Antyhałas wyciszy turbiny wiatrowe

Antyhałas wyciszy turbiny wiatrowe

Naukowcy z niemieckiego Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU w Dreźnie wspólnie z kolegami z Schirmer GmbH, ESM Energie- i Schwingungstechnik Mitsch GmbH oraz biura inżynierskiego Ziegler, opracowali aktywny system wygłuszania turbin wiatrowych. Projekt finansowany jest przez ‘Deutsche Bundesstiftung Umwelt’.

Gdy turbiny wiatrowe zlokalizowane są w pobliżu obszarów zamieszkałych, nie mogą pracować zbyt głośno, nawet przy dużych prędkościach wiatru. Większość urządzeń tego rodzaju jest projektowanych tak, by pracować jak najciszej, jednak nie da się zupełnie wyeliminować hałasu. Jednym źródłem są obracające się łopaty wirnika, a drugim wibracje wywoływane przez mechanizm napędowy.

Hałasy te są emitowane z wież, na których zamontowane są turbiny, na duże obszary, a okoliczni mieszkańcy słyszą uciążliwe brzęczenie. „Takie monotonne dźwięki są dla ludzi szczególnie nieprzyjemne; coś jak brzęczenie moskita.” – powiedział André Illgen z Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU w Dreźnie.

Gdy turbiny hałasują nadmiernie, dopuszcza się jedynie pracę pod częściowym obciążeniem. W rezultacie wirnik obraca się wolniej i generuje mniej energii. W wyjątkowych przypadkach, operatorzy zmuszeni są do instalowania dodatkowych systemów tłumiących, a czasem wręcz do wymiany przekładni. Oba te rozwiązania są bardzo kosztowne.

Efektywność stosowanych dotąd pasywnych systemów wygłuszających jest bardzo ograniczona, gdyż absorbują one hałas o określonej częstotliwości. Tymczasem nowoczesne turbiny dostosowują swoją prędkość do siły wiatru, by maksymalnie wykorzystać jego energię, czego skutkiem pośrednim jest zmienna częstotliwość hałasu.

Rozwiązaniem tego problemu jest aktywny system wygłuszający zbudowany we Fraunhofer Institute. „Systemy te samodzielnie reagują na wszelkie zmiany częstotliwości hałasu i wygłuszają go, niezależnie od tego, jak szybko generator się obraca.” – powiedział Illgen.

Kluczowym elementem systemu są piezoelektryczne aktuatory. Przekształcają one prąd elektryczny w mechaniczny ruch i generują ‘ujemne wibracje’ czyli swoisty ‘antyhałas’, który precyzyjnie przeciwdziała wibracjom turbiny wiatrowej i eliminuje je. piezoelektryczne aktuatory zainstalowane są w łożyskach przekładni, które łączą ją ze słupem.

„Zintegrowaliśmy z systemem czujniki, które stale mierzą wibracje przekładni i przekazują wyniki pomiarów do systemu sterującego aktuatorami.” – powiedział Illgen.

Naukowcy mają już system działający w warunkach laboratoryjnych i przygotowują się do prób w terenie.

(lk)