防雷风力涡轮机

这是我们以前听过的故事：由于化石燃料的性质效率低下和不可避免的下降，替代能源资源变得越来越流行。风能是替代能源的流行来源，风场在世界各地发芽。这是您可能没有考虑的事情：雷击是这些风力涡轮机的主要问题。直觉上，具有高风速的地方也有暴风雨的天气，150米高的金属杆为闪电袭击而言是一个有吸引力的目标。实际上，一些极端的风力涡轮机场每天经历10次闪电！

当闪电撞到涡轮机时，强大的电流流过它会产生磁场，如下图所示。电流和产生的磁场都可以干扰和损坏Nacelle中的设备，即保护和覆盖涡轮机中驱动组件的外壳。设计这些涡轮机的工程师面临的最大挑战是将屏蔽电子设备的面板放置在哪里，以限制雷击的效果。工程师通常依靠涡轮机及其各个组件的物理测试以及现场体验来设计未来的系统。这是一个昂贵的过程，一套NaCelle的测试最高可达500,000欧元。通常情况下，多物理建模是一个更便宜，更有效的过程。

200 ka @ @ 25 kHz闪电后的磁场的插图撞击了其中一个刀片。

全球闪电保护服务A/S（GLP）是一家专门从事闪电保护的工程顾问公司。索伦（Søren）发现了他们的工程师之一Madsen，发现使用COMSOL多物理学进行有限元方法（FEM）建模是搭配闪电效应的有效方法。Comsol的核心强度是将不同的物理分析耦合到一个模型中。由于风力涡轮机的3D CAD模型非常详细，因此Madsen首次使用Livelink™为了SpaceClaim®要删除几何形状的不必要特征，以使求解器有效计算解决方案。完成后，在Comsol中运行了一系列现实的场景，以建模雷击的效果。结果使GLP可以就屏蔽要求以及其他因素向客户提供建议，而不仅仅是仅依靠国际电子技术委员会制定的标准。

要了解有关这些分析的建模和结果的更多信息，请参阅第29页多物理模拟插入在IEEE Spectrum杂志中。