Многие из нас видят ветряные турбины только на расстоянии. Они выглядят как массивные, изящные вертушки, медленно движущиеся по почти гипнотической дуге. Однако вблизи открываются масштабы этих гигантов. Типичная наземная турбина имеет высоту около 300 футов, что соответствует размеру Статуи Свободы (включая ее основание). Когда кончик лопасти достигает своей вершины, некоторые из крупнейших наземных турбин могут достигать высоты более 600 футов, включая лопасть. А средний диаметр этих вращающихся лопастей длиннее футбольного поля и составляет более 430 футов в ширину! Естественно, что-то столь большое не работает бесшумно.
Ветровые турбины генерируют различные типы звука, в том числе широкополосный звук, похожий на белый шум; тональный звук генераторов и других механических частей; и инфразвуковой звук. Вы, наверное, слышали термин «ультразвук», но, возможно, не знакомы с инфразвуком. Эта низкочастотная звуковая волна имеет частоту ниже 20 Гц, что находится ниже порога человеческого слуха. Возможно, мы не можем слышать звук на этом уровне, но иногда мы можем его почувствовать, и это может вызвать структурные проблемы, такие как вибрация окон.
Если вы когда-нибудь смотрели на ветряную турбину и замечали, что лопасти имеют зазубренные края, это на самом деле связано с этим шумом. Эти зазубренные края помогают снизить шум ветряной турбины и позволяют турбине работать с максимальной эффективностью в течение всего дня, даже ночью, когда другие турбины вынуждены работать в режиме шумоподавления. Вот как это работает.
Наука, лежащая в основе этих лезвий с зазубренными краями
Чтобы сделать ветряные турбины более тихим, сначала нужно понять, как создается этот глубокий свистящий звук. По сути, шум возникает, когда воздух попадает на края лезвия. Когда этот край гладкий, водовороты или воздушные карманы образуют связную полосу поперек лопасти. Когда эти водовороты встречаются с острым краем лезвия, они разбегаются и издают тот свистящий звук, с которым мы все знакомы.
Чтобы разрушить этот звук, ученые установили зазубренные края, которые разрушают воздушные карманы. Это приводит к тому, что вихри ударяются о заднюю кромку в разных точках и в разное время, разрушая и ослабляя звук. Наука прошла лабораторные испытания и доказала, и мы также видим, как это явление происходит в природе. Например, у некоторых видов сов крылья с зазубренными краями, а совы известны своим практически бесшумным полетом.
Компания SMART Blade, которая разработала зубцы на задней кромке ветряных турбин, утверждает, что их зубцы снижают общий уровень шума до 3 дБ. Исследователи также разрабатывают другие способы снижения шума ветряных турбин, например, звукоизоляцию редукторов и генераторов с помощью буферных подушек. Это важная работа, поскольку звуковое загрязнение от ветряных турбин влияет на людей, а также может оказывать пагубное воздействие на некоторых животных.
