Суровая погода может нанести ущерб искусственным сооружениям, но эти большие ветряные турбины продолжают стоять, как будто ничего и не произошло. Если это не звучит достаточно странно, еще одно странное поведение, которое демонстрируют эти гиганты, заключается в том, что они начинают вращаться медленнее при сильном ветре. Это может показаться расточительным, тем более, что больший ветер должен означать, что вентиляторы вращаются быстрее и производят больше сока, так зачем же все это выбрасывать?
Ветровые турбины следуют тому, что инженеры называют кривой мощности – картой того, сколько электроэнергии турбина способна производить при любой заданной скорости. Легкого ветра (около 6–9 миль в час) обычно достаточно, чтобы лопасти начали вращаться. Увеличение скорости ветра улучшает производство, но только до определенного момента; после этого он достигает потолка. Вот тут-то и вступает в игру скорость отключения, которая обычно составляет около 55 миль в час (хотя она варьируется в зависимости от турбины). Как только скорость ветра достигнет этого порога, анемометр турбины, измеряющий скорость ветра, отключит турбину. Лезвия остановятся и свернутся, чтобы рассечь порывы ветра, а не поймать их. Принцип очень похож на то, что автоматически делают ветряные насосы, перекачивающие воду из-под земли во время штормов.
Ветровые турбины, конечно, созданы, чтобы выдерживать гораздо более быстрые ветры. Международные стандарты безопасности, в частности IEC 61400, требуют, чтобы большинство современных турбин были способны выдерживать продолжительный ветер со скоростью до 182 миль в час и порывы ветра до 156 миль в час.
Форма и гибкость тоже имеют значение
Еще одним важным фактором, позволяющим ветряным турбинам противостоять штормам, является конструкция. Лопасти, все полые, содержат колпаки лонжеронов, идущие внутрь. Они созданы для того, чтобы не дать кончику турбины раскачиваться сверх предела, когда лопасть отгибается назад при порыве ветра. Затем пара внутренних панелей, называемых сдвиговыми перемычками, соединяет одну крышку лонжерона лопасти с другой. Эти панели несут боковые нагрузки, которые накапливаются при изгибе лезвия.
Каждая оболочка лезвия отлита из стекловолокна. Дорогое углеродное волокно также начало использоваться в более современных конструкциях, особенно в деталях, которые выдерживают наибольшую нагрузку, таких как крышки лонжеронов. Основная проблема заключается в том, что оно значительно дороже стекловолокна за фунт, но оно дает некоторые реальные преимущества, компенсирующие затраты, в частности, позволяя снизить массу лопасти до 25% и улучшить способность лопастей выдерживать повторяющиеся нагрузки.
Независимо от материала, ветряные турбины обладают своей гибкостью. Хорошие лезвия созданы для того, чтобы гнуться, а не ломаться, и даже сама башня сгибается при сильных порывах ветра. Они созданы для того, чтобы наклоняться, а не бороться с ветром. Тем не менее, иногда всей защиты недостаточно, и прямое попадание шторма все равно может привести к разрушению турбин. Однако это потребует настоящего шторма, учитывая, что большинство из них рассчитаны на то, чтобы пережить ураган вплоть до 3-й категории.
