November 4th, 2021

Несколько фотографий дочери последнего султана

Дюррюшехвар Султан в возрасте 9,5 лет. 1923 год.
Дюррюшехвар Султан с отцом и мужем. 1931 год.



https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%8E%D1%80%D1%80%D1%8E%D1%88%D0%B5%D1%85%D0%B2%D0%B0%D1%80-%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%82%D0%B0%D0%BD

Фотофакт. Повреждения лопастей ветрогенераторов и что из этого следует

Фотофакт. Повреждения лопастей ветрогенераторов и что из этого следует (Трындец)

На фото ниже приведены эрозионные повреждения передней кромки лопастей ветрогенераторов.

Данные повреждения лопасть, будучи установленной на ветрогенераторе в шельфовой зоне Северного моря, получила всего за два года эксплуатации.

Но примечательны даже не столько сами повреждения, сколько то, что вызвало их. Это самые обычные капли дождя! Казалось бы, данный тип повреждений был бы ожидаем для засушливых районов, где ветер переносит частички песка и пыли, и в условиях большой влажности, присущей Северному морю, его не должно было бы быть. Однако расчёты показали, что при суммировании скоростей свободного падения капли и скорости вращения лопастей, тангенциальная скорость удара капли дождя о переднюю кромку лопасти ближе к наружному диаметру не падает ниже 80 м/с (288 км/ч). Если принять средний размер капли за 3мм (в реальности он варируется в зависимости от погодных условий от 0.5мм до 5мм) и вес 14мг, то получим, что суммарная сила воздействия на лопасть от такой капли будет равна 76N (приблизительно 7.6кг в весовом эквиваленте). Вроде бы немного? Но если посчитать, на какую площадь приходится данное воздействие (при условии, что капля при соударении расплющивается до 6мм), то получаются внушительные 26,5 атмосфер. То есть поверхность передней кромки лопасти подвергается воздействию микрогидроударов (вспомните, что делает кавитация с гребными винтами судов).

При наличии поверхностных дефектов (царапин, трещин и т.п.) полученных ещё на этапах изготовления, транспортировки и установки данное разрушительное воздействие только усиливается.

Чем чреваты подобные повреждения? Надо понимать, что повреждения как на фото вовсе не требуют немедленной замены лопасти из-за угрозы её разрушения. Однако они серьёзно нарушают аэродинамику лопасти и ведут к снижению эффективности ветрогенератора снижая вырабатываемую им мощность. Предварительные оценки (довольно оптимистичные) показывали, что падение эффективности составит всего 5%, но одно из исследований, результат которого был опубликован в июле прошлого года, показывает, что падение выработки электроэнергии вызванное эрозией лопастей может достигать 25%.

Почему проблема именно с каплями дождя, а не, скажем, с градом? Разрушительное воздействие града на лопасти работающей турбины куда более катастрофично, но более предсказуемо. Поэтому турбины на время неблагоприятных погодных условий либо сильно замедляют, либо вообще останавливают. Воздействие же капель дождя не было учтено должным образом и никому в голову не приходило, что турбины надо замедлять ещё и на время не столь уже редкого в Северном море дождя.

Исследования показали, что дождевая эрозия была сильно недооценена и лопасти потребуют замены гораздо раньше, нежели заявленные в рекламных буклетах 20-25 лет. Как выясняется масштабных исследований на этот счёт до последнего времени не производилось. И только сейчас, в связи с ростом парка ветрогенераторов и с сокращением субсидий со стороны государства, большинство эксплуатирующих компаний всерьёз озаботились проблемой продления срока службы турбин.

Уже предлагаются решения различной степени эффективности, от защитных плёнок и покрытий до подачи сжатого воздуха через сеть микроотверстий на поверхности лопасти, но любое из них однозначно приведёт в той или иной степени к удорожанию строительства и эксплуатации ветрогенераторов. Так же к удорожанию приведёт ужесточение правил транспортировки и монтажа лопастей с целью избежать появления поверхностных дефектов, которые способны усилить эрозию.

Авторство:
Авторская работа / переводика
Комментарий автора:

Если вспомнить, насколько увеличился парк ветрогенераторов за последнее время и что проблема утилизации отработавших свой срок лопастей всё ещё не решена, то самое время гринпису и прочим "зелёным" выразить свою озабоченность.

Помимо недооценённости дождевой эрозии на лицо явная недооценённость переменности генерации. Большинство эксплуатантов по аналогии с градом начнут притормаживать турбины на время самого обычного дождя.

Статья обзорная. Показалось интересным, что тема практически никак не затрагивается СМИ. Ссылки на использованные материалы:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/we.2540

https://mdpi-res.com/d_attachment/energies/energies-14-05974/article_deploy/energies-14-05974-v2.pdf - тут интересно про все виды повреждений

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/we.2200

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1618/5/052003/pdf - здесь подробнее о физике воздействия капли на лопасть

https://www.researchgate.net/figure/a-Offshore-wind-turbine-size-demand-based-on-commercial-orders-since-2001-5-b-Blade_fig1_339517021 - тут доступ платный

Кому интересно ещё гуглите "wind turbine blade leading edge damage". В последнее время всё чаще появляются публикации на данную тему. То есть всерьёз за исследования взялись совсем недавно.

upd

Следует заметить, что смолы используемые при изготовлении лопасти (как правило это то, что мы знаем под называнием "эпоксидка" или эпоксидная смола) крайне чувствительны к воздействию ультрафиолета. По воздействием ультрафиолета смола сначала становится хрупкой, а затем и вообще начинает разрушаться. Для защиты от ультрафиолета на поверхность лопасти наносятся защитные покрытия. И вот как раз оно и страдает в первую очередь от дождевой эрозии. После того как обнажились слои с "эпоксидкой" прочность (а следовательно и ресурс) лопасти начинает стремительно падать.

Выбросы СО2 могут вернуться к допандемийным показателям уже в 2021 году


Объемы выбросов парниковых газов в 2021 году вырастут примерно на 5%. Таким образом они выйдут на уровень, который был до начала пандемии COVID-19. Результаты исследования опубликовал научный журнал Earth System Science Data.

"Быстрый возврат выбросов на прежний уровень в 2021 году указывает, что мы вернулись к старой углеводородной экономике. Тех инвестиций в зеленый сектор, которые были заложены в планы по восстановлению экономики многих стран после пандемии, оказалось явно недостаточно для того, чтобы избежать резкого роста выбросов", – рассказал один из авторов исследования, профессор Эксетерского университета (Великобритания) Пьер Фридлингштайн.

Распространение коронавирусной инфекции привело не только к перегрузке систем здравоохранения в десятках разных государств, но и к резкому снижению объемов промышленного производства, автомобильного движения и многих других источников парниковых газов.

Первые оценки, датированные летом прошлого года, показали, что выбросы парниковых газов снизились примерно на 17% по сравнению с зимой и началом весны 2019 года. По предварительным оценкам за весь 2020 год масса ежегодных выбросов углекислого газа снизилась примерно на 2,4 млрд тонн (7%). Пока это самое большое падение за всю историю наблюдений.

Фридлингштайн и его коллеги по международному проекту Global Carbon выяснили, что это резкое снижение было лишь временным явлением. В соответствии с их расчетами, объемы выбросов в 2021 году вырастут почти на 5%, то есть человечество вернется к допандемийным показателям.

Значительная часть этого прироста, как отмечают ученые, придется на четыре страны, с которыми связаны самые большие объемы выбрасываемых парниковых газов. В частности, выбросы в США и ЕС вырастут примерно на 7,6% в этом году, а в Китае и в Индии они увеличатся на 4% и 12,6%. В других странах мира объемы выбросов изменятся не столь значительно – по оценкам ученых, они не превысят уровень 2019 года.

Аналогичные различия климатологи зафиксировали в том, как поменяется объем выбросов, связанных с разными отраслями экономики. К примеру, их уровень по итогам 2021 года почти не изменится для авиации и автотранспорта, но сильно вырастет для энергетической отрасли и промышленности.

Столь быстрое возвращение объемов выбросов к прошлым показателям, как считают Фридлингштайн и его коллеги, ставит под сомнение то, что человечество сможет удержать глобальное потепление на отметке в 1,5 °С к концу XXI века.


CO2, экология