Геофизики проследили за мистическим появлением молний на ветрогенераторах

Очевидцы множество раз замечали, что при штормовой погоде ветрогенераторы могут выпускать мощные пучки молний. Этому явлению до сих пор нет резонного объяснения, учёные во мнениях расходятся.

Пучки молний могут образовываться каждый раз, когда одна из лопастей турбины оказывается наверху (фото J. Montanya, YouTube).

Команда исследователей из Политехнического университета Каталонии в Барселоне во главе с геофизиком Жоаном Монтанья (Joan Montanyà) сделала видеозапись при помощи высокоскоростной видеокамеры и проследила за появлением молний.

Учёные обнаружили, что при определённых атмосферных условиях, вращающиеся лопасти турбины могут выпускать пучок молний каждый раз, когда одна из лопастей находится на самом верху. Пучок может распространяться до двух километров в высоту.

"На видео показано, как три близко стоящих друг к другу турбины генерируют молнии одновременно. Удивительно, что такая активность может быть сразу у нескольких ветрогенераторов на небольшой площади", — рассказывает Монтанья.

Это явление, хоть и не несёт прямого ущерба человеку, может значительно подпортить сами турбины, или даже вовсе их разрушить. Так, в 2011 году в Великобритании произошёл инцидент с ветряными турбинами. Одна из них взорвалась из-за образовавшейся молнии и сильного ветра, который заставил лопасти вращаться против их естественного направления. Этим было вызвано сильное трение в тормозной системе, вызвавшее появление целого огненного шара.

Молния может повредить лопасть турбины или вовсе вывести её из строя (фото C. Clark/Wikimedia Commons).

Молнии образуются достаточно часто, чтобы за один непогожий день разрушить несколько турбин или вывести из строя все лопасти. Лопатки, как правило, делаются из углеродного металлопластика, который может противостоять воздействию случайных электрических импульсов, но если последних будет слишком много, то конструкция станет непригодной для дальнейшего использования.

Изучая этот вопрос, Монтанья и его коллеги вспомнили о самолётах, в которые также часто попадают молнии, но они от этого не страдают. Дело в том, что воздушные суда обладают алюминиевым фюзеляжем, который "обводит" электрические импульсы вокруг конструкции. Однако подобное решение не подходит для ветряков: если добавить алюминий в лопасти, их вес увеличится настолько, что они потеряют свою эффективность.

Не менее важной проблемой каталонские геофизики назвали и то, что повреждения от случайных молний трудно идентифицировать и устранить вовремя. Вряд ли кто станет после каждого шторма или грозы лезть на самый верх и проверять лопасти турбин.

Для начала, уверены учёные, необходимо установить, почему генерация молний происходит так часто, а также найти способы сократить появление пучков. Многие исследователи предполагают, что кончики лопастей заряжаются из-за трения с воздухом при сильном ветре, однако эту теорию ещё предстоит подтвердить при помощи расчётов и экспериментально.

Отчёт о наблюдениях за молниями Монтанья описал в статье, опубликованной в издании Journal of Geophysical Research.