромки или усталость . Из-за композитного материала и функциональности лопаток методы ремонта , используемые в аэрокосмической отрасли, часто применяются или служат основой для базового ремонта. ^{[ 59 ]}

В зависимости от характера повреждения подход к ремонту лопаток может различаться. Ремонт и защита от эрозии включают покрытия, ленты или защитные экраны. Структурный ремонт требует приклеивания или крепления нового материала к поврежденному участку. ^{[ 60 ]} Неструктурные матрицы трещины и расслоения требуют заполнения и герметизации или инъекций смолы. Если игнорировать незначительные трещины или расслоения, они могут распространиться и привести к повреждению конструкции.

Были определены четыре зоны с соответствующими потребностями в ремонте:

Зона 1 – передняя кромка лезвия. Требуется ремонт эрозии или трещины.
Зона 2 – близко к кончику, но позади передней кромки. Требуется аэроэластичный полуконструктивный ремонт.
Зона 3. Средняя область за передней кромкой. Требуется устранение эрозии.
Зона 4 – Корень и около корня лезвия. Требуется полуструктурный или структурный ремонт.

После последних нескольких десятилетий быстрого распространения ветровой энергии по всему миру ветряные турбины стареют. Это старение влечет за собой затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО), которые увеличиваются по мере приближения срока службы турбин. Если повреждения лезвий не обнаружить вовремя, выработка мощности и срок службы лезвий уменьшаются. ^{[ 61 ]} По оценкам, 20-25% общей приведенной стоимости произведенного кВтч приходится только на эксплуатацию и обслуживание лопастей.

Переработка лезвий

Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC) прогнозирует, что к 2030 году энергия ветра будет обеспечивать 28,5% мировой энергии. ^{[ 62 ]} Это требует более нового и большего парка более эффективных турбин и соответствующего вывода из эксплуатации старых. По данным исследования Европейской ассоциации ветроэнергетики , в 2010 году на производство лопастей было израсходовано от 110 до 140 килотонн композитов. ^{[ 63 ]} Большая часть материала лезвий превращается в отходы и требует переработки. По состоянию на 2020 год большинство отработанных лезвий складируются или отправляются на свалки, а не перерабатываются. ^{[ 64 ]} Обычно полимеры, армированные стекловолокном (GFRP), составляют около 70% ламината лезвия. Стеклопластики не являются горючими и поэтому препятствуют сжиганию горючих материалов. ^{[ 65 ]} Поэтому традиционные методы переработки не подходят. В зависимости от того, необходимо ли восстанавливать отдельные волокна, переработка стеклопластика может включать:

Механическая переработка : этот метод не восстанавливает отдельные волокна. Первоначальные процессы включают измельчение, дробление или помол. Затем измельченные куски разделяют на фракции, богатые клетчаткой и смолой. Эти фракции в конечном итоге включаются в новые композиты в качестве наполнителей или армирующих материалов. ^{[ 66 ]}
Химическая обработка/ пиролиз : Термическое разложение композитов восстанавливает отдельные волокна. При пиролизе материал нагревается до 500 °C в среде без кислорода, в результате чего он распадается на более легкие органические вещества и газообразные продукты. Стеклянные волокна обычно теряют 50% своей прочности и могут быть переработаны для армирования волокон в красках или бетоне. ^{[ 67 ]} Это может восстановить примерно до 19 МДж/кг. ^{[ 65 ]} по относительно высокой стоимости. Он требует предварительной механической обработки, аналогичной той, которая используется при чисто механической переработке.
Прямая структурная переработка композитов . Основная идея заключается в повторном использовании композита в том виде, в каком он есть, без изменения его химических свойств, чего можно достичь, особенно для более крупных деталей из композитного материала, разделив их на части, которые можно использовать непосредственно в других целях. ^{[ 68 ]}

Стартап-компания Global Fiberglass Solutions заявила в 2020 году, что у нее есть метод переработки лезвий в гранулы и древесноволокнистые плиты для использования в покрытии полов и стен. Компания начала производить образцы на заводе в Свитуотере, штат Техас. ^{[ 69 ]}

Башня

Высота

Скорость ветра увеличивается на больших высотах из-за поверхностного аэродинамического сопротивления (земли или водной поверхности) и вязкости воздуха. Изменение скорости с высотой, называемое сдвигом ветра , наиболее заметно у поверхности. Обычно изменение подчиняется степенному закону профиля ветра , который предсказывает, что скорость ветра увеличивается пропорционально корню седьмой степени из высоты. Таким образом, удвоение высоты турбины увеличивает ожидаемую скорость ветра на 10%, а ожидаемую мощность на 34%. Чтобы избежать коробления , увеличение высоты башни вдвое обычно требует удвоения диаметра башни, увеличивая количество материала как минимум в четыре раза.

Ночью или когда атмосфера становится стабильной, скорость ветра вблизи земли обычно снижается, тогда как на высоте втулки турбины она не так сильно уменьшается или может даже увеличиться. В результате скорость ветра выше, и турбина будет производить больше энергии, чем ожидалось по степенному закону 1/7: увеличение высоты вдвое может увеличить скорость ветра на 20–60%. Стабильная атмосфера возникает в результате радиационного охлаждения поверхности и распространена в умеренном климате: обычно она возникает, когда ночью (частично) ясное небо. Когда (высотный) ветер сильный (скорость ветра на высоте 10 метров превышает примерно 6–7 м/с), стабильная атмосфера нарушается из-за турбулентности трения, и атмосфера становится нейтральной. Дневная атмосфера либо нейтральна (нет чистой радиации; обычно с сильными ветрами и сильной облачностью), либо нестабильна (воздух поднимается из-за нагрева земли — солнцем). Степенной закон 1/7 является хорошим приближением профиля ветра. По оценкам, ветровая мощность Индианы составляла 30 000 МВт, но за счет увеличения ожидаемой высоты турбины с 50 м до 70 м мощность ветра увеличилась до 40 000 МВт и могла быть вдвое больше, чем на высоте 100 м. ^{[ 70 ]}

Для HAWT высота башни примерно в два-три раза превышает длину лопасти, что позволяет сбалансировать материальные затраты башни и улучшить использование более дорогих активных компонентов.

Дорожные ограничения затрудняют транспортировку башен диаметром более 4,3 м. Шведские анализы показали, что нижняя законцовка крыла должна находиться как минимум на 30 м над верхушками деревьев. ^{[ 71 ]} Турбина мощностью 3 МВт может увеличить выработку с 5000 МВтч до 7700 МВтч в год, поднявшись на высоту с 80 до 125 метров. ^{[ 72 ]} Профиль башни, состоящий из соединенных оболочек, а не цилиндров, может иметь больший диаметр и при этом быть транспортабельным. 100-метровый прототип башни с прикрепленными болтами 18-миллиметровыми «дощатыми» корпусами в испытательном центре ветряных турбин Ховсёре в Дании был сертифицирован Det Norske Veritas с гондолой Siemens . Элементы оболочки могут поставляться в стандартных морских контейнерах длиной 12 м . ^{[ 71 ]}^{[ 73 ]}^{[ 74 ]}

По состоянию на 2003 год в типичных современных ветряных турбинах использовались башни высотой 65 метров (213 футов). Высота обычно ограничивается наличием кранов . Это привело к предложениям о «частично самомонтирующихся ветряных турбинах», которые при наличии крана позволяют устанавливать более высокие башни, позволяющие размещать турбину при более сильном и устойчивом ветре, а также о «самомонтирующихся ветряных турбинах», которые можно устанавливать без кранов. ^{[ 75 ]}^{[ 76 ]}^{[ 77 ]}^{[ 78 ]}

Материалы

В настоящее время большинство ветряных турбин опираются на конические трубчатые стальные башни. Эти башни составляют 30–65% веса турбины и, следовательно, составляют большую часть транспортных расходов. Использование более легких материалов башни может снизить общие затраты на транспортировку и строительство при сохранении устойчивости. ^{[ 79 ]} Сталь более высокого класса S500 стоит на 20-25% дороже, чем сталь S335 (стандартная конструкционная сталь ), но для нее требуется на 30% меньше материала из-за ее повышенной прочности. Таким образом, замена башен ветряных турбин сталью S500 обеспечивает экономию веса и стоимости. ^{[ 80 ]}

Еще одним недостатком конических стальных башен является соответствие требованиям ветряных турбин высотой более 90 метров. Высококачественный бетон может увеличить высоту башни и увеличить срок ее службы. Гибрид предварительно напряженного бетона и стали повышает производительность по сравнению со стандартной трубчатой сталью при высоте башни 120 метров. ^{[ 81 ]} Бетон также позволяет собирать небольшие сборные секции на месте. ^{[ 82 ]} Одним из недостатков бетонных башен является более высокий уровень CO.
₂ Выбросы при производстве бетона. Однако общее воздействие на окружающую среду должно быть положительным, если бетонные башни смогут удвоить срок службы ветряных турбин. ^{[ 83 ]}

Еще одна альтернатива — дерево : в Германии работает 100-метровая башня, поддерживающая турбину мощностью 1,5 МВт. Деревянная башня имеет те же транспортные преимущества, что и башня с сегментированным стальным корпусом, но без стали. ^{[ 84 ]}^{[ 85 ]} Турбина мощностью 2 МВт на деревянной башне заработала в Швеции в 2023 году. ^{[ 86 ]}

Другой подход заключается в формировании башни на месте с помощью спиральной сварки листовой стали. Таким образом можно формировать башни любой высоты и диаметра, устраняя ограничения, связанные с транспортировкой. Завод можно построить за месяц. Разработчик заявляет об экономии труда на 80% по сравнению с традиционными подходами. ^{[ 87 ]}

Подключение к сети

Ветряные турбины, подключенные к сети, до 1970-х годов имели фиксированную скорость. Еще в 2003 году почти все ветряные турбины, подключенные к сети, работали с постоянной скоростью (синхронные генераторы) или в пределах нескольких процентов от постоянной скорости (асинхронные генераторы). ^{[ 88 ]}^{[ 89 ]} По состоянию на 2011 год во многих турбинах использовались асинхронные генераторы с фиксированной скоростью (FSIG). ^{[ 90 ]} К тому времени большинство недавно подключенных турбин имели регулируемую скорость . ^{[ 90 ]}

Ранние системы управления были разработаны для извлечения пиковой мощности, что также называлось отслеживанием точки максимальной мощности — они пытались получить максимальную мощность от заданной ветряной турбины в текущих условиях ветра. ^{[ нужна ссылка ]} Более поздние системы в большинстве случаев намеренно потребляют мощность меньше максимальной, чтобы обеспечить другие преимущества, в том числе:

Вращение резервов для производства большей мощности, когда это необходимо, например, когда какой-то другой генератор отключается от сети. ^{[ нужна ссылка ]}
Турбины с регулируемой скоростью могут кратковременно производить немного больше энергии, чем поддерживают условия ветра, сохраняя часть энергии в виде кинетической энергии (ускоряясь во время коротких порывов более быстрого ветра), а затем преобразуя эту кинетическую энергию в электрическую энергию (замедляясь). либо когда требуется больше мощности, либо для компенсации переменной скорости ветра. ^{[ 91 ]}^{[ 92 ]}
гашение (электрических) субсинхронных резонансов в сети ^{[ 93 ]}
гашение (механических) резонансов башни ^{[ 94 ]}^{[ 95 ]}

Генератор вырабатывает переменный ток (AC). Наиболее распространенным методом в больших современных турбинах является использование асинхронного генератора с двойным питанием, напрямую подключенного к сети. Некоторые турбины приводят в действие преобразователь переменного/переменного тока , который преобразует переменный ток в постоянный ток (DC) с помощью выпрямителя , а затем обратно в переменный ток с помощью инвертора , чтобы согласовать частоту и фазу сети.

Полезным методом подключения PMSG к сети является использование обратного преобразователя. Схемы управления могут обеспечить коэффициент мощности, равный единице , при подключении к сети. Таким образом, ветряная турбина не потребляет реактивную мощность, что является наиболее распространенной проблемой турбин, использующих асинхронные машины. Это приводит к более стабильной энергосистеме. Более того, при разных схемах управления турбина ГМСГ может обеспечивать или потреблять реактивную мощность. Таким образом, он может работать как динамический блок конденсаторов / индуктивностей , обеспечивая стабильность сети.

На схеме представлена схема регулирования коэффициента мощности, равного единице:

Регулирование реактивной мощности состоит из одного ПИ-регулятора для достижения работы с коэффициентом мощности, равным единице (т. е. _сеть Q = 0). I _dN необходимо регулировать для достижения нуля в установившемся режиме (I _dNref = 0).

Полная система преобразователя на стороне сети и каскадных контуров ПИ-регулятора показана на рисунке.

Строительство

По мере роста использования ветряных турбин растут и компании, которые помогают в планировании и строительстве ветряных турбин. Чаще всего детали турбин доставляются морским или железнодорожным транспортом, а затем автомобильным транспортом до места установки. Из-за огромного размера задействованных компонентов компаниям обычно необходимо получить разрешения на транспортировку и убедиться, что выбранный маршрут грузоперевозки не имеет потенциальных препятствий, таких как эстакады, мосты и узкие дороги. Группы, известные как «разведывательные группы», будут разведывать путь на год вперед, выявляя проблемные дороги, вырубая деревья и перемещая опоры. Лопасти турбин продолжают увеличиваться в размерах, что иногда требует совершенно новых логистических планов, поскольку ранее используемые маршруты могут не позволять использовать лопатку большего размера. Специализированные транспортные средства, известные как прицепы Schnabel, специально разработаны для загрузки и транспортировки секций турбины: секции башни можно загружать без крана, а задняя часть прицепа является управляемой, что упрощает маневрирование. Водители должны быть специально обучены. ^{[ 96 ]}

Фонды

Ветровые турбины по своей природе являются очень высокими и тонкими конструкциями. ^{[ 97 ]} и это может вызвать ряд проблем при структурного проектирования фундаментов рассмотрении . Фундаменты обычных инженерных сооружений предназначены главным образом для передачи вертикальной нагрузки (собственного веса) на землю, что обычно позволяет использовать сравнительно простые конструкции. Однако в случае с ветряными турбинами сила взаимодействия ветра с ротором наверху башни создает сильную тенденцию к опрокидыванию ветряной турбины. Этот режим нагрузки приводит к тому, большие моментные нагрузки что к фундаменту ветряной турбины прикладывают . В результате при проектировании фундаментов необходимо уделять значительное внимание, чтобы гарантировать, что фундамент будет противостоять этой тенденции опрокидывания. ^{[ 98 ]}

Одним из наиболее распространенных фундаментов для морских ветряных турбин является монопила — одиночная трубчатая стальная свая большого диаметра (от 4 до 6 метров), забиваемая на глубину, в 5-6 раз превышающую диаметр сваи, на морское дно. Сцепление почвы и трение между сваей и почвой обеспечивают необходимую структурную поддержку ветряной турбины. ^{[ 99 ]}

В наземных турбинах наиболее распространенным типом фундамента является гравитационный фундамент, в котором большая масса бетона, распределенная по большой площади, используется для сопротивления нагрузкам турбины. Размер и тип ветряной турбины, ветровые условия и состояние почвы на площадке являются определяющими факторами при проектировании фундамента. ^{[ 100 ]} Предварительно напряженные сваи или каменные анкеры представляют собой альтернативные конструкции фундамента, в которых используется гораздо меньше бетона и стали. ^{[ 101 ]}

Затраты

Ветряная турбина – сложная и интегрированная система. Конструктивные элементы составляют большую часть веса и стоимости. Все части конструкции должны быть недорогими, легкими, прочными и технологичными, выдерживать переменные нагрузки и условия окружающей среды. Турбинные системы с меньшим количеством отказов ^{[ 104 ]} требуют меньшего обслуживания, легче и служат дольше, что снижает затраты.

Основные части турбины делятся на: башня 22%, лопатки 18%, редуктор 14%, генератор 8%. ^{[ 105 ]}^{[ 106 ]}

Спецификация

турбины Спецификации конструкции содержат кривую мощности и гарантию работоспособности . Оценка ветровых ресурсов позволяет рассчитать коммерческую рентабельность. ^{[ 1 ]} Типичный диапазон рабочих температур составляет от –20 до 40 °C (от –4 до 104 °F). В регионах с экстремальным климатом (например, Внутренняя Монголия или Раджастхан ) требуются версии, адаптированные для конкретного климата.

Ветровые турбины могут быть спроектированы и проверены в соответствии со стандартами IEC 61400 . ^{[ 107 ]}

RDS-PP (Система условного обозначения электростанций) — это стандартизированная система, используемая во всем мире для создания структурированной иерархии компонентов ветряных турбин. Это снижает стоимость обслуживания и эксплуатации турбины и используется на всех этапах создания турбины. ^{[ 108 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Эффективность и производительность» (PDF) . Министерство бизнеса, предпринимательства и нормативно-правовой реформы Великобритании. Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 29 декабря 2007 г.
^ «Кривые мощности ветряных турбин» . Проверено 18 марта 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Алан Т. Цендер и Зеллман Вархафт (27 июля 2011 г.). «Сотрудничество университетов в области ветроэнергетики» (PDF) . Центр Аткинсона Корнеллского университета по устойчивому будущему . Проверено 22 августа 2011 г.
^ Уэстон, Дэвид (22 июня 2017 г.). «Вестас масштабируется до 4,2 МВт» . Ежемесячный журнал Windpower . Проверено 10 сентября 2017 г.
^ «Методы управления ветровыми турбинами» . www.ni.com . Проверено 15 апреля 2021 г.
^ «Ветряная турбина с регулируемым шагом и сваливанием» . www.researchhubs.com . Проверено 15 апреля 2021 г.
^ Джонсон, Скотт Дж.; ван Дам, CP; Берг, Дейл Э. (2008). «Методы активного управления нагрузкой для ветряных турбин» (PDF) . Сандия Национальная лаборатория . Проверено 13 сентября 2009 г.
^ Ридден, Пол (11 февраля 2021 г.). «Vestas представляет морскую турбину с самым большим в мире охватом» . Новый Атлас . Проверено 14 июня 2021 г.
^ Баранюк, Крис (15 октября 2021 г.). «Почему гигантские турбины раздвигают границы возможностей» . Новости Би-би-си . Проверено 25 октября 2021 г.
^ Сагрильо, Мик (2010). «МАЛАЯ ТУРБИННАЯ КОЛОННА» (PDF) . Виндлеттер . 29 (1). Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 года . Проверено 19 декабря 2011 г.
^ «Внутри ветряной турбины» . Министерство энергетики США . Проверено 27 февраля 2017 г.
^ « Мировой рынок ветроэнергетики готовится к росту » Power Technology / GlobalData , 18 сентября 2013 г. Доступ: 16 октября 2013 г.
^ «Могут ли магнитные механизмы заставить ветряные турбины попрощаться с механическими коробками передач?» . www.machinedesign.com. 19 июня 2014 г.
^ Навид Гударзи (июнь 2013 г.). «Обзор развития ветряных генераторов в мире» . Международный журнал динамики и управления . 1 (2). Спрингер: 192–202. дои : 10.1007/s40435-013-0016-y .
^ Пойнтер, Крис (9 августа 2021 г.). «Преодоление порога мощности морских ветряных турбин» . Проектирование и развитие ветроэнергетики . Архивировано из оригинала 15 августа 2021 года.
^ Малдерс, С.; Дипевеен, Н.; ван Вингерден, JW (2018). «Проектирование и проверка системы управления гидравлической ветряной турбиной DOT500». Universitätsbibliothek der RWTH Aachen : 29.
^ Лю, Кейи; Чен, Вэй; Чен, Гексин; Дай, Дандан; Ай, Чао; Чжан, Синьван; Ван, Синь (2023). «Применение и анализ технологии производства гидравлической ветровой энергии» . Обзоры энергетической стратегии . 48 . Elsevier BV: 101117. doi : 10.1016/j.esr.2023.101117 . ISSN 2211-467X . S2CID 259538774 .
^ Додж-Бриджес, Хелбер Энтони; Вакка, Андреа; Пулетикурти, Венкатеш; Дустталаб, Али; Гарсиа-Браво, Джозеф; Варсингер, Дэвид М.; Чаморро, Леонард П.; Замок, Люциан (2023). «О конструкции и выходной мощности гидравлических ветряных турбин». Преобразование энергии и управление ею 293 . Elsevier BV: 117425. doi : 10.1016/j.enconman.2023.117425 . ISSN 0196-8904 . S2CID 260996884 .
^ Роггенбург, Майкл; Эскивель-Пуэнтес, Хелбер А.; Вакка, Андреа; Боканегра Эванс, Умберто; Гарсиа-Браво, Хосе М.; Варсингер, Дэвид М.; Ивантысынова Моника; Кастильо, Лучано (2020). «Технико-экономический анализ гидротрансмиссии плавучих морских ветряных турбин». Возобновляемая энергия . 153 . Эльзевир Б.В.: 1194–1204. doi : 10.1016/j.renene.2020.02.060 . ISSN 0960-1481 . S2CID 213894401 .
^ Умая, М; Ногучи, Т.; Учида, М.; Сибата, М.; Каваи, Ю.; Нотоми, Р. (2013). «Ветровая энергетика – состояние развития морских ветряных турбин». Технический обзор Mitsubishi Heavy Industries . 50 (3). Мицубиси: 29.
^ Цзи, Юнгуан; Сун, Хао; Сюэ, Чжанпу; Ли, Зе; Тонг, Минда; Ли, Хунтао (14 июня 2023 г.). «Обзор повышения эффективности гидравлических турбин при рекуперации энергии» . Процессы . 11 (6). MDPI AG: 1815. doi : 10.3390/pr11061815 . ISSN 2227-9717 .
^ Г. Байуотерс, П. Маттила, Д. Костин, Дж. Стоуэлл, В. Джон, С. Хоскинс, Дж. Линч, Т. Коул, А. Кейт, К. Бэджер и Б. Фриман (октябрь 2007 г.). «Генератор с прямым приводом Northern Power NW 1500» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Отчет по субподряду NREL/SR-500-40177: iii. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Витруп, Санне. Программное обеспечение вызывает производственные проблемы. Архивировано 2 ноября 2011 г. на сайте Wayback Machine , английский перевод Ing.dk , 1 ноября 2011 г. Доступ: 1 ноября 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Чу, Стивен . Стратегия критических материалов ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} Министерство энергетики США , декабрь 2011 г. По состоянию на 23 декабря 2011 г.
^ Хау, Эрих. «Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика» стр142. Springer Science & Business Media, 26 февраля. 2013. ISBN 3642271510
^ Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин , раздел 11-1, John Wiley & Sons , 5 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 1-119-97545-X
^ Кроо, Илан. Саммит зеленой авиации НАСА. Архивировано 18 октября 2011 г. на Wayback Machine p9, НАСА , сентябрь 2010 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г.
^ Бертон, Тони; Дженкинс, Ник; Шарп, Дэвид; Боссани, Эрвин (2011). Справочник по ветроэнергетике, второе издание — Burton — Интернет-библиотека Wiley . дои : 10.1002/9781119992714 . ISBN 9781119992714 .
^ Седербом, Йохан (22 октября 2020 г.). «Как ультраконденсаторы помогают ветроэнергетике реализовать весь свой потенциал» . Новости хранения энергии . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 года . Проверено 26 октября 2020 г. По оценкам, почти 30% всех ветряных турбин в мире оснащены ультраконденсаторными системами.
^ «Патент US5876181 — Интегрированная ветряная турбина с многоблочной роторной лопастной системой — Google Patents» . Проверено 6 ноября 2013 г.
^ Эрик Хау (редактор), Основы ветровых турбин, технологии, приложения, экономика, 2-е издание , Springer 2006, ISBN 3-540-24240-6 стр. 121
^ Хью Пигготт (1998). «Курс CAT по ветроэнергетике. Примечания по конструкции лопастей» (PDF) . . Конспекты курса от Scoraig Wind Electric, используемые на курсах в Центре альтернативных технологий .
^ Дюваль, Джордж (27 мая 2021 г.). «Сколько стоят ветряные турбины?» . semprius.com . Проверено 10 июня 2021 г.
^ Боэль, Томас (22 ноября 2012 г.). «Два крыла работают» . Ингениёрен . Проверено 22 ноября 2012 г. Дизайн заархивирован 5 декабря 2012 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Ма, П.; Чжан, Ю. (2014). « Перспективы использования углеродных нанотрубок/полимерных нанокомпозитов для материалов ветровых лопастей . В». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 30 : 651–660. дои : 10.1016/j.rser.2013.11.008 .
^ Збигнев Любосный (2003). Работа ветроэнергетических установок в электроэнергетических системах: расширенное моделирование (энергетические системы) . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-3-540-40340-1 .
^ «Материалы и методы проектирования ищем 100-метровую лопасть» . Ветроэнергетика . 10 мая 2011 года . Проверено 22 августа 2011 г.
^ Крейг С. Коллиер (1 октября 2010 г.). «От крыльев самолетов до лопастей ветряных турбин: программное обеспечение НАСА возвращается на Землю с приложениями для экологически чистой энергетики» . Технические обзоры НАСА . Проверено 22 августа 2011 г.
↑ Nordex приобретает первый N131/3000 в Финляндии. В: Windpower Monthly , дата обращения 22 февраля 2015 г.
^ Построена крупнейшая в мире морская турбина . В: Возобновляемые источники энергии. Журнал проверен 22 февраля 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гриффин, Дейтон А.; Эшвилл, Томас Д. (2003). «Альтернативные композиционные материалы для лопастей ветряных турбин мегаваттной мощности: соображения проектирования и рекомендуемые испытания». Журнал солнечной энергетики . 125 (4): 515. дои : 10.1115/1.1629750 . ОСТИ 1111701 .
^ Эшвилл, Т; Лэрд Д. (январь 2007 г.). Концепции использования очень больших лезвий (PDF) . 45-я встреча и выставка AIAA по аэрокосмическим наукам. АИАА-2007-0817.
^ Ронольд, нокаут; Ларсен, GC (2000). «Надежность проектирования лопастей ротора ветроэнергетической установки от разрушения при предельной нагрузке». Инженерные сооружения . 22 (6): 565–574. Бибкод : 2000EngSt..22..565R . дои : 10.1016/s0141-0296(99)00014-0 .
^ Брауэр, СР; Аль-Джибури, SHS; Карденас, IC; Хэлман, ДЖИМ (2018). «К анализу рисков для общественной безопасности, связанных с ветряными турбинами» . Инженерия надежности и системная безопасность . 180 : 77–87. дои : 10.1016/j.ress.2018.07.010 . S2CID 52278850 .
^ Бассиюни, М.; Гутуб, С.А. (2013). «Стратегия выбора материалов и обработка поверхности полимерных композитов для изготовления лопастей ветряных турбин». Полимеры и полимерные композиты . 21 (7): 463–471. дои : 10.1177/096739111302100708 . S2CID 139958916 .
^ Мишнаевский Л.; Браннер, К.; Босон, Дж.; МакГуган, М.; Соренсен, Б. (2017). «Материалы для лопастей ветряных турбин: обзор» . Материалы . 10 (11): 1285. Бибкод : 2017Mate...10.1285M . дои : 10.3390/ma10111285 . ПМК 5706232 . ПМИД 29120396 .
^ Ниссен, РПЛ (2006). «Прогнозирование усталостного ресурса и снижение прочности композитных материалов лопастей ротора ветряных турбин». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ «Аэродинамические и эксплуатационные измерения ветровой турбины SWT-2.3-101» (PDF) . ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА 2011 . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 22–25 мая 2011 г. с. 1 . Проверено 14 октября 2013 г.
^ Кристу, П. (2007). «Перспективные материалы для изготовления турбинных лопаток». Армированные пластмассы . 51 (4): 22. doi : 10.1016/S0034-3617(07)70148-0 .
^ Сурбхи, Випин (14 сентября 2020 г.). Недорогое углеродное волокно в качестве потенциальной защиты от удара молнии для лопастей ветряных турбин . Американское общество композитов 2020. Техас.
^ Шен, Р.; Амано, РС; Левински, Г.; Мэтт, АКК (2019). «Новая сосудистая система, высокоэффективная для хранения и транспортировки восстанавливающего агента для самовосстанавливающихся лопастей ветряных турбин». Журнал технологий энергетических ресурсов . 141 (5). дои : 10.1115/1.4042916 . S2CID 117703641 .
^ Чжан, Н.; Ян, Ф.; Герра, Д.; Шен, К.; Кастро, Дж.; Ли, Дж.Л. (2013). «Повышение эрозионной стойкости стеклоармированных полимерных композитов с использованием покрытий нанобумаги на основе углеродных нановолокон». Журнал прикладной науки о полимерах . 129 (4): 1875–1881. дои : 10.1002/app.38899 .
^ Лян, Ф.; Тан, Ю.; Гоу, Дж.; Капат, Дж. (2011). «Разработка многофункциональных нанокомпозитных покрытий для лопастей ветроэнергетических установок». Керамические сделки . Серия керамических сделок. 224 : 325–336. дои : 10.1002/9781118019467.ch32 . ISBN 9781118019467 .
^ Тан, М.; Хуанг, Л.; Ван, Дж.; Гуань, Д. (2019). «Прогресс исследований покрытий лопастей ветряных турбин» . Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 542 (1): 012061. Бибкод : 2019MS&E..542a2061T . дои : 10.1088/1757-899X/542/1/012061 .
^ Гао, Л.; Лю, Ю.; Ма, Л.; Ху, Х. (2019). «Гибридная стратегия, сочетающая в себе минимизированное передовое электрическое отопление и супергидро-/ледофобное покрытие поверхности для предотвращения обледенения ветряных турбин» . Возобновляемая энергия . 140 : 943–956. doi : 10.1016/j.renene.2019.03.112 . S2CID 116137675 .
^ Манджини, Д.; Антонини, К.; Маренго, М.; Амирфазли, А. (2015). «Механизм образования льда на гидрофильных и супергидрофобных поверхностях». Наука и технологии холодных регионов . 109 : 53–60. Бибкод : 2015CRST..109...53M . doi : 10.1016/j.coldregions.2014.09.012 . hdl : 10281/222262 .
^ Jump up to: ^а ^б Мишнаевский, Леон; Браннер, Ким; Петерсен, Хельга; Босон, Жюстин; МакГуган, Малькольм; Соренсен, Бент (9 ноября 2017 г.). «Материалы для лопастей ветряных турбин: обзор» . Материалы . 10 (11): 1285. Бибкод : 2017Mate...10.1285M . дои : 10.3390/ma10111285 . ПМК 5706232 . ПМИД 29120396 .
^ Jump up to: ^а ^б Додд, Кертис В. (1983). Как защитить ветряную турбину от молнии . Отдел технологий ветроэнергетики Министерства энергосбережения и возобновляемых источников энергии США. стр. 91–97.
^ Мишнаевский, Леон (01.09.2019). «Ремонт лопастей ветряных турбин: Обзор методов и сопутствующих задач вычислительной механики» . Возобновляемая энергия . 140 : 828–839. doi : 10.1016/j.renene.2019.03.113 . ISSN 0960-1481 . S2CID 115999124 .
^ Мишнаевский, Леон (январь 2021 г.). «Устойчивое управление лопастями ветряных турбин по окончании срока их эксплуатации: обзор текущих и будущих решений» . Материалы . 14 (5): 1124. Бибкод : 2021Mate...14.1124M . дои : 10.3390/ma14051124 . ISSN 1996-1944 гг . ПМЦ 7957806 . ПМИД 33673684 .
^ Ду, Ин; Чжоу, Шэнси; Цзин, Синцзянь; Пэн, Йепин; Ву, Хункун; Квок, Нгайминг (01 июля 2020 г.). «Методы обнаружения повреждений лопастей ветряных турбин: обзор» . Механические системы и обработка сигналов . 141 : 106445. Бибкод : 2020MSSP..14106445D . дои : 10.1016/j.ymssp.2019.106445 . ISSN 0888-3270 . S2CID 209925117 .
^ «ГЛОБАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ 2008 | GWEC» . www.gwec.net . Проверено 7 ноября 2016 г.
^ Европейская ассоциация ветроэнергетики. «Обзор исследовательской записки по вторичной переработке лопастей ветряных турбин» (PDF) .
^ Жиньяк, Джеймс (2 ноября 2020 г.). «Утилизация лопастей ветряных турбин» . ЧистаяТехника . УКС. Архивировано из оригинала 2 ноября 2020 года.
^ Jump up to: ^а ^б Дюфло, Йост Р.; Дэн, Елин; Акер, Карел Ван; Девульф, Вим (01 апреля 2012 г.). «Являются ли армированные волокном полимерные композиты экологически безопасной альтернативой? Исследование, основанное на оценке жизненного цикла» . Вестник МРС . 37 (4): 374–382. дои : 10.1557/mrs.2012.33 . ISSN 1938-1425 .
^ Пикеринг, SJ (1 августа 2006 г.). «Технологии переработки термореактивных композиционных материалов – современное состояние». Композиты. Часть A: Прикладная наука и производство . 2-я Международная конференция: Перспективные полимерные композиты для применения в строительстве. 37 (8): 1206–1215. doi : 10.1016/j.compositesa.2005.05.030 .
^ «Переработка лопастей ветряных турбин — Approppedia: Wiki по устойчивому развитию» . www.apppropedia.org . Проверено 8 ноября 2016 г.
^ Асматулу, Эйлем (февраль 2013 г.). «Переработка армированных волокном композитов и концепция прямой переработки конструкционных композитов». Журнал композиционных материалов . 48 (5): 13–14. дои : 10.1177/0021998313476325 . S2CID 136516595 .
^ Мартин, Крис (5 февраля 2020 г.). «Лопасти ветряных турбин не подлежат вторичной переработке, поэтому они накапливаются на свалках» . Новости Блумберга . Проверено 10 июня 2021 г.
^ «Возобновляемые энергетические ресурсы Индианы» . Индианаcleanpower.org. 07.08.2013. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Проверено 6 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б Эмме, Свенд. Новый тип башни ветряной турбины. Архивировано 26 апреля 2012 г. в Wayback Machine Metal Industry , 8 августа 2011 г. Доступ: 10 декабря 2011 г.
^ Витруп, Санне. Башня ветряной турбины нового типа, собранная из реек , Ingeniøren , 29 октября 2011 г. Доступ: 12 мая 2013 г.
^ « Краткое описание башни-снаряда. Архивировано 15 марта 2013 г. в Wayback Machine ». Андресен Тауэрс . Проверено: 13 ноября 2012 г.
^ Лунд, Мортен. Роботы стоят за успехом Дании с ветряными башнями , Ingeniøren , 12 мая 2013 г. Доступ: 12 мая 2013 г.
^ «Проектирование турбины WindPACT: техническая область 3 исследований масштабирования — осуществимость самовоздвигающейся башни и гондолы» . 2001.
^ РД Фредриксон. «Самомонтируемый метод ветряных турбин». . 2003.
^ Ник Шарпли. «Что сдерживает башенную технологию?» . 2013.
^ «Самомонтирующаяся ветряная турбина, предназначенная для удаленных объектов» . 2002.
^ Анкона, Дэн; Маквей, Джим (29 августа 2001 г.). «Ветряная турбина. Информационный бюллетень о материалах и производстве» (PDF) . Принстон Энерджи Ресорсиз Интернэшнл, ООО . Проверено 10 июня 2021 г.
^ «Стальные решения в зеленой экономике» (PDF) . Всемирная ассоциация производителей стали . 2012. Архивировано из оригинала (PDF) 8 февраля 2015 года.
^ Куиллиган, Эйдан; О'Коннор, А.; Пакраши, В. (2012). «Анализ хрупкости стальных и бетонных башен ветряных турбин». Инженерные сооружения . 36 : 270–282. Бибкод : 2012EngSt..36..270Q . дои : 10.1016/j.engstruct.2011.12.013 . hdl : 10197/10425 .
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 22 октября 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Левитан, Дэйв (16 мая 2013 г.). «Слишком высоко для стали: инженеры обращаются к бетону, чтобы поднять проектирование ветряных турбин на новую высоту» . IEEE-спектр . Институт инженеров электротехники и электроники . Проверено 10 июня 2021 г.
^ МакГар, Джастин. « Революция ветроэнергетики: первая в мире деревянная турбина. Архивировано 16 ноября 2012 г. в Wayback Machine ». Источник сборки дизайна , 13 ноября 2012 г. Проверено: 13 ноября 2012 г.
^ РИЧАРДСОН, ДЖЕЙК. « Башня из 99% натурального дерева для ветряных турбин » Clean Technica , 18 октября 2012 г. Дата обращения: 13 ноября 2012 г.
^ Льюис, Мишель (28 декабря 2023 г.). «Самая высокая в мире деревянная ветряная турбина теперь онлайн» . Электрек .
^ Блейн, Лоз (27 февраля 2023 г.). «GE устанавливает первую в мире спирально-сварную башню ветряной турбины» . Новый Атлас . Проверено 27 февраля 2023 г.
^ П.В. Карлин, А.С. Лаксон и Э.Б. Мулджади. «История и современное состояние технологии ветряных турбин с регулируемой скоростью» . 2003. п. 130-131.
^ Мурти, СС; Сингх, Б.; Гоэл, ПК; Тивари, СК (2007). «Сравнительное исследование систем преобразования энергии ветра с фиксированной и переменной скоростью, питающих сеть». 2007 7-я Международная конференция по силовой электронике и приводным системам . стр. 736–743. дои : 10.1109/PEDS.2007.4487785 . ISBN 978-1-4244-0644-9 . S2CID 22529780 .
^ Jump up to: ^а ^б Калиао, Нолан Д. (2011). «Динамическое моделирование и управление полнофункциональными преобразовательными ветряными турбинами». Возобновляемая энергия . 36 (8): 2287–2297. doi : 10.1016/j.renene.2010.12.025 .
^ Э. Мулджади и К. П. Баттерфилд. «Генерация ветряных турбин с регулируемым шагом и регулируемой скоростью» . 1999.
^ Э. Мульджади, К. Пирс и П. Мильоре. «Консервативная стратегия управления ветряными турбинами с регулируемой скоростью и остановкой». Архивировано 20 марта 2014 г. в Wayback Machine . 2000.
^ Эвайс, AM; Лян, Дж.; Эканаяке, Дж.Б.; Дженкинс, Н. (2012). «Влияние ветряных турбин на базе полностью номинальных преобразователей на ССР». Инновационные технологии интеллектуальных сетей IEEE PES . стр. 1–6. дои : 10.1109/ISGT-Asia.2012.6303160 . ISBN 978-1-4673-1220-2 . S2CID 34726034 .
^ Мате Елавич, Неджелько Перич, Иван Петрович. «Демпфирование колебаний башни ветряных турбин за счет регулирования скорости вращения ротора» . в 2007 году
^ Родригес т, А.; Карканджиу, CE; Пинеда, И.; Фишер, Т.; Кунле, Б.; Шой, М.; Мартин, М. (2011). «Регулирование демпфирования конструкции ветряной турбины для снижения нагрузки на башню». Темы гражданского строительства, Том 4 . Серия материалов конференций Общества экспериментальной механики. стр. 141–153. дои : 10.1007/978-1-4419-9316-8_12 . ISBN 978-1-4419-9315-1 .
^ Бейкер, Линда (27 августа 2019 г.). «Доставка ветряных турбин – это непростая задача» . Грузовые волны . Проверено 29 августа 2019 г.
^ Ломбарди, Д. (2010). Долгосрочная эксплуатация морских ветряных турбин с моносвайной опорой. Бристоль: Бристольский университет.
^ Кокс, Дж. А., и Джонс, К. (2010). Долгосрочная эксплуатация морских ветряных турбин с опорой на всасывающий кессон. Бристоль: Бристольский университет.
^ Гэвин, Кеннет; Крейг, Уильям (2018). Фундаменты ветряных турбин . Лондон: Издательство ICE. стр. 3–24. ISBN 9780727763969 .
^ Эшлок, Джерами; Шефер, Верн. «ФУНДАМЕНТЫ ДЛЯ ВЕТРЯНЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЙ» (PDF) . Штат Айова . Проверено 21 августа 2018 г.
^ Зипп, Кэти (21 декабря 2011 г.). «Предварительно напряженные анкеры позволяют возводить фундаменты меньшего размера» . Проектирование и развитие ветроэнергетики . Проверено 25 октября 2021 г.
^ «Клинковый Дракон» . Состояние Зеленого . Проверено 13 декабря 2012 г.
^ Р. Симонсен, Торбен. «Лифтра индистиллер Лезвие Дракона» . Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 г. Проверено 13 декабря 2012 г.
^ Бадни, Роб. Неисправности подшипников вызывают серьезные проблемы для ветряных турбин, но есть решения | Журнал Machine Design, 26 июня 2014 г.
^ Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин, стр. 155, John Wiley & Sons , 7 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 0-470-69981-7
^ Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин , раздел 9-1, John Wiley & Sons , 7 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 1-119-97612-X
^ Международный стандарт IEC 61400-1, третье издание Международной электротехнической комиссии , август 2005 г. По состоянию на 12 марта 2011 г.
^ «Услуги по обозначению РДС-ПП» . Решение Киля . Проверено 9 июля 2019 г.

Дальнейшее чтение

Роберт Гаш, Йохен Твеле (редактор), Ветряные электростанции. Основы, проектирование, строительство и эксплуатация , Springer 2012. ISBN 978-3-642-22937-4 .
Пол Гайп, изд. (2004). Энергия ветра: возобновляемая энергия для дома, фермы и бизнеса (второе изд.). Издательская компания «Челси Грин». ISBN 978-1-931498-14-2 .
Эрих Хау, Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика Springer, 2013 г. ISBN 978-3-642-27150-2 (предварительный просмотр в Google Книгах)
Зигфрид Хейер, Интеграция систем преобразования энергии ветра в сеть Wiley 2006, ISBN 978-0-470-86899-7 .
Питер Джеймисон, «Инновации в проектировании ветряных турбин» . Уайли и сыновья 2011, ISBN 978-0-470-69981-2
Дэвид Спера (редактор) Технология ветряных турбин: фундаментальные концепции в проектировании ветряных турбин , второе издание (2009 г.), ASME Press, ISBN 9780791802601
Алоис Шаффарчик (редактор), «Понимание ветроэнергетических технологий» , Wiley & Sons, 2014 г., ISBN 978-1-118-64751-6 .
Вэй Тонг, изд. (2010). Производство ветровой энергии и проектирование ветряных турбин . ВИТ Пресс. ISBN 978-1-84564-205-1 .
Герман-Йозеф Вагнер, Джотирмай Матур, Введение в ветроэнергетические системы. Основы, технология и работа . Спрингер 2013, ISBN 978-3-642-32975-3 .

Внешние ссылки

[BERR-1] Jump up to: ^а ^б «Эффективность и производительность» (PDF) . Министерство бизнеса, предпринимательства и нормативно-правовой реформы Великобритании. Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 29 декабря 2007 г.

[2] «Кривые мощности ветряных турбин» . Проверено 18 марта 2017 г.

[univ2011-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Алан Т. Цендер и Зеллман Вархафт (27 июля 2011 г.). «Сотрудничество университетов в области ветроэнергетики» (PDF) . Центр Аткинсона Корнеллского университета по устойчивому будущему . Проверено 22 августа 2011 г.

[4] Уэстон, Дэвид (22 июня 2017 г.). «Вестас масштабируется до 4,2 МВт» . Ежемесячный журнал Windpower . Проверено 10 сентября 2017 г.

[5] «Методы управления ветровыми турбинами» . www.ni.com . Проверено 15 апреля 2021 г.

[6] «Ветряная турбина с регулируемым шагом и сваливанием» . www.researchhubs.com . Проверено 15 апреля 2021 г.

[Sandia-7] Джонсон, Скотт Дж.; ван Дам, CP; Берг, Дейл Э. (2008). «Методы активного управления нагрузкой для ветряных турбин» (PDF) . Сандия Национальная лаборатория . Проверено 13 сентября 2009 г.

[8] Ридден, Пол (11 февраля 2021 г.). «Vestas представляет морскую турбину с самым большим в мире охватом» . Новый Атлас . Проверено 14 июня 2021 г.

[bbc-20211015-9] Баранюк, Крис (15 октября 2021 г.). «Почему гигантские турбины раздвигают границы возможностей» . Новости Би-би-си . Проверено 25 октября 2021 г.

[10] Сагрильо, Мик (2010). «МАЛАЯ ТУРБИННАЯ КОЛОННА» (PDF) . Виндлеттер . 29 (1). Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 года . Проверено 19 декабря 2011 г.

[11] «Внутри ветряной турбины» . Министерство энергетики США . Проверено 27 февраля 2017 г.

[PT-GD-12] « Мировой рынок ветроэнергетики готовится к росту » Power Technology / GlobalData , 18 сентября 2013 г. Доступ: 16 октября 2013 г.

[13] «Могут ли магнитные механизмы заставить ветряные турбины попрощаться с механическими коробками передач?» . www.machinedesign.com. 19 июня 2014 г.

[14] Навид Гударзи (июнь 2013 г.). «Обзор развития ветряных генераторов в мире» . Международный журнал динамики и управления . 1 (2). Спрингер: 192–202. дои : 10.1007/s40435-013-0016-y .

[15] Пойнтер, Крис (9 августа 2021 г.). «Преодоление порога мощности морских ветряных турбин» . Проектирование и развитие ветроэнергетики . Архивировано из оригинала 15 августа 2021 года.

[Mulders-16] Малдерс, С.; Дипевеен, Н.; ван Вингерден, JW (2018). «Проектирование и проверка системы управления гидравлической ветряной турбиной DOT500». Universitätsbibliothek der RWTH Aachen : 29.

[Liu_Chen_Chen_Dai_2023_p._101117-17] Лю, Кейи; Чен, Вэй; Чен, Гексин; Дай, Дандан; Ай, Чао; Чжан, Синьван; Ван, Синь (2023). «Применение и анализ технологии производства гидравлической ветровой энергии» . Обзоры энергетической стратегии . 48 . Elsevier BV: 101117. doi : 10.1016/j.esr.2023.101117 . ISSN 2211-467X . S2CID 259538774 .

[Esquivel-Puentes_Vacca_Pulletikurthi_Doosttalab_2023_p._117425-18] Додж-Бриджес, Хелбер Энтони; Вакка, Андреа; Пулетикурти, Венкатеш; Дустталаб, Али; Гарсиа-Браво, Джозеф; Варсингер, Дэвид М.; Чаморро, Леонард П.; Замок, Люциан (2023). «О конструкции и выходной мощности гидравлических ветряных турбин». Преобразование энергии и управление ею 293 . Elsevier BV: 117425. doi : 10.1016/j.enconman.2023.117425 . ISSN 0196-8904 . S2CID 260996884 .

[Roggenburg_Esquivel-Puentes_Vacca_Bocanegra_Evans_2020_pp._1194–1204-19] Роггенбург, Майкл; Эскивель-Пуэнтес, Хелбер А.; Вакка, Андреа; Боканегра Эванс, Умберто; Гарсиа-Браво, Хосе М.; Варсингер, Дэвид М.; Ивантысынова Моника; Кастильо, Лучано (2020). «Технико-экономический анализ гидротрансмиссии плавучих морских ветряных турбин». Возобновляемая энергия . 153 . Эльзевир Б.В.: 1194–1204. doi : 10.1016/j.renene.2020.02.060 . ISSN 0960-1481 . S2CID 213894401 .

[Umaya-20] Умая, М; Ногучи, Т.; Учида, М.; Сибата, М.; Каваи, Ю.; Нотоми, Р. (2013). «Ветровая энергетика – состояние развития морских ветряных турбин». Технический обзор Mitsubishi Heavy Industries . 50 (3). Мицубиси: 29.

[Ji_Song_Xue_Li_2023_p._1815-21] Цзи, Юнгуан; Сун, Хао; Сюэ, Чжанпу; Ли, Зе; Тонг, Минда; Ли, Хунтао (14 июня 2023 г.). «Обзор повышения эффективности гидравлических турбин при рекуперации энергии» . Процессы . 11 (6). MDPI AG: 1815. doi : 10.3390/pr11061815 . ISSN 2227-9717 .

[22] Г. Байуотерс, П. Маттила, Д. Костин, Дж. Стоуэлл, В. Джон, С. Хоскинс, Дж. Линч, Т. Коул, А. Кейт, К. Бэджер и Б. Фриман (октябрь 2007 г.). «Генератор с прямым приводом Northern Power NW 1500» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Отчет по субподряду NREL/SR-500-40177: iii. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[ingPM-23] Витруп, Санне. Программное обеспечение вызывает производственные проблемы. Архивировано 2 ноября 2011 г. на сайте Wayback Machine , английский перевод Ing.dk , 1 ноября 2011 г. Доступ: 1 ноября 2011 г.

[doeRem-24] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Чу, Стивен . Стратегия критических материалов ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} Министерство энергетики США , декабрь 2011 г. По состоянию на 23 декабря 2011 г.

[25] Хау, Эрих. «Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика» стр142. Springer Science & Business Media, 26 февраля. 2013. ISBN 3642271510

[cost3A-26] Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин , раздел 11-1, John Wiley & Sons , 5 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 1-119-97545-X

[kroo-27] Кроо, Илан. Саммит зеленой авиации НАСА. Архивировано 18 октября 2011 г. на Wayback Machine p9, НАСА , сентябрь 2010 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г.

[28] Бертон, Тони; Дженкинс, Ник; Шарп, Дэвид; Боссани, Эрвин (2011). Справочник по ветроэнергетике, второе издание — Burton — Интернет-библиотека Wiley . дои : 10.1002/9781119992714 . ISBN 9781119992714 .

[29] Седербом, Йохан (22 октября 2020 г.). «Как ультраконденсаторы помогают ветроэнергетике реализовать весь свой потенциал» . Новости хранения энергии . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 года . Проверено 26 октября 2020 г. По оценкам, почти 30% всех ветряных турбин в мире оснащены ультраконденсаторными системами.

[30] «Патент US5876181 — Интегрированная ветряная турбина с многоблочной роторной лопастной системой — Google Patents» . Проверено 6 ноября 2013 г.

[31] Эрик Хау (редактор), Основы ветровых турбин, технологии, приложения, экономика, 2-е издание , Springer 2006, ISBN 3-540-24240-6 стр. 121

[32] Хью Пигготт (1998). «Курс CAT по ветроэнергетике. Примечания по конструкции лопастей» (PDF) . . Конспекты курса от Scoraig Wind Electric, используемые на курсах в Центре альтернативных технологий .

[33] Дюваль, Джордж (27 мая 2021 г.). «Сколько стоят ветряные турбины?» . semprius.com . Проверено 10 июня 2021 г.

[34] Боэль, Томас (22 ноября 2012 г.). «Два крыла работают» . Ингениёрен . Проверено 22 ноября 2012 г. Дизайн заархивирован 5 декабря 2012 г. в Wayback Machine.

[Ma_2014-35] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Ма, П.; Чжан, Ю. (2014). « Перспективы использования углеродных нанотрубок/полимерных нанокомпозитов для материалов ветровых лопастей . В». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 30 : 651–660. дои : 10.1016/j.rser.2013.11.008 .

[36] Збигнев Любосный (2003). Работа ветроэнергетических установок в электроэнергетических системах: расширенное моделирование (энергетические системы) . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-3-540-40340-1 .

[37] «Материалы и методы проектирования ищем 100-метровую лопасть» . Ветроэнергетика . 10 мая 2011 года . Проверено 22 августа 2011 г.

[38] Крейг С. Коллиер (1 октября 2010 г.). «От крыльев самолетов до лопастей ветряных турбин: программное обеспечение НАСА возвращается на Землю с приложениями для экологически чистой энергетики» . Технические обзоры НАСА . Проверено 22 августа 2011 г.

[39] Nordex приобретает первый N131/3000 в Финляндии. В: Windpower Monthly , дата обращения 22 февраля 2015 г.

[40] Построена крупнейшая в мире морская турбина . В: Возобновляемые источники энергии. Журнал проверен 22 февраля 2015 г.

[Griffin03-41] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гриффин, Дейтон А.; Эшвилл, Томас Д. (2003). «Альтернативные композиционные материалы для лопастей ветряных турбин мегаваттной мощности: соображения проектирования и рекомендуемые испытания». Журнал солнечной энергетики . 125 (4): 515. дои : 10.1115/1.1629750 . ОСТИ 1111701 .

[42] Эшвилл, Т; Лэрд Д. (январь 2007 г.). Концепции использования очень больших лезвий (PDF) . 45-я встреча и выставка AIAA по аэрокосмическим наукам. АИАА-2007-0817.

[43] Ронольд, нокаут; Ларсен, GC (2000). «Надежность проектирования лопастей ротора ветроэнергетической установки от разрушения при предельной нагрузке». Инженерные сооружения . 22 (6): 565–574. Бибкод : 2000EngSt..22..565R . дои : 10.1016/s0141-0296(99)00014-0 .

[44] Брауэр, СР; Аль-Джибури, SHS; Карденас, IC; Хэлман, ДЖИМ (2018). «К анализу рисков для общественной безопасности, связанных с ветряными турбинами» . Инженерия надежности и системная безопасность . 180 : 77–87. дои : 10.1016/j.ress.2018.07.010 . S2CID 52278850 .

[45] Бассиюни, М.; Гутуб, С.А. (2013). «Стратегия выбора материалов и обработка поверхности полимерных композитов для изготовления лопастей ветряных турбин». Полимеры и полимерные композиты . 21 (7): 463–471. дои : 10.1177/096739111302100708 . S2CID 139958916 .

[46] Мишнаевский Л.; Браннер, К.; Босон, Дж.; МакГуган, М.; Соренсен, Б. (2017). «Материалы для лопастей ветряных турбин: обзор» . Материалы . 10 (11): 1285. Бибкод : 2017Mate...10.1285M . дои : 10.3390/ma10111285 . ПМК 5706232 . ПМИД 29120396 .

[47] Ниссен, РПЛ (2006). «Прогнозирование усталостного ресурса и снижение прочности композитных материалов лопастей ротора ветряных турбин». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[48] «Аэродинамические и эксплуатационные измерения ветровой турбины SWT-2.3-101» (PDF) . ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА 2011 . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 22–25 мая 2011 г. с. 1 . Проверено 14 октября 2013 г.

[49] Кристу, П. (2007). «Перспективные материалы для изготовления турбинных лопаток». Армированные пластмассы . 51 (4): 22. doi : 10.1016/S0034-3617(07)70148-0 .

[50] Сурбхи, Випин (14 сентября 2020 г.). Недорогое углеродное волокно в качестве потенциальной защиты от удара молнии для лопастей ветряных турбин . Американское общество композитов 2020. Техас.

[51] Шен, Р.; Амано, РС; Левински, Г.; Мэтт, АКК (2019). «Новая сосудистая система, высокоэффективная для хранения и транспортировки восстанавливающего агента для самовосстанавливающихся лопастей ветряных турбин». Журнал технологий энергетических ресурсов . 141 (5). дои : 10.1115/1.4042916 . S2CID 117703641 .

[52] Чжан, Н.; Ян, Ф.; Герра, Д.; Шен, К.; Кастро, Дж.; Ли, Дж.Л. (2013). «Повышение эрозионной стойкости стеклоармированных полимерных композитов с использованием покрытий нанобумаги на основе углеродных нановолокон». Журнал прикладной науки о полимерах . 129 (4): 1875–1881. дои : 10.1002/app.38899 .

[53] Лян, Ф.; Тан, Ю.; Гоу, Дж.; Капат, Дж. (2011). «Разработка многофункциональных нанокомпозитных покрытий для лопастей ветроэнергетических установок». Керамические сделки . Серия керамических сделок. 224 : 325–336. дои : 10.1002/9781118019467.ch32 . ISBN 9781118019467 .

[54] Тан, М.; Хуанг, Л.; Ван, Дж.; Гуань, Д. (2019). «Прогресс исследований покрытий лопастей ветряных турбин» . Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 542 (1): 012061. Бибкод : 2019MS&E..542a2061T . дои : 10.1088/1757-899X/542/1/012061 .

[55] Гао, Л.; Лю, Ю.; Ма, Л.; Ху, Х. (2019). «Гибридная стратегия, сочетающая в себе минимизированное передовое электрическое отопление и супергидро-/ледофобное покрытие поверхности для предотвращения обледенения ветряных турбин» . Возобновляемая энергия . 140 : 943–956. doi : 10.1016/j.renene.2019.03.112 . S2CID 116137675 .

[56] Манджини, Д.; Антонини, К.; Маренго, М.; Амирфазли, А. (2015). «Механизм образования льда на гидрофильных и супергидрофобных поверхностях». Наука и технологии холодных регионов . 109 : 53–60. Бибкод : 2015CRST..109...53M . doi : 10.1016/j.coldregions.2014.09.012 . hdl : 10281/222262 .

[:0-57] Jump up to: ^а ^б Мишнаевский, Леон; Браннер, Ким; Петерсен, Хельга; Босон, Жюстин; МакГуган, Малькольм; Соренсен, Бент (9 ноября 2017 г.). «Материалы для лопастей ветряных турбин: обзор» . Материалы . 10 (11): 1285. Бибкод : 2017Mate...10.1285M . дои : 10.3390/ma10111285 . ПМК 5706232 . ПМИД 29120396 .

[:1-58] Jump up to: ^а ^б Додд, Кертис В. (1983). Как защитить ветряную турбину от молнии . Отдел технологий ветроэнергетики Министерства энергосбережения и возобновляемых источников энергии США. стр. 91–97.

[59] Мишнаевский, Леон (01.09.2019). «Ремонт лопастей ветряных турбин: Обзор методов и сопутствующих задач вычислительной механики» . Возобновляемая энергия . 140 : 828–839. doi : 10.1016/j.renene.2019.03.113 . ISSN 0960-1481 . S2CID 115999124 .

[60] Мишнаевский, Леон (январь 2021 г.). «Устойчивое управление лопастями ветряных турбин по окончании срока их эксплуатации: обзор текущих и будущих решений» . Материалы . 14 (5): 1124. Бибкод : 2021Mate...14.1124M . дои : 10.3390/ma14051124 . ISSN 1996-1944 гг . ПМЦ 7957806 . ПМИД 33673684 .

[61] Ду, Ин; Чжоу, Шэнси; Цзин, Синцзянь; Пэн, Йепин; Ву, Хункун; Квок, Нгайминг (01 июля 2020 г.). «Методы обнаружения повреждений лопастей ветряных турбин: обзор» . Механические системы и обработка сигналов . 141 : 106445. Бибкод : 2020MSSP..14106445D . дои : 10.1016/j.ymssp.2019.106445 . ISSN 0888-3270 . S2CID 209925117 .

[62] «ГЛОБАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ 2008 | GWEC» . www.gwec.net . Проверено 7 ноября 2016 г.

[63] Европейская ассоциация ветроэнергетики. «Обзор исследовательской записки по вторичной переработке лопастей ветряных турбин» (PDF) .

[64] Жиньяк, Джеймс (2 ноября 2020 г.). «Утилизация лопастей ветряных турбин» . ЧистаяТехника . УКС. Архивировано из оригинала 2 ноября 2020 года.

[Duflou-65] Jump up to: ^а ^б Дюфло, Йост Р.; Дэн, Елин; Акер, Карел Ван; Девульф, Вим (01 апреля 2012 г.). «Являются ли армированные волокном полимерные композиты экологически безопасной альтернативой? Исследование, основанное на оценке жизненного цикла» . Вестник МРС . 37 (4): 374–382. дои : 10.1557/mrs.2012.33 . ISSN 1938-1425 .

[66] Пикеринг, SJ (1 августа 2006 г.). «Технологии переработки термореактивных композиционных материалов – современное состояние». Композиты. Часть A: Прикладная наука и производство . 2-я Международная конференция: Перспективные полимерные композиты для применения в строительстве. 37 (8): 1206–1215. doi : 10.1016/j.compositesa.2005.05.030 .

[67] «Переработка лопастей ветряных турбин — Approppedia: Wiki по устойчивому развитию» . www.apppropedia.org . Проверено 8 ноября 2016 г.

[68] Асматулу, Эйлем (февраль 2013 г.). «Переработка армированных волокном композитов и концепция прямой переработки конструкционных композитов». Журнал композиционных материалов . 48 (5): 13–14. дои : 10.1177/0021998313476325 . S2CID 136516595 .

[69] Мартин, Крис (5 февраля 2020 г.). «Лопасти ветряных турбин не подлежат вторичной переработке, поэтому они накапливаются на свалках» . Новости Блумберга . Проверено 10 июня 2021 г.

[70] «Возобновляемые энергетические ресурсы Индианы» . Индианаcleanpower.org. 07.08.2013. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Проверено 6 ноября 2013 г.

[iba-71] Jump up to: ^а ^б Эмме, Свенд. Новый тип башни ветряной турбины. Архивировано 26 апреля 2012 г. в Wayback Machine Metal Industry , 8 августа 2011 г. Доступ: 10 декабря 2011 г.

[twrshell1-72] Витруп, Санне. Башня ветряной турбины нового типа, собранная из реек , Ingeniøren , 29 октября 2011 г. Доступ: 12 мая 2013 г.

[73] « Краткое описание башни-снаряда. Архивировано 15 марта 2013 г. в Wayback Machine ». Андресен Тауэрс . Проверено: 13 ноября 2012 г.

[twrshell2-74] Лунд, Мортен. Роботы стоят за успехом Дании с ветряными башнями , Ingeniøren , 12 мая 2013 г. Доступ: 12 мая 2013 г.

[75] «Проектирование турбины WindPACT: техническая область 3 исследований масштабирования — осуществимость самовоздвигающейся башни и гондолы» . 2001.

[76] РД Фредриксон. «Самомонтируемый метод ветряных турбин». . 2003.

[77] Ник Шарпли. «Что сдерживает башенную технологию?» . 2013.

[78] «Самомонтирующаяся ветряная турбина, предназначенная для удаленных объектов» . 2002.

[79] Анкона, Дэн; Маквей, Джим (29 августа 2001 г.). «Ветряная турбина. Информационный бюллетень о материалах и производстве» (PDF) . Принстон Энерджи Ресорсиз Интернэшнл, ООО . Проверено 10 июня 2021 г.

[80] «Стальные решения в зеленой экономике» (PDF) . Всемирная ассоциация производителей стали . 2012. Архивировано из оригинала (PDF) 8 февраля 2015 года.

[81] Куиллиган, Эйдан; О'Коннор, А.; Пакраши, В. (2012). «Анализ хрупкости стальных и бетонных башен ветряных турбин». Инженерные сооружения . 36 : 270–282. Бибкод : 2012EngSt..36..270Q . дои : 10.1016/j.engstruct.2011.12.013 . hdl : 10197/10425 .

[82] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 22 октября 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[83] Левитан, Дэйв (16 мая 2013 г.). «Слишком высоко для стали: инженеры обращаются к бетону, чтобы поднять проектирование ветряных турбин на новую высоту» . IEEE-спектр . Институт инженеров электротехники и электроники . Проверено 10 июня 2021 г.

[84] МакГар, Джастин. « Революция ветроэнергетики: первая в мире деревянная турбина. Архивировано 16 ноября 2012 г. в Wayback Machine ». Источник сборки дизайна , 13 ноября 2012 г. Проверено: 13 ноября 2012 г.

[85] РИЧАРДСОН, ДЖЕЙК. « Башня из 99% натурального дерева для ветряных турбин » Clean Technica , 18 октября 2012 г. Дата обращения: 13 ноября 2012 г.

[86] Льюис, Мишель (28 декабря 2023 г.). «Самая высокая в мире деревянная ветряная турбина теперь онлайн» . Электрек .

[87] Блейн, Лоз (27 февраля 2023 г.). «GE устанавливает первую в мире спирально-сварную башню ветряной турбины» . Новый Атлас . Проверено 27 февраля 2023 г.

[88] П.В. Карлин, А.С. Лаксон и Э.Б. Мулджади. «История и современное состояние технологии ветряных турбин с регулируемой скоростью» . 2003. п. 130-131.

[89] Мурти, СС; Сингх, Б.; Гоэл, ПК; Тивари, СК (2007). «Сравнительное исследование систем преобразования энергии ветра с фиксированной и переменной скоростью, питающих сеть». 2007 7-я Международная конференция по силовой электронике и приводным системам . стр. 736–743. дои : 10.1109/PEDS.2007.4487785 . ISBN 978-1-4244-0644-9 . S2CID 22529780 .

[caliao-90] Jump up to: ^а ^б Калиао, Нолан Д. (2011). «Динамическое моделирование и управление полнофункциональными преобразовательными ветряными турбинами». Возобновляемая энергия . 36 (8): 2287–2297. doi : 10.1016/j.renene.2010.12.025 .

[91] Э. Мулджади и К. П. Баттерфилд. «Генерация ветряных турбин с регулируемым шагом и регулируемой скоростью» . 1999.

[92] Э. Мульджади, К. Пирс и П. Мильоре. «Консервативная стратегия управления ветряными турбинами с регулируемой скоростью и остановкой». Архивировано 20 марта 2014 г. в Wayback Machine . 2000.

[93] Эвайс, AM; Лян, Дж.; Эканаяке, Дж.Б.; Дженкинс, Н. (2012). «Влияние ветряных турбин на базе полностью номинальных преобразователей на ССР». Инновационные технологии интеллектуальных сетей IEEE PES . стр. 1–6. дои : 10.1109/ISGT-Asia.2012.6303160 . ISBN 978-1-4673-1220-2 . S2CID 34726034 .

[94] Мате Елавич, Неджелько Перич, Иван Петрович. «Демпфирование колебаний башни ветряных турбин за счет регулирования скорости вращения ротора» . в 2007 году

[95] Родригес т, А.; Карканджиу, CE; Пинеда, И.; Фишер, Т.; Кунле, Б.; Шой, М.; Мартин, М. (2011). «Регулирование демпфирования конструкции ветряной турбины для снижения нагрузки на башню». Темы гражданского строительства, Том 4 . Серия материалов конференций Общества экспериментальной механики. стр. 141–153. дои : 10.1007/978-1-4419-9316-8_12 . ISBN 978-1-4419-9315-1 .

[freight-waves-baker-96] Бейкер, Линда (27 августа 2019 г.). «Доставка ветряных турбин – это непростая задача» . Грузовые волны . Проверено 29 августа 2019 г.

[97] Ломбарди, Д. (2010). Долгосрочная эксплуатация морских ветряных турбин с моносвайной опорой. Бристоль: Бристольский университет.

[98] Кокс, Дж. А., и Джонс, К. (2010). Долгосрочная эксплуатация морских ветряных турбин с опорой на всасывающий кессон. Бристоль: Бристольский университет.

[:2-99] Гэвин, Кеннет; Крейг, Уильям (2018). Фундаменты ветряных турбин . Лондон: Издательство ICE. стр. 3–24. ISBN 9780727763969 .

[100] Эшлок, Джерами; Шефер, Верн. «ФУНДАМЕНТЫ ДЛЯ ВЕТРЯНЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЙ» (PDF) . Штат Айова . Проверено 21 августа 2018 г.

[windpowerengineering-20111221-101] Зипп, Кэти (21 декабря 2011 г.). «Предварительно напряженные анкеры позволяют возводить фундаменты меньшего размера» . Проектирование и развитие ветроэнергетики . Проверено 25 октября 2021 г.

[102] «Клинковый Дракон» . Состояние Зеленого . Проверено 13 декабря 2012 г.

[103] Р. Симонсен, Торбен. «Лифтра индистиллер Лезвие Дракона» . Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 г. Проверено 13 декабря 2012 г.

[cost1-104] Бадни, Роб. Неисправности подшипников вызывают серьезные проблемы для ветряных турбин, но есть решения | Журнал Machine Design, 26 июня 2014 г.

[cost3B-105] Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин, стр. 155, John Wiley & Sons , 7 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 0-470-69981-7

[cost2-106] Джеймисон, Питер. Инновации в проектировании ветряных турбин , раздел 9-1, John Wiley & Sons , 7 июля 2011 г. По состоянию на 26 февраля 2012 г. ISBN 1-119-97612-X

[iec61400-107] Международный стандарт IEC 61400-1, третье издание Международной электротехнической комиссии , август 2005 г. По состоянию на 12 марта 2011 г.

[108] «Услуги по обозначению РДС-ПП» . Решение Киля . Проверено 9 июля 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[ 68 ]

[ 69 ]

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

[ 78 ]

[ 79 ]

[ 80 ]

[ 81 ]

[ 82 ]

[ 83 ]

[ 84 ]

[ 85 ]

[ 86 ]

[ 87 ]

[ 88 ]

[ 89 ]

[ 90 ]

[ 91 ]

[ 92 ]

[ 93 ]

[ 94 ]

[ 95 ]

[ 96 ]

[ 97 ]

[ 98 ]

[ 99 ]

[ 100 ]

v т и Энергия ветра
Энергия ветра	Воздушная энергия ветра По стране История Наземные транспортные средства Оффшор Турбины на всеобщее обозрение Ветряная мельница панемон
Ветровые электростанции	Списки ветряных электростанций Принадлежащий сообществу Оффшорные фермы Береговые фермы
Ветровые турбины	Аэродинамика Воздушно-десантный Воздушный змей Дизайн Плавающий Гондола Шаг подшипника QBlades Маленький Нетрадиционный Вертикальная ось Савониус Дарье Система рыскания несущий водить машину
Ветроэнергетика	Консалтинговые компании Производители Программное обеспечение
Производители	Энеркон GE Ветер включая GE Offshore Wind Золотой ветер Нордекс Сенвион Сименс Гамеса Сузлон Вестас
Концепции	2020-е годы в исследованиях ветроэнергетики Закон Бетца Теория импульса элемента лопасти Коэффициент мощности Возврат инвестиций в энергию Хранение энергии сетка Энергетические субсидии HVDC Гибридная мощность Лестничная мельница Чистый прирост энергии Соотношение наконечника и скорости Переменная возобновляемая энергия Виртуальная электростанция Прогнозирование ветроэнергетики Степенной закон профиля ветра Оценка ветровых ресурсов
Портал ветроэнергетики Категория Коммонс Дополнительные порталы: Возобновляемая энергия Энергия