Одна из главных проблем ветроэлектростанций – изменчивость ветра. Аэродинамические характеристики ветряных турбин идеальны для непрерывного устойчивого потока воздуха, однако эффективность лопастей резко ухудшается под воздействием порывов ветра, смены его направления, турбулентных и восходящих потоков воздуха и т.д.

Ученые из Сиракузского университета при поддержке Министерства энергетики США разработали интеллектуальную систему активного управления потоком AIR-FLOW, которая может повысить эффективность больших ветровых турбин при различных погодных условиях.

Суть технологии заключается в оценке характеристик потока воздуха на поверхности лопасти с помощью датчиков. Информация передается на интеллектуальный контроллер, который в режиме реального времени управляет лопастями турбины. Контроль за потоком воздуха не только повышает общую эффективность ветряка, но и снижает шум и вибрацию, возникающие из-за срыва потока воздуха.

Первоначальные результаты моделирования показывают, что управление потоком воздуха может при той же номинальной мощности значительно (на 80%) увеличить рабочий диапазон ветроэлектрогенератора или увеличить (на 20%) мощность при том же диапазоне погодных условий.

Ученые из Университета Миннесоты нашли другой способ повышения эффективности ветроэлектростанций. Они обнаружили, что лопасти ветряков создают ощутимое трение о воздух при вращении. Для решения этой проблемы инженеры нанесли на лопасти крошечные (от 40 до 225 мкм) треугольные бороздки. Они настолько мелкие, что не видны человеческому глазу, а наощупь лопасти кажутся идеально гладкими.

Эффективность этой технологии оценили с помощью компьютерного моделирования и продувки в аэродинамической трубе лопасти от турбины мощностью 2,5 МВт. Выяснилось, что «рифленое» покрытие лопастей позволяет повысить эффективность ветроэлектростанции примерно на 3%.