Немецкие климатологи обнаружили, что если в Северном море строить ветряные электростанции согласно текущим проектам, то из-за их близкого расположения скорость ветра может снизиться на 2,5 метра в секунду. Это, в свою очередь, уменьшит генерируемую мощность в марте и апреле на 26 процентов, пишут ученые в Scientific Reports.

Одна из самых перспективных разновидностей ветряных электростанций — фермы, расположенные в море. Во-первых, там значительно больше свободного пространства, чем на суше, а во-вторых, заметно сильнее ветер: уже в 10 километрах от берега скорость ветра на 25 процентов больше. Но поскольку стоимость морских ветроэлектростанций примерно в полтора-два раза выше наземных, то и проектировать их надо значительно тщательнее — учитывая возможные аэродинамические эффекты и эволюцию карты морских ветров в ближайшем будущем.

Основная площадка для размещения морских ветрогенераторов в Европе — территория Северного моря. Уже сейчас вдоль побережья и судоходных линий запущены десятки станций, на соседних участках устанавливаются новые ветряки, в других областях изучают возможность запуска ветрогенераторов в будущем.

Карта уже запущенных морских ветроэлектростанций в Северном море (отмечены темно-синим) и тех станций, которые планируют запустить в будущем / Naveed Akhtar et al. / Scientific Reports, 2021

Если электростанция, даже состоящая из сотен отдельных ветряков, стоит посреди моря в одиночестве, то она оказывает минимальное влияние на розу ветров, и изменение скорости воздушного потока не скажется на ее эффективности в будущем. Но если несколько ферм расположены впритык друг к другу, то энергетическими потерями, связанными с образованием вихревых воздушных потоков, пренебрегать уже нельзя.

Энергия ветра, дующего на лопасть турбины, частично преобразуется в электроэнергию, а частично — в турбулентную кинетическую энергию потоков воздуха, уже прошедшего турбогенератор. Это не только снижает скорость самого потока, но и слегка повышает температуру и влажность в области за ветрогенератором — длина этого следа может составлять несколько десятков километров.

Немецкие климатологи под руководством Навида Ахтара (Naveed Akhtar) из Центра имени Гельмгольца Гереон решили проверить, как новые ветряные электростанции будут влиять на мощность соседних ферм, если их построят в соответствии с текущим планом, и выяснили, этот аэродинамический эффект сказывается и на генерируемой мощности, и на направлении и силе ветра.