На фоне стремительного роста интереса к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), ветроэнергетика занимает одно из ведущих направлений энергетической трансформации в мире. В ежегодном статистическом сборнике Renewable Capacity Statistics 2025, изданном Международным агентством по возобновляемой энергии (International Renewable Energy Agency, IRENA), представлены данные по установленной мощности объектов ВИЭ в разных странах мира. Согласно представленным данным, в 2024 году глобальный прирост мощностей электростанций на возобновляемых источниках составил 585 ГВт, что стало абсолютным рекордом за всю историю наблюдений. В структуре роста ВИЭ особенно выделяются солнечная и ветровая генерация, которые вместе обеспечили 96,6% общего увеличения мощностей [1]. Привлекательность ветроэнергетики обусловлена не только экологичностью и снижением углеродного следа, но и растущей экономической конкурентоспособностью. В России, обладающей обширной территорией и разнообразными климатическими условиями, потенциал ветроэнергетики остаётся во многом нераскрытым, особенно в удалённых и труднодоступных регионах [2].

Особое внимание в этом контексте заслуживает Российская Арктика — регион, обладающий одним из самых высоких ветровых потенциалов в стране. Здесь среднегодовая скорость ветра существенно превышает показатели центральных регионов, что делает Арктику привлекательной площадкой для внедрения ветроэнергетических проектов. Освоение этих территорий, с учётом их изоляции от централизованных электросетей и высокой стоимости традиционных источников энергии, становится приоритетным направлением в рамках энергетической стратегии РФ. Это подтверждается как федеральными инициативами, так и интересом крупных промышленных компаний, реализующих инфраструктурные и ресурсные проекты в арктической зоне.

Однако высокая ветровая активность сама по себе ещё не гарантирует успешной реализации ветроэнергетического проекта. Ключевым условием его эффективности выступает грамотный выбор ветроэнергетической установки (ВЭУ), адаптированной к конкретным условиям эксплуатации. Ошибки на этом этапе могут привести к серьёзным последствиям: от недополученной генерации до преждевременного износа оборудования и значительных экономических потерь.

Один из важнейших параметров, который необходимо учитывать при выборе ВЭУ, — это класс ветра. Этот показатель отражает типовые условия ветровой среды, в которых установка будет эксплуатироваться, и напрямую влияет на выбор оборудования, его ресурса и окупаемости. Класс ветровых турбин учитывает интенсивность и характер ветрового потока в месте установки, включая его среднюю скорость, турбулентность и экстремальные значения. Эти параметры определяют конструктивные особенности лопастей — их геометрические размеры, аэродинамический профиль и жёсткость, а также устанавливают рабочий диапазон скоростей ветра для генераторов одинаковой мощности. Существует несколько классов ветра для ветроустановок, которые определяются стандартом Международной электротехнической комиссии (МЭК) [3].

По классам ВЭУ делят на четыре значения: I, II, III и особый класс S (табл. 1). Для ветроустановок классов I-III дополнительно введена буквенная градация: A, B и C. Буквенные обозначения характеризуют уровень турбулентности на местности — высокий, средний и низкий, соответственно. Независимо от класса, ветрогенераторы стандартного типа рассчитаны на работу не менее 20 лет. Когда ветровые условия не соответствуют стандартным классам I-III, ветроэнергетическая установка разрабатывается по специальному классу S. Данный класс предусматривает индивидуальное проектирование для уникальных климатических условий, согласованных с заказчиком, таких как аномально высокие скорости ветра, экстремально низкие температуры, повышенная концентрация пыли и другие нестандартные факторы [3].

Классификация ветра для ВЭУ осуществляется на основании трех основных параметров: среднегодовой скорости ветра v, максимальной скорости порывов vref, усреднённой за десятиминутный интервал, и расчётного показателя турбулентности Iref при скорости воздушного потока 15 м/с с 50-летним периодом повторяемости. В табл. 1 представлена классификация ветроустановок по указанным характеристикам [3].

Пренебрежение соответствием ветрового класса оборудования к реальным условиям установки способно привести к ряду серьёзных последствий, как технического, так и экономического характера. Если установка спроектирована для низких ветровых нагрузок, но фактически монтируется в районе с сильными ветрами, она может оказаться неспособной выдерживать постоянные механические и аэродинамические нагрузки [4]. Это может привести к ускоренному износу компонентов или даже к катастрофическим отказам, включая разрушение лопастей, поломку вала или повреждение башни.

Эксплуатация ветроэнергетической установки за пределами допустимых рабочих режимов приводит к учащению аварийных остановок, перегрузкам и активному срабатыванию защитных систем. Это вызывает повышенные циклические нагрузки на конструкцию, ускоряя износ ключевых компонентов — особенно механизма поворота лопастей, подшипников и элементов трансмиссии. Некорректно подобранная ВЭУ будет чаще выходить из строя или автоматически останавливаться при сильных ветрах, что ведёт к нестабильной выработке энергии. Постоянные простои и повторяющиеся запуски дополнительно увеличивают динамические нагрузки, сокращая ресурс оборудования. Всё это снижает общую эффективность ветроустановки, уменьшает её энергетическую отдачу и требует более частого технического обслуживания для поддержания работоспособности.

С экономической точки зрения, неверно подобранное оборудование требует дополнительных затрат на его замену, ремонт и сервисное обслуживание. Особенно это критично в условиях Арктики или других удалённых регионах, где эти расходы кратно возрастают из-за сложности логистики, нехватки квалифицированного персонала и необходимости привлечения специализированной техники. Если ВЭУ выходит из строя или работает не в проектных условиях, эффективность объекта снижается, и как следствие, окупаемость инвестиций растягивается.

Класс ветроэнергетической установки определяется и задаётся производителем ветрогенераторов и указывается в техническом паспорте конкретной модели ВЭУ. Определение класса ветра, в свою очередь, местности является одним из ключевых этапов при планировании ветроэнергетических проектов. Этот процесс необходим для выбора оптимальной модели ВЭУ, соответствующей локальным климатическим условиям, и напрямую влияет на эффективность, надёжность и экономическую целесообразность функционирования ветропарка. Класс ветра местности отражает такие параметры, как среднегодовая скорость ветра, его порывистость, уровень турбулентности и другие характеристики воздушного потока, которые определяются на основе многолетних метеорологических наблюдений.

Наиболее надёжным способом определения ветровых характеристик конкретной территории является проведение ветроизмерений с использованием специализированного оборудования. Для этого устанавливаются анемометрические мачты, высота которых, согласно международным стандартам (например, IEC 61400–12–1:2017 [5]), должна составлять не менее ⅔ от высоты оси предполагаемой к установке ВЭУ, а оптимально — соответствовать высоте башни. Обычно используются мачты высотой от 80 до 100 м [6]. Могут применяться и конструкции высотой до 120 м. На мачтах размещаются анемометры для измерения скорости ветра и флюгеры для определения его направления [6]. Современные системы также могут включать датчики температуры, давления, влажности и турбулентности, а все собранные данные передаются в реальном времени на серверы для последующей обработки. Данные могут собираться с интервалом 30 минут или один час.

В соответствии с международными стандартами, такими как IEC 61400–12–1:2017 [5], и рекомендациями IRENA, для получения достоверных результатов измерения должны проводиться не менее 12 месяцев. Этот срок обусловлен необходимостью охвата всего годового цикла ветровой активности, включая сезонные колебания. Периоды с более короткой продолжительностью могут привести к неполной или искажённой картине ветрового ресурса, что создаёт риск неправильного выбора оборудования и, как следствие, недополучения ожидаемой выработки электроэнергии. После завершения полевого этапа ведётся подготовка финального отчёта, включающего статистическую обработку данных, розу ветров, распределение скоростей ветра и другие параметры, необходимые для определения класса ветра местности. Итоговый вывод об отнесении площадки к тому или иному классу основывается на стандартизированных методиках.

Несмотря на высокую точность результатов, полученных в ходе реальных измерений, на предварительном этапе проектирования могут использоваться альтернативные методы оценки ветрового потенциала. Одним из таких инструментов для оценки класса ветра в заданной точке является «Глобальный атлас ветров» (Global Wind Atlas), разработанный Датским техническим университетом (Danmarks Tekniske Universitet, DTU) по инициативе Международного агентства по возобновляемым источникам энергии. Он предоставляет доступ к обобщённым данным о распределении ветра на различных высотах большинства регионов мира. Хотя этот подход не заменяет натурных измерений, он может быть использован для ориентировочной оценки на ранних этапах анализа.

В качестве примера рассматривается территория, прилегающая к вахтовому посёлку Сабетта, расположенному на северо-востоке Ямало-Ненецкого автономного округа. Выбор данной локации обусловлен не только её высоким ветропотенциалом, но и стратегическим значением в контексте реализации масштабных проектов по производству и экспорту сжиженного природного газа. По некоторым данным, компания «НОВАТЭК» рассматривала возможность строительства ветропарка в этом регионе, что делает территорию вокруг Сабетты особенно интересной для анализа с точки зрения применения ветроэнергетических установок.

Обратившись к «Глобальному атласу ветров», можно выяснить, что территория вокруг вахтового посёлка преимущественно относится к классу ветра II-A. Фрагмент территории с «Глобального атласа ветров» представлен на рис. 1 [7].


Рис. 1. Класс ветра территории вокруг вах- тового посёлка Сабетта [7]

Заключение

Располагая информацией о классе ветра в рассматриваемом районе, становится возможным более точно и обоснованно подойти к выбору ВЭУ. Знание ветровых характеристик позволяет исключить неподходящее оборудование, минимизировать технические и экономические риски, а также провести более точный анализ доступных моделей на рынке. Такой подход обеспечивает выбор установки, максимально соответствующей условиям эксплуатации, что напрямую влияет на эффективность, надёжность и срок службы всей ветроэнергетической системы.