U ovom ?lanku koji se oslanja na ?lanak iz ?asopisa Wind Technology predstavljamo nove tehnologije lopatica nevidljivih radarima koje su u razvoju. Ve? smo pisali o ovoj temi u dva navrata u ?lancima sa sli?nim naslovom "Slijede?i korak industrije energije vjetra: nevidljivi vjetroagregati"�i "Vjetroagregati nevidjivi radarima", s tim da ?e ovaj ?lanak biti detaljniji, te ?e obraditi sve metode kojima se �eli smanjiti utjecaj vjetroagregata na radare.

Ozbiljniji razvoj vjetroagregata nevidljivih za radare je zapo?et po?etkom ovog stolje?a, nakon �to je uo?eno da su tisu?e MW vjetroelektrana na ?ekanju jer se nalaze na mjestima gdje postoji problem interferencije s lokalno postavljenim radarima. Procjenjuje se da je u svijetu barem 20 GW vjetroelektrana u zastoju zbog zabrinutosti oko interferencije sa radarskim sustavima, i to i civilnim i vojnim. Posebno je problemati?an utjecaj vjetroelektrana na sustave kontrole zra?nog prometa.

U razvoju lopatica nevidljivih za radar najdalje je stigao Vestas, koji je na Me?unarodnom forumu za vjetar i radar u Kanadi, u srpnju ove godine objavio da je uspje�no testirao vjetroagregat u stvarnoj veli?ini koji je koristio tehnologiju nevidljivosti. Vestas je tu tehnologiju razvijao zajedno sa tvrtkom QinetiQ koja ina?e razvija tehnologiju za vojnu i strate�ku industriju.

Kako vjetroagregat utje?e na radar

Vjetroagregati su velike strukture, a vjetroelektrane su velika podru?ja sa mnogo velikih gra?evina koje zajedno sa svojim reflektiraju?im povr�inama i rotiraju?im lopaticama predstavljaju zna?ajan radarski presjek (RCS � Radar Cross Section). Jednostavno gledaju?i to zna?i da oni izgledaju kao veliki stati?ki ili treperavi objekt na ekranu radara, ?ime drugi objekti mogu postati nejasni, pa postoji zabrinutost zbog mogu?eg utjecaja na zra?ni promet. Taj problem je zna?ajan u �manjim� dr�avama sa puno zra?nog prometa i puno projekata velikih vjetroelektrana kao �to su Velika Britanija i Nizozemska. Prema procjenama je samo u Velikoj Britaniji 12 GW projekata vjetroelektrana u zastoju zbog ovog problema. Naravno problemi postoje i u drugim zemljama, kao �to su recimo neki dijelovi SAD-a.

Povijesni pregled problema

Ve? tokom 2003. godine je Odjel za razmjenu i industriju vlade Velike Britanije zatra�io studiju utjecaja vjetroelektrana na radare kako bi �to bolje razumjeli kompleksne me?uutjecaje, i kako bi razvili smjernice industriji vjetra za najbolju procjenu lokacija vjetroelektrana s ciljem smanjivanja interferencije. Po?etnu studiju je izra?ivao QinetiQ, tada nedavno privatizirani dio DERA-e (Agencija za istra�ivanje i procjenu obrane) unutar kojeg je prije 60 godina i osmi�ljen radar. Oni su kori�tenjem kompjuterskih simulacija, prou?avanjem postoje?ih vjetroelektrana i testiranjem na terenu Enercon E66 vjetroagregata uz eksperimentalni radarski sustav, uspjeli razviti model za operatere vjetroelektrana, te su do�li i do drugih korisnih otkri?a. Najva�nije od tih otkri?a je bilo da se RCS vjetroelektrana najvi�e mo�e smanjiti pomo?u materijala koji apsorbiraju radarske signale. Visina stupa se pokazala nebitnom za RCS, ali zato oblik kabine i stupa mogu smanjiti utjecaj na radar.

Radarska interferencija

Radarski sustavi rade na na?in da �alju pulsove radio valova koji se odbijaju od objekata. Vra?anjem valova do radarske stanice promjene u dolaze?em signalu se interpretiraju pomo?u softvera te se generira slika onog �to je na putu zrake. Naj?e�?e se objekti prika�u kao slika ili to?ka na ekranu. �to je ve?i RCS to je on uo?ljiviji na ekranu. Civilni zrakoplovi imaju veliki RCS pa su lako uo?ljivi na ekranu, dok su vojni zrakoplovi isprojektirani za mali RCS.

Radari se razlikuju i po valnim duljinama koje koriste. Radari sa duga?kim valnim duljinama koriste ni�u frekvenciju i rade na ve?em podru?ju. Kod njih je ve?a �ansa pojave objekta, ali tako?er lak�e dolazi do interferencije ili pojave "sme?a" na ekranu. Kra?i radari koji se uglavnom koriste u civilnim agencijama pokazuju manje "sme?a", ali njima ?e�?e promaknu mali i nevidljivi objekti.

Stupovi i kabine vjetroagregata su poseban problem za radare jer su veliki, a lopatice dodatno i rotiraju. Sami radari su uglavnom isprogramirani da ignoriraju objekte koji se ne mi?u, ali to se ovdje ne mo�e primijeniti po�to se kod vjetroagregata lopatice konstantno vrte. Zbog te vrtnje radari na lokaciji vjetroelektrana prikazuju zbunjuju?i veliki objekt, odnosno crnu rupu na ekranu koju je onda te�ko razlikovati od drugih objekata na tom mjestu, odnosno od zrakoplova neovisno na kojoj visini lete. Drugi problem je da vjetroelektrane mogu stvoriti i podru?ja zasjenjenja pri ?emu se ne mogu vidjeti zrakoplovi koji lete na ni�im visinama. Velike vjetroelektrane mogu utjecati i na navigacijske instrumente na brodovima i zrakoplovima �to je veliki problem posebice kod mnogobrojnih projekata sa velikim priobalnim vjetroagregatima na Sjevernom moru.

Op?enito vjetroagregati utje?u na radio valova na vi�e na?ina. Staklom poja?ana plastika koja ?ini ve?inu vjetroagregata je sama po sebi refleksivna, kao �to su i gromobrani koji se nalaze na unutarnjoj strani lopatica i stupa. Stupovi i kabine mogu imati velike RCS-ove pogotovo kad je na lokaciji puno vjetroagregata. Kut i nagib lopatica isto mo�e utjecati na RCS. Recimo ako se lopatice nalaze pod kutem 90 stupnjeva u odnosu na radar imat ?e ve?i utjecaj nego da se nalaze u nekoj drugoj poziciji.

Za smanjenje RCS-a postoji nekoliko potencijalnih rje�enja unutar samog sustava radara odnosno unutar softvera.