Có rất nhiều yếu tố khác nhau góp phần vào sự thay đổi khí hậu toàn cầu trên trái đất, một trong số đó phải kể đến bởi sự tích tụ của khí nhà kính. Và để giải quyết vấn đề này thì việc sử dụng năng lượng sạch, tái tạo là một trong những giải pháp tối ưu nhất hiện nay.

Theo thống kê của Cơ quan Năng lượng tái tạo Quốc tế (IRENA), công suất phát điện toàn cầu tăng thêm 167 GW và đạt 2.179 GW trên toàn thế giới vào cuối năm 2017, đại diện cho mức tăng trưởng hàng năm khoảng 8,3%. Chỉ sau quang điện mặt trời (PV), gió tăng 10% với 3/4 công suất mới được lắp đặt tại năm quốc gia: Trung Quốc (15 GW), Mỹ (6 GW), Đức (6 GW), Anh (4 GW) và Ấn Độ (4 GW).

Vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào các tuabin gió có thể chống chọi được các cơn bão? Dưới tình hình thời tiết ngày càng trở nên cực đoan xảy ra thường xuyên hơn, các nhà sản xuất tuabin gió phải đảm bảo ngay từ đầu rằng thiết bị của họ sẽ chịu đựng mọi điều kiện thời tiết trong suốt vòng đời của chúng.

Theo ông Sandy Butterfield, Chủ tịch của IECRE, Hệ thống IEC chứng nhận tiêu chuẩn liên quan đến thiết bị sử dụng trong các ứng dụng năng lượng tái tạo, cho các ngành năng lượng gió, PV mặt trời và năng lượng biển cho rằng tiêu chuẩn IEC hiện hành giúp củng cố các tuabin gió.

Trên thực tế, tất cả các tuabin gió có tính chất thương mại được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế, cụ thể là loạt tiêu chuẩn IEC 61400, được phát triển bởi Ủy ban Kỹ thuật IEC (TC) 88. IECRE là hệ thống chứng nhận quốc tế và minh bạch duy nhất có thể đánh giá liệu thiết kế tuabin có đáp ứng các yêu cầu được xác định trong các tiêu chuẩn không. Các điều kiện thiết kế tuabin đã được xác định trong tiêu chuẩn IEC 61400-1, bao gồm các điều kiện môi trường bên ngoài cùng với nhiều điều kiện hoạt động của tuabin, mà các tuabin gió trên bờ phải đáp ứng để đáp ứng các yêu cầu chứng nhận. Tiêu chuẩn IEC 61400-3 bao gồm các điều kiện bên ngoài cho các thiết kế tuabin ngoài khơi.

Ông Butterfield còn cho biết, hầu hết các tua-bin gió ngoài khơi và trên bờ được thiết kế để chịu được sức gió 70 m/s (155 dặm/giờ, gần 250 km/giờ) (IEC Cấp độ I), lớn hơn hầu hết các cơn bão hiện nay. Bản sửa đổi mới nhất của IEC 61400-1, trong các bước phê duyệt cuối cùng, chứa một lớp thiết kế đặc biệt dành cho các khu vực có gió cực mạnh, có thể xảy ra do lốc xoáy nhiệt đới, còn được gọi là bão trong Đại Tây Dương. Lớp thiết kế mới tăng tốc độ gió cực mạnh mà các tuabin gió được thiết kế với tốc độ khoảng 80 m/s (gần 180 dặm/giờ, khoảng 290 km/giờ) và cho phép thiết kế các tuabin gió với điều kiện bên ngoài khắc nghiệt hơn khi cần thiết.

Khi các tuabin gió được lắp đặt ngoài khơi (và trên bờ) phải xác định cụ thể tất cả các điều kiện thời tiết có thể xảy ra trong vòng đời dự kiến ​​của dự án, thông thường là 30 năm nhưng không dưới 20 năm. Điều này đòi hỏi nhà phát triển dự án phải thu thập dữ liệu lịch sử cho trang web của họ và sử dụng các dữ liệu này để đưa ra dự báo một tập hợp các điều kiện thiết kế như gió bão cực mạnh, các cơn sóng, dòng chảy và bất kỳ điều kiện thời tiết nào khác mà tua-bin có thể gặp phải, bao gồm cả bão lốc xoáy nhiệt đới.

Có rất nhiều thách thức thiết kế cho các tuabin gió do sự kết hợp của gió (ít hơn gió siêu mạnh) và sóng cùng với các điều kiện vận hành của tuabin gió nhất định. Các nhà thiết kế mô phỏng sự kết hợp này với mô hình máy tính rất tinh vi để đảm bảo cho chính họ, các tổ chức chứng nhận, cơ quan quản lý và khách hàng rằng họ thực sự đã giải quyết tất cả các tác nhân, điều kiện thời tiết khắc nghiệt có thể làm hỏng tuabin gió.