风力涡轮机运动可以产生闪电

2019-02-23 15:48:05
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在有利的大气条件下,任何升高的结构都会产生向上的闪电。即使是飞机也可以这样做 - 实际上,高度和运动是导致这种现象的两个因素。风力涡轮机叶片的尖端以每秒几十米的速度移动。然而,之前没有人证明这种运动与放电触发之间的关系。

通过位于塔拉戈纳Terres de l'Ebre地区的闪电测绘阵列,UPC的闪电,大气电力和高压研究小组(LRG)已经检测到风力涡轮机的电力放电,这些放电定期重复。这些放电的持续时间从几分钟到一个多小时不等,具体取决于风暴条件。

研究人员对Rubió风电场的风力涡轮机发出的闪电进行了高速录像。LRG是闪电研究的欧洲基准,已经记录了由云下旋转的风力涡轮机引起的几次向上闪电。这些记录是在离风力涡轮机一公里的距离处进行的,摄像机的设定速度为每秒6668帧,分辨率时间为150微秒。

防止故障并提高对现象的理解

LRG的工作将非常有用,因为它将有助于描述现象并建立预防系统。虽然它每天都在发生,但闪电仍然是最不为人知的大气现象之一。风力涡轮机叶片产生的雷电及其与旋转频率的关系的研究将有助于表征和定义闪光,最重要的是防止闪光。它还将降低风力涡轮机制造公司和风力发电公司的成本,这些公司每年因闪电造成的损失将损失数百万欧元。

风力涡轮机叶片目前长度超过60米,机舱可以距离地面100多米。叶片由复合材料制成,对放电和闪电的影响非常敏感。

根据农场所在的区域,损坏可能很严重。例如,在日本西海岸,冬季闪电比夏季闪电危害得多。事实上,由于风暴的破坏,一些风电场被迫关闭。

LRG是欧洲唯一一个科学和系统地研究闪电的团体。他们在比利牛斯山脉,埃布罗三角洲和哥伦比亚加勒比海的圣安德烈斯岛建立了天文台。他们的专业知识使他们参与了欧洲航天局的大气 - 空间相互作用监测(ASIM)项目,该项目将使他们获得新知识并使他们能够在这一科学领域取得进步。在这个项目中,他们将研究地面伽马射线爆发,高能射线发射和与闪电有关的异常高海拔现象:放电和精灵的巨型射流,发生在雷暴上方的平流层和中间层。

在ASIM项目中,LRG近年来得到了西班牙经济和竞争力部的支持。该集团最先进的设备包括三台高速摄像机,每秒可拍摄500,000张图像; 干涉仪用于研究云内发生的事情; 和闪电网络映射阵列,可以表征三维闪电的演变。

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