Одним из решений является использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра, и за последнее десятилетие в Китае наблюдается быстрый рост. Но многие ветряные электростанции строятся в регионах с высокой сейсмической активностью.

В Журнал по возобновляемой и устойчивой энергетике, издательством AIP Publishing, исследователи из Университета Чанчжоу и Пекинского технологического университета представляют свою работу, исследующую динамическое поведение ветряных турбин, подвергающихся комбинированной нагрузке ветра и землетрясения.

Группа обнаружила, что изменения в ветре увеличивают и уменьшают амплитуду отклика ветряной турбины при слабых и сильных землетрясениях соответственно.

"Угол входа землетрясений влияет на сейсмическую реакцию ветряных турбин из-за асимметрии аэродинамического демпфирования и жесткости лопастей", - сказал Сюли Ду, соавтор исследования из Пекинского технологического университета. "Ветер и землетрясение вызывают вибрацию ветряных турбин, особенно лопастей, что изменяет аэродинамическую нагрузку, действующую на лопасти".

Современные крупномасштабные ветряные турбины используют технологию регулирования частоты вращения и шага, что означает, что контроллер влияет на их динамическое поведение.

"Следовательно, динамический отклик ветряных турбин при возбуждении ветром-землетрясением показывает эффект связи аэросервоупругости - взаимодействия между инерционными, упругими и аэродинамическими силами, которые возникают, когда упругое тело подвергается воздействию потока жидкости", - сказал Ду. "Ветер и движение земли также являются случайными векторными полями, со сложными временными и пространственными неопределенностями, связанными в сочетании."

Удивительно, но исследователи обнаружили, что ветер одновременно оказывает динамическое нагружающее и демпфирующее воздействие на сейсмическую реакцию ветряных турбин. Таким образом, они предупреждают, что рассмотрение только одного из этих двух эффектов может привести к неточным или даже ошибочным выводам.

"Наша работа может помочь в определении комбинаций ветра и землетрясения для сейсмического проектирования ветряных турбин и непосредственно помочь в проектировании конструкций ветряных турбин", - сказал Ду.

Опорные башни ветряных турбин, расположенные в сейсмически активных районах Китая, обычно не имеют резервных опор, поэтому, если одна из них выйдет из строя, это может привести к обрушению турбин.

"При преобразовании энергии ветра в электричество ветряные турбины находятся в рабочем состоянии большую часть своего срока службы, что делает важным изучение динамического поведения ветряных турбин при ветрово-сейсмической нагрузке", - сказал Ду.