Учёные из Университета штата Айова (США) занимаются экспериментальным изучением ветровой энергии. Этот штат находится на втором месте в стране по количеству установленных ветряных энергетических генераторов. Во всём мире, особенно в Европе, выполнено немало исследований ветровой электроэнергетики, но они, как правило, касаются турбин, установленных на ровной поверхности. Американские учёные решили изучить, как неровности земной поверхности, такие как, холмы, долины, и различная высота размещения могут влиять на производительность ветряных генераторов.

"Результаты наших экспериментов востребованы в строительстве ветряных электростанций",- говорит Хуэй Ху Цзиньтао, профессор аэрокосмической инженерии. - Мы хотели бы увеличить срок эксплуатации ветряных турбин и повысить эффективность генерирования ветровой электроэнергии".

В лаборатории Университета исследователи создали модели турбины и провели практические испытания в аэродинамической трубе. Модели, всего десять дюймов высотой, выполнены в масштабе 1:320 и являются точной копией существующих 80-метровых ветряных турбин штата Айова. На макетах турбин были установлены мини-генераторы, множество датчиков для измерения скорости и направления движения отдельных частиц ветрового потока, а также вихрей созданных лопатками турбин. Аэродинамическая труба использовалась для определения количественных характеристик поверхностных ветров на холмистой местности, оптимального размещения ветряных турбин и разработки их более совершенных геометрических форм.

Предварительные результаты показали, что ветряные турбины на холмистой местности подвергаются гораздо более высоким ветровым нагрузкам, чем турбины на равнинной местности. Ветровой поток, двигаясь по холмистой местности от турбины к турбине, восстанавливает свой энергетический потенциал более быстрыми темпами, по сравнению с турбинами, установленными на ровной поверхности. Эксперименты в аэродинамической трубе позволили определить, что при установке генераторов друг от друга на расстоянии, равном шести диаметрам турбин, потери мощности энергии ветра на ровной поверхности составляют 13%, а на холмистой поверхности – всего 3%. Это означает, что на холмистой местности следует размещать турбины ближе друг к другу.

На следующем этапе экспериментов учёные планируют строительство девяти моделей турбин большего размера и проведение испытаний в аэродинамической трубе штата Айова.

Данные исследования способствуют оптимизации конструкции ветряных турбин с учетом рельефа местности. Результаты инновационных экспериментов будут учитываться при строительстве ветряных электростанций по новой технологии во всем мире.