6584

6584

حفاظت از پره هاي توربين بادي در برابر رعد و برق

كارشناسي

قدرت

1398

دكتر محسن كلانتر

1398/09/19

برق

lightning protection wind turbine blades

چكيده روزانه ميليون‌ها صاعقه به‌واسطه بيش از دو هزار رعد ‌و برق كه در نقاط مختلف كره زمين رخ مي دهند، ثبت مي شوند. اين صاعقه‌ها مي توانند شدت جرياني تا حدود 200 كيلو آمپر داشته و انرژي معادل 15 مگاژول بر اهم در بر داشته باشند كه اين ميزان انرژي مي‌تواند به هر سازه اي كه در مسير اين صاعقه ها قرار گرفته باشد، آسيب هاي جدي وارد كند. توربين هاي بادي، معمولا سازه هاي فلزي بلند و مرتفع داشته و اغلب در مناطقي نصب شده اند كه فعاليت‌هاي رعد و برق در اتمسفر آن‌ها زياد است. اين عامل موجب شده كه بسياري از توربين‌هاي بادي كه در سرتاسر جهان نصب شده اند به واسطه اين صاعقه‌ها آسيب‌هاي كلي را متحمل شوند، خسارت توربين‌هاي بادي ناشي از رعد و برق در حال حاضر يكي از منابع اصلي مطالبات بيمه توربين بادي ‌و خرابي است. شناخت اثرات ضربه و صدمه رعد و برق بسيار مهم است، زيرا اندازه و حدود توربين‌هاي بادي افزايش مي يابد و در مكان‌هايي قرار مي گيرند كه تعمير و نگهداري آن‌ها دشوار و پرهزينه است. توربين‌هاي بادي ساختار‌هاي مهمي هستند، زيرا آن‌ها مي‌توانند به راحتي شدت طوفان با ارتفاع بالا را جذب كنند، آن‌ها به راحتي مي توانند شدت طوفان‌ها را از ارتفاعات نزديك به خود جلب كنند، همچنين مي توانند دورترين آن‌ها را نيز جذب كنند. چرخش پره‌ها همچنين ممكن است موجب جرقه شود و موجب افزايش چشم‌گير تعداد ضربه در واحد توربين بادي شود. از آنجايي كه توربين‌هاي بادي داراي سازه‌هاي بلند هستند، جريان‌هاي رعد و برق كه توسط ضربه بازگشت به توربين تزريق مي‌شوند، تحت تأثير بازتاب در بالا، پايين و در اتصال پره ها با پايه استاتيكي توربين قرار مي‌گيرند. ما در اين مقاله براي بررسي ضربه‌هاي رعد و برق و تأثير آنها بر توربين‌هاي بادي با هدف غني سازي كار و پيشنهاد روش‌هاي موثرتري براي حفاظت از رعد و برق ارائه مي‌كنيم. همچنين تنوع و ميزان اين آسيب ها و برخي از اصول حفاظت توربين هاي بادي در برابر آن‌ها به اختصار مورد بحث قرار خواهد گرفت. در اين مقاله همچنين شبيه سازي يك شبكه قدرت توربين بادي قرار گرفته و تحليل شده است.