À medida que o desenvolvimento econômico da China continua, a demanda de energia está aumentando junto com ele. Atender a essa demanda de energia por meio de combustíveis fósseis está se tornando cada vez mais indesejável, pois apresenta riscos ambientais e climáticos.
Uma solução é adotar fontes de energia renováveis, como a energia eólica, e tem experimentado um rápido crescimento na China durante a última década. Mas muitos parques eólicos estão sendo construídos em regiões de alta atividade sísmica.

Em Jornal de Energia Renovável e Sustentável , pesquisadores da Universidade de Changzhou e da Universidade de Tecnologia de Pequim apresentam seu trabalho explorando os comportamentos dinâmicos de turbinas eólicas submetidas a carregamentos combinados de vento e terremoto.

O grupo descobriu que as mudanças no vento aumentam e diminuem a amplitude de resposta da turbina eólica sob terremotos fracos e fortes, respectivamente.

“O ângulo de entrada dos terremotos influencia a resposta sísmica das turbinas eólicas, por causa da assimetria do amortecimento aerodinâmico e da rigidez das pás”, disse Xiuli Du, coautor da Universidade de Tecnologia de Pequim. “O vento e o movimento do solo do terremoto induzem a vibração das turbinas eólicas, especialmente as pás, o que altera a carga aerodinâmica que atua nas pás”.

As turbinas eólicas modernas de grande escala usam tecnologia de controle de velocidade variável e passo variável, o que significa que seu comportamento dinâmico é afetado pelo controlador.

“Consequentemente, a resposta dinâmica de turbinas eólicas sob excitação de terremoto e vento mostra o efeito de acoplamento da aerosservoelasticidade – as interações entre as forças inerciais, elásticas e aerodinâmicas que ocorrem quando um corpo elástico é submetido a um fluxo de fluido”, disse Du. "O movimento do vento e do solo também são campos vetoriais aleatórios, com complexos domínios de tempo e incertezas espaciais envolvidos quando combinados."

Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que o vento exerce simultaneamente um efeito dinâmico de carga e amortecimento na resposta sísmica das turbinas eólicas. Assim, eles alertam que considerar apenas um desses dois efeitos pode levar a conclusões imprecisas ou até errôneas.

"Nosso trabalho pode orientar a determinação de combinações de vento-terremoto para o projeto sísmico de turbinas eólicas e ajudar diretamente a projetar estruturas de turbinas eólicas", disse Du.

As torres de suporte de turbinas eólicas localizadas em áreas sismicamente ativas da China normalmente não incluem suportes redundantes, portanto, se uma falhar, pode resultar no colapso das turbinas.

“Enquanto convertem a energia eólica em eletricidade, as turbinas eólicas estão em estado operacional durante a maior parte de sua vida útil, o que torna importante estudar o comportamento dinâmico das turbinas eólicas sob carga de terremoto”, disse Du.