ГОСТ Р 54418.2-2014 (МЭК 61400-2:2006) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 2. Технические требования к малым ветроэнергетическим установкам

     6.3 Режимы ветра

6.3.1 Общие требования

МВЭУ должна обеспечивать надежное и безопасное функционирование при режимах ветра, соответствующих выбранному классу. Расчетные параметры режимов ветра должны быть подробно представлены в проектной документации. Режимы ветра для обеспечения безопасности и определения силового воздействия на элементы конструкции МВЭУ разделяются на нормальные режимы, которые часто случаются в течение нормальной эксплуатации МВЭУ, и экстремальные режимы, которые имеют периоды повторяемости один год и 50 лет.

Во всех случаях должно быть рассмотрено влияние отклонения осредненного потока (далее - средний поток) относительно горизонтальной плоскости до 8°. Этот угол отклонения потока принимается постоянным по высоте.

6.3.2 Нормальные режимы ветра

6.3.2.1 Модель распределения скорости ветра

Выбор модели распределения скорости ветра оказывает существенное влияние на проектирование МВЭУ, потому что определяет частоту изменения нагрузок, действующих на элементы конструкции в нормальных проектных состояниях. Средняя величина скорости ветра на высоте оси ветроколеса, определенная на 10-минутном интервале, определена в соответствии с распределением Рэлея.

В этом случае вероятность распределения скорости ветра на высоте оси ветроколеса будет иметь вид:

,                                          (5)

где - скорость набегающего воздушного потока на высоте оси ветроколеса (для МВЭУ с горизонтальной осью вращения), м/с;

- среднее значение скорости ветра, м/с.

6.3.2.2 Модель нормального профиля ветра (НПВ)

В модели нормального профиля ветра профиль ветра, V(z), м/с, определяет среднюю скорость ветра как функцию высоты z, м, над уровнем земли. Для стандартных классов МВЭУ нормальную скорость ветра определяют из уравнения:

,                                                        (6)*

где показатель степени принимается равным 0,2.*

________________

* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Принятая модель профиля ветра используется для определения среднего вертикального сдвига ветра по нормали к плоскости, ометаемой ветроколесом.

6.3.2.3 Модель нормальной турбулентности (МНТ)

Модель нормальной турбулентности должна включать в себя сдвиг ветра в соответствии с моделью нормального профиля ветра. Под турбулентностью понимают среднюю величину случайных изменений скорости ветра в течение 10 мин. Модель турбулентности должна учитывать изменения скорости ветра, сдвиги ветра и их направления.

Для нормальных классов МВЭУ спектральная плотность мощности векторного поля скоростей ветра, используемая в модели турбулентности, должна удовлетворять следующим условиям:

а) среднеквадратичное отклонение продольной составляющей скорости ветра выражается зависимостью:

,                                                          (7)

где - для разных классов приведены в таблице 1. Характерные зависимости для стандартного отклонения , м/с, и интенсивности турбулентности показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 - Стандартные отклонения и интенсивность турбулентности в МНТ

б) спектральная плотность энергии продольной составляющей турбулентности, , в высокочастотной зоне инерционной области должна быть приближена к зависимости: