Werktuigbouwkundigen ontwikkelen manieren om de productiviteit windpark te verbeteren

“We zijn het ontwerpen van turbines voor gebruik door zichzelf, maar we bijna nooit gebruik ze zelf niet meer,” zei UC Santa Barbara techniek professor mechanische Paolo Luzzatto-Fegiz, wiens specialiteit ligt in de stromingsleer. historisch gezien, hij zei, windturbines werden individueel of in kleine groepjes ingezet, maar als de wereld beweegt in de richting groenere energietechnologieën, ze zijn nu te vinden in groepen van honderden of duizenden.

Het probleem met deze grote installaties is dat elke machine, die is ontworpen om zo veel mogelijk duurzame energie halen uit tegemoetkomende wind, mag niet “speel goed” met de anderen, Luzzatto-Fegiz uitgelegd. Afhankelijk van hoe de turbines bevinden zich ten opzichte van elkaar en van de heersende wind, degenen die niet direct in het pad van de wind kon worden overgelaten aan energie uit aanzienlijk uitgeput luchtstroom.

“Deze turbines zijn nu erg goed in het onttrekken van energie uit wind, maar ze vormen ook deze zeer grote wind schaduwen,” waarbij Luzzatto-Fegiz, wie is de eerste auteur van “Entrainment modellen voor volledig ontwikkelde windparken: Effecten van atmosferische stabiliteit en een ideale limiet voor windpark prestaties,” gepubliceerd in de American Physical Society journal Physical Review Vloeistoffen. Soortgelijke strukturen de lichtstroom kan verzwakken van de ene kant naar de andere, windenergie wordt ook verminderd als het stroomt vanaf de voorzijde van de turbine zijn achterste. Het gevolg is dat niet alle turbines in een windpark wonen tot hun potentieel.

“Zo, kun je zien dat het niet een kwestie van de verpakking meer turbines op uw stuk grond, want op een gegeven moment deze afnemende meeropbrengst hit,” hij zei. “Er is een punt waar als je blijft het toevoegen van turbines de hoeveelheid stroom die je krijgt minder.”

Echter, volgens Luzzatto-Fegiz en co-auteur Colm Cille-P. Caulfield, een professor aan de universiteit van Cambridge in de U.K., er zijn manieren om dit probleem van de afnemende wind terug te krijgen. En, ze zeiden, deze verbeteringen kan resulteren in orden van grootte van de verbeteringen in de productie van energie van windmolenparken.

Het belangrijkste doel, volgens de onderzoekers, is om alle turbines toegang tot hoge snelheid luchtstroom geven, van waaruit ze een grotere hoeveelheid energie kan halen. Omdat de wind boven de boerderij is veel sneller dan tussen de turbines, mengen van de luchtstroom in het kielzog van de turbines met de lucht boven kan de sleutel tot het krijgen van meer bang voor je windturbine buck.

“Als je een of andere manier zou kunnen verzinnen een gadget die voor elk van deze turbines oorzaken van deze wakes om zeer snel te mengen, je kan potentieel hebben deze enorme verbeteringen,” Luzzatto-Fegiz genoemde.

Nog een andere mogelijke oplossing is een relatief nieuwe versie van de windturbine, waarbij de schoepen roteren om een ​​verticale as-achtige eierklutser blades-in tegenstelling tot de traditionele horizontale as.

“Deze zijn niet zo goed presteren gewoonlijk door zichzelf, maar het is belangrijk dat ze kunnen in wezen veel sterker mengen in hun zog veroorzaken,” hij zei, “en de mensen hebben aangetoond dat als je ze in een regeling waarbij ze draaien in tegengestelde richting van elkaar kunnen ze heel mooi mengen veroorzaken.”

Het is ontwikkeld door de onderzoekers modellen zouden kunnen leiden tot een beter presterende windparken, die in sommige gevallen niet nodig zo veel turbines zoals eerder gedacht, waardoor potentiële kosten verlagen. De modellen kunnen ook resulteren in aangepaste oplossingen die de boerenbedrijven te betrekken’ specifieke terrein, en lokale weerpatronen.

“We zijn erg blij dat we al die zeer nauwkeurig kunnen modelleren,” waarbij Luzzatto-Fegiz.

Bron:

phys.org/news