A szélturbinák kezelői régóta tisztában vannak azzal, hogy mekkora veszély jelent rendszereikre a villámlás. A legtöbb esetben persze az elektromos energia szimplán elvezetődik a földbe, a különösen erős villámok azonban komoly károkat okozhatnak. A szélturbinák ráadásul a jelek szerint még jobban is vonzzák a villámokat, mint egy hozzájuk hasonló magasságú, hasonlóan elhelyezkedő építmény tenné. Joan Montanyà és Oscar van der Velde, a barcelonai Katalán Műszaki Egyetem kutatói, illetve Earle Williams, az MIT munkatársa arra voltak kíváncsiak, hogy miért van ez. Miben viselkedik másképp egy szélkerék, mint például egy vele egyforma magasságú adótorony?

Ennek kiderítése érdekében rádiós szenzorokkal szereltek fel egy több szélfarmnak is helyet adó területet Spanyolországban, majd megfigyelték, mi történik a viharok idején. A rendszer több érdekes dolgot is rögzített. Egyrészt a turbinák fölött több esetben is periodikus felvillanásokat figyeltek meg, amelyek 3 másodpercemként követték egymást, és egy esetben egy óráig is eltartottak. A mérések alapján ezek olyan alacsony energiájú kisülések voltak, amelyek akkor zajlottak le, amikor a turbina egyik lapátja elérte pályája legmagasabb pontját.

Széles körben ismert tény, hogy a viharok alkalmával felhő és felhő közti, illetve felhő és földfelszín közti villámok is létrejöhetnek. A szakértők által felszerelt rendszer azonban néhány egészen ritka villámfajtát is rögzített, köztük egy olyat is, amely a földből indult ki, majd a felhő elérése után újra a felszínbe csapódott. A legtöbb felhőből a föld felé irányuló villámcsapás esetében a felszínből kiemelkedő objektum pozitív töltésre tesz szert, és közte, illetve a fölötte elhaladó, negatív töltésű felhő közt egyenlítődik ki a töltéskülönbség villámcsapás formájában.

Az említett különleges esetben azonban a turbina lapátjain negatív töltések halmozódtak fel, és ezek illetve a szélkerék fölött 5 kilométerre található, pozitív töltésű felhő közt jött létre a villám első fele, majd mivel a szomszédos felhők negatív töltést hordoztak, ezek, illetve a továbbra is negatívan töltött turbina hatására oldalirányban zajlott le a kisülés második szakasza, a villám pedig 20−25 kilométerre a szélkeréktől csapott bele a földbe.

A mellékelt videón az is látszik, hogy a villámcsapások egy része egyszerre több turbinát is érinthet, van olyan is például, hogy a fent leírt folyamat során a kisülés második fele egy szomszédos szélkereket talál el. Apróbb kisülések folyamatosan megfigyelhetők az egymáshoz közeli turbinákon, ami arra utal, hogy ezek az objektumok nem igazán izolálódnak egymástól elektromosan.

De mégis mi az, ami olyannyira vonzóvá teszi a turbinákat a villámok számára? A válasz az alapanyagban és a folyamatos forgó mozgásban rejlik. A szélkerekek szigetelő anyagokból épülnek fel, vagyis a rajtuk felhalmozódott töltésmennyiséget nem tudják egykönnyen elvezetni. A lapátok viszont forgás közben folyamatosan ütköznek a levegő töltött részecskéivel, illetve indukció révén a felettük elhaladó, töltéssel rendelkező felhőktől is töltést vesznek fel.

A másik dolog, hogy a szakértők szerint a lapátok forgás közben lehagyják az úgynevezett koronát, vagyis azt az ionizált levegőréteget, ami körbeveszi a töltéssel rendelkező objektumokat. A nem mozgó tárgyak koronája pufferként viselkedve gyengíti az elektromos teret. Mivel viszont a turbina lapátjai rendre ezen ionizált „védőréteg” előtt haladnak, nagyobb eséllyel történik rajtuk elektromos kisülés. Hasonló jelenség teszi lehetővé, hogy kisebb rakétákkal villámokat generáljanak, amit a szakterület kutatói előszeretettel alkalmaznak is kísérleteik során.

A szakértők szerint a mostani eredmények sokat segíthetnek abban, hogy a jövőben jobb, a villámokkal szemben ellenállóbb, azokat kevésbé vonzó szélturbinákat hozzanak létre. A kutatók úgy vélik, hogy már az üzemeltetési procedúrák megváltoztatása is sokat segíthet a villámkár megelőzésében. Ha például nagyobb viharok idején a kezelők lelassítanák vagy leállítanák a kerekek mozgását, máris alacsonyabbá válna a kockázat.