Mekanikaj inĝenieroj disvolvas manierojn plibonigi ventoturbinan produktivecon
Vi verŝajne vidis ilin, eble dum longaj vojvojaĝoj: vento turbinoj kun enorma, hipnotaj ruliĝantaj klingoj, utiligante la puran potencon de vento por konvertiĝo en elektran energion. Kion vi eble ne scias estas, ke pro la eksplodo de la nombro da ventoturbinoj uzataj, ĉar ni ampleksas pli purajn fontojn de energio., ĉi tiuj ventoturbinaroj estas tre eble ne tiel produktivaj kiel ili povus esti.
Nebulo ĉe enmara ventoturbinaro montras la formadon de ventoombroj inter ventoturbinoj. Kredito: AKVOFALOJ
“Ni dezajnis turbinojn por uzi mem, sed ni preskaŭ neniam plu uzas ilin per si mem,” diris UC Santa Barbara profesoro pri mekanika inĝenierado Paolo Luzzatto-Fegiz, kies fako kuŝas en fluida mekaniko. Historie, li diris, ventomuelejoj estis uzitaj individue aŭ en grupetoj, sed dum la mondo moviĝas al pli verdaj energiaj teknologioj, ili nun troviĝas en grupoj de centoj aŭ miloj.
La problemo kun ĉi tiuj grandaj instalaĵoj estas, ke ĉiu maŝino, kiu estis desegnita por ĉerpi kiel eble plej multe da energio de venanta vento, eble ne “ludu bone” kun la aliaj, Luzzatto-Fegiz klarigis. Depende de kiel la turbinoj estas situantaj relative unu al la alia kaj al la reganta vento, tiuj ne rekte en la pado de la vento povus esti lasitaj eltiri energion de signife malplenigita aerfluo.
“Ĉi tiuj turbinoj nun tre kapablas ĉerpi potencon de vento, sed ili ankaŭ formas tiujn tre grandajn vento-ombrojn,” diris Luzzatto-Fegiz, kiu estas la ĉefa aŭtoro de “Entrainmodeloj por plenevoluintaj ventoturbinaroj: Efikoj de atmosfera stabileco kaj ideala limo por ventoturbina agado,” publikigita en la revuo American Physical Society Fizikaj Reviziaj Fluidoj. Simile al kiel strukturoj povas mildigi la fluon de lumo de unu flanko al alia, ventoenergio ankaŭ estas malpliigita kiam ĝi fluas de la fronto de la turbino al sia malantaŭo. La rezulto estas, ke ne ĉiuj turbinoj en ventoturbinaro vivas ĝis sia potencialo.
“Do, vi povas vidi, ke ne temas pri paki pli da turbinoj sur via terpeco, ĉar iam vi trafas ĉi tiujn malpliiĝantajn rendimentojn,” li diris. “Estas punkto, kie se vi daŭre aldonas turbinojn, la kvanto de potenco, kiun vi ricevas, malpliiĝas.”
Tamen, laŭ Luzzatto-Fegiz kaj kunaŭtoro Colm-cille P. Caulfield, profesoro ĉe la Universitato de Kembriĝo en la U.K., ekzistas manieroj ĉirkaŭiri ĉi tiun problemon de malpliiĝantaj revenoj de vento. Kaj, ili diris, tiuj plibonigoj povus rezultigi grandgrandajn plibonigojn en la energiproduktado de ventoturbinaroj.
La ĉefa celo, laŭ la esploristoj, estas doni al ĉiuj turbinoj aliron al altrapida aerfluo, el kiu ili povas ĉerpi pli grandan kvanton da energio. Ĉar la vento super la bieno estas multe pli rapida ol inter la turbinoj, miksi la aerfluon post la turbinoj kun la aero supre povus esti la ŝlosilo por akiri pli grandan profiton por via ventoturbina dolaro..
“Se vi povus iel elpensi aparaton, kiu por ĉiu el ĉi tiuj turbinoj igas ĉi tiujn maldormojn tre rapide miksi, vi eble povas havi ĉi tiujn grandegajn plibonigojn,” diris Luzzatto-Fegiz.
Ankoraŭ alia ebla solvo estas relative nova versio de la ventoturbino, en kiu la klingoj rotacias sur vertikala akso - kiel ovobatilklingoj - kontraste al la tradicia horizontala akso.
“Ĉi tiuj ne funkcias same bone ordinare per si mem, sed gravas, ke ili esence povas kaŭzi multe pli fortan miksadon post sia maldormo,” li diris, “kaj homoj montris, ke se vi metas ilin en aranĝon, kie ili turniĝas en kontraŭaj direktoj unu al la alia, ili povas kaŭzi tre belan miksadon.”
La modeloj evoluigitaj de la esploristoj povus konduki al pli bone rezultantaj ventoturbinaroj, kiu en kelkaj kazoj eble ne postulas tiom da turbinoj kiom antaŭe pensis, tiel reduktante eblajn kostojn. La modeloj ankaŭ povus rezultigi kutimajn solvojn, kiuj implikas la farmejojn’ specifa tereno, kaj lokaj veterpadronoj.
“Ni vere ĝojas, ke ni povas modeli ĉion tre precize,” diris Luzzatto-Fegiz.
Fonto:
phys.org/novaĵoj
Lasu respondon
Vi devas Ensaluti aŭ registri por aldoni novan komenton .