Tämä yksi muutos saa enemmän voimaa tuulipuistoilta

Tämä yksi muutos saa enemmän voimaa tuulipuistoilta

(Luotto: Don Sniegowski / Flickr)

Turbiinien osoittaminen hieman vastapäätä tulevaa tuulta - jota kutsutaan herätysohjaukseksi - voi vähentää häiriöitä ja parantaa sekä tuulipuistojen energian määrää että laatua, tutkimus toteaa.

Muutos todennäköisesti alentaa myös käyttökustannuksia.

Yksinäiset tuuliturbiinit tuottavat eniten virtaa suoraan tuulen suuntaan. Mutta kun tiiviisti pakatut turbiinilinjat kohtaavat tuulta tuulipuistoissa, ylävirran generaattorien herätteet voivat häiritä alavirtaan suuntautuvia. Kuten moottorivene, jota hidastaa edessä olevasta veneestä peräisin oleva vesisäiliö, kuten tuuliturbiinin aiheuttama häiriö vähentää sen takana olevien tuottavuutta.

"Jotta uusiutuvan energian tuotantoon liittyvät globaalit tavoitteet voidaan saavuttaa, meidän on löydettävä tapoja tuottaa paljon enemmän energiaa olemassa olevista tuulipuistoista", sanoo vanhempi kirjailija John Dabiri, Stanfordin yliopiston maa- ja vesitekniikan professori. "Perinteinen painopiste on ollut yksittäisten turbiinien suorittamisessa tuulipuistossa, mutta meidän on sen sijaan alkaa miettiä koko maatilaa eikä vain sen osien summana."

Turbiiniherätteet voivat vähentää myötätuulegeneraattoreiden tehokkuutta yli 40 prosenttia. Aikaisemmin tutkijat ovat käyttäneet tietokonesimulaatioita osoittaakseen, että turbiinien epäsäännöllinen kohdistaminen vallitsevien tuulien suhteen voisi nostaa alavirran turbiinien tuotantoa. Haasteet löytää tuulipuisto, joka haluaa pysäyttää normaalin toiminnan koetta varten, ja laskea turbiinin parhaat kulmat, ovat kuitenkin estäneet tämän näyttämisen oikealla tuulipuistolla - toistaiseksi.

Ensinnäkin tutkijat kehittivät nopeamman tavan laskea turbiinien optimaaliset poikkeamakulmat, joita he kuvaavat Proceedings of National Academy of Sciences.

Sitten he testasivat laskelmansa tuulipuistossa Albertassa, Kanadassa yhteistyössä operaattorin TransAlta Renewables kanssa. Maatilan kokonaisteho kasvoi jopa 47 prosenttia alhaisilla tuulennopeuksilla - turbiinien kulmasta riippuen - ja 7 - 13 prosenttia keskimääräisillä tuulen nopeuksilla. Herätysohjaus vähensi myös ilmavoimia ja voimavirtoja, jotka ovat normaalisti haaste tuulivoimalle.

"Wake-ohjauksen avulla etuturbiini tuotti vähemmän voimaa kuin odotimme", sanoo johtava kirjailija Michael Howland, koneenrakennuksen jatko-opiskelija. "Mutta huomasimme, että heikentyneiden herätysvaikutusten vuoksi alavirran turbiinit tuottivat huomattavasti enemmän tehoa."

Tuulipuistojen parantaminen

Tuulipuistojen muuttuva tuotanto vaikeuttaa verkon hallintaa kahdella tärkeällä tavalla.

Yksi on varavirtalähteiden, kuten maakaasukäyttöisten voimalaitosten ja suurten, kalliiden paristojen, tarve. Tutkimuksessa tehon parantuminen alhaisilla tuulennopeuksilla oli erityisen suurta, koska turbiinit lopettavat tyypillisesti pyöriä miniminopeuden alapuolella, leikkaavat tuotannon kokonaan ja pakottavat verkonhallinnan käyttäjiä luottamaan varavoimaan. Hitaassa tuulessa herätysohjaus vähensi aikaa, jonka nopeudet laskivat tämän minimin alapuolelle, tutkijat havaitsivat. Erityisesti suurimmat hyödyt olivat yöllä, jolloin tuulienergia on tyypillisesti arvokkain lisä aurinkovoimaan.

Toinen on tarve sovittaa tarkkaan alueella toimitetun ja käytetyn sähkön määrä joka hetki verkon pitämiseksi luotettavana. Herätyksistä johtuva ilmakehys voi tehdä tuulipuiston tuotannosta epätodennäköistä minuutti minuutilta - ajanjakso on liian lyhyt kaasugeneraattorin syttymiseksi. Tämä tekee tarjonnan ja kysynnän sovittamisesta haastavamman järjestelmäoperaattoreille hyvin lyhyellä aikavälillä. Heillä on työkalut siihen, mutta työkalut voivat olla kalliita. Tutkimuksessa herätysohjaus vähensi sähköntuotannon hyvin lyhytaikaista vaihtelua jopa 72 prosentilla.

Lisäksi vaihtelevuuden vähentäminen voi auttaa tuulipuistojen omistajia alentamaan käyttökustannuksiaan. Herätysten turbulenssi voi turbiinin siipiä rasittaa ja nostaa korjauskustannuksia. Vaikka kokeilu ei kestänyt tarpeeksi kauan todistaakseen, että herätysohjaus vähentää turbiinin väsymystä, tutkijoiden mukaan tämä tapahtuisi.

"Ensimmäinen kysymys, jonka monet operaattorit kysyvät meiltä, ​​on miten tämä vaikuttaa heidän turbiiniensa pitkäaikaiseen rakenteelliseen terveyteen", Dabiri sanoo. "Pyrimme määrittämään tarkat vaikutukset, mutta toistaiseksi olemme havainneet, että voit todella vähentää mekaanista väsymystä herätysohjauksen avulla."

Kulmien saaminen oikein

Tämän tutkimuksen parhaiden väärinkulmien laskemiseksi tutkijat kehittivät uuden mallin, joka perustuu tuulipuiston historiallisiin tietoihin.

"Tuulipuistojen suunnittelu on tyypillisesti erittäin data- ja laskennallisesti intensiivinen tehtävä", sanoo ilmailun, astronautian ja konetekniikan professori Sanjiva Lele. "Sen sijaan perustimme yksinkertaistetut matemaattiset esitykset, jotka eivät vain toimineet, vaan myös laskivat laskennallista kuormitusta ainakin kahdella suuruusluokkaa."

Tämä nopeampi laskenta voisi auttaa tuulipuistojen käyttäjiä käyttämään herättävää ohjausta laajasti.

”Mallamme on pääosin plug-and-play -sovellus, koska se voi käyttää paikkakohtaisia ​​tietoja tuulipuiston suorituskyvystä”, Howland sanoo. "Eri maatilojen sijainnit voivat käyttää mallia ja säätää jatkuvasti turbiinikulmaansa tuulen mukaan."

Vaikka tutkijat eivät pystyneet mittaamaan vuotuisen sähköntuotannon muutosta tämän kenttätestin rajoitetun 10-päivän keston vuoksi, Dabiri sanoo, että seuraava askel on kenttäkokeiden suorittaminen koko vuoden ajan.

"Jos pääset pisteeseen, jossa voimme ottaa tämän strategian käyttöön laajassa mittakaavassa pitkään, voimme optimoida aerodynamiikan, energiantuotannon ja jopa maankäytön tuulipuistoille kaikkialla", Dabiri sanoo.

Tutkimuksen tukea sai National Science Foundation, Stanford Graduate Fellowship ja Stanfordin kestävän energian TomKat-keskus. Tutkijat suorittivat kenttätestejä yhteistyössä TransAlta Corp.

Lähde: Stanfordin yliopisto

Liittyvät kirjat

Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi

Paul Hawken ja Tom Steyer
9780143130444Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon

Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon

Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto

kirjoittanut Naomi Klein
1451697392In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvaketwitter kuvakeyoutube kuvakeinstagram-kuvakepintrest-kuvakerss-kuvake

 Hanki uusimmat sähköpostitse

Viikkolehti Päivittäinen inspiraatio

UUSIMMAT VIDEOT

Suuri ilmastomuutto on alkanut
Suuri ilmastomuutto on alkanut
by Super User
Ilmastokriisi pakottaa tuhannet ympäri maailmaa pakenemaan, kun heidän kodeistaan ​​tulee yhä asumattomampia.
Viimeinen jääkausi kertoo meille, miksi meidän on pidettävä huolta 2 ℃ lämpötilan muutoksesta
Viimeinen jääkausi kertoo meille, miksi meidän on pidettävä huolta 2 ℃ lämpötilan muutoksesta
by Alan N Williams, et ai
Hallitustenvälisen ilmastomuutospaneelin (IPCC) viimeisimmässä raportissa todetaan, että ilman merkittävää vähennystä…
Maa on pysynyt asuttavana miljardeja vuosia - kuinka paljon onnekkaita saimme?
Maa on pysynyt asuttavana miljardeja vuosia - kuinka paljon onnekkaita saimme?
by Toby Tyrrell
Evoluutio kesti 3 tai 4 miljardia vuotta Homo sapiensin tuottamiseksi. Jos ilmasto olisi täysin epäonnistunut vain kerran siinä…
Kuinka 12,000 XNUMX vuoden takaisen sään kartoittaminen voi auttaa ennustamaan tulevaa ilmastonmuutosta
Kuinka 12,000 XNUMX vuoden takaisen sään kartoittaminen voi auttaa ennustamaan tulevaa ilmastonmuutosta
by Brice Rea
Viimeisen jääkauden loppua, noin 12,000 XNUMX vuotta sitten, leimasi viimeinen kylmävaihe nimeltä Nuoremmat Dryat.
Kaspianmeren on tarkoitus pudota vähintään 9 metriä tällä vuosisadalla
Kaspianmeren on tarkoitus pudota vähintään 9 metriä tällä vuosisadalla
by Frank Wesselingh ja Matteo Lattuada
Kuvittele, että olet rannikolla ja katsot merelle. Edessäsi on 100 metriä karuista hiekkaa, joka näyttää…
Venus oli jälleen kerran maankaltainen, mutta ilmastonmuutos teki siitä asumaton
Venus oli jälleen kerran maankaltainen, mutta ilmastonmuutos teki siitä asumaton
by Richard Ernst
Voimme oppia paljon ilmastonmuutoksesta sisarplaneettamme Venukselta. Venuksen pintalämpötila on tällä hetkellä…
Viisi epäuskoa ilmastoon: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
Viisi ilmastonmuutosta: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
by John Cook
Tämä video on kaatumiskurssi väärässä ilmastotiedossa, jossa esitetään yhteenveto tärkeimmistä argumenteista, joita on käytetty epäilemään todellisuutta…
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
by Julie Brigham-Grette ja Steve Petsch
Pohjoisen Jäämeren merijää peittyy joka vuosi matalaan pisteeseen syyskuun puolivälissä. Tänä vuonna se on vain 1.44…

UUSIMMAT ARTIKKELIT

vihreä energia2 3
Neljä vihreää vetymahdollisuutta Keskilännelle
by Christian Tae
Ilmastokriisin estämiseksi Keskilännen, kuten muun maan, on vähennettävä taloutensa täysin hiilidioksidipäästöistä…
ug83qrfw
Suuri este kysyntään on poistettava
by John Moore, Maan päällä
Jos liittovaltion sääntelyviranomaiset tekevät oikein, sähköasiakkaat Keskilännen alueella voivat pian ansaita rahaa…
ilmastoon istutettavat puut2
Istuta nämä puut parantaaksesi kaupunkielämää
by Mike Williams-Rice
Uusi tutkimus vahvistaa elävät tammet ja amerikkalaiset sycamorit mestareiksi 17 "superpuun" joukossa, jotka auttavat tekemään kaupungeista…
pohjoisen meren pohja
Miksi meidän on ymmärrettävä merenpohjan geologiaa valjastaaksemme tuulet
by Natasha Barlow, kvaternaarisen ympäristönmuutoksen apulaisprofessori, Leedsin yliopisto
Kaikille maille, joilla on helppo pääsy matalalle ja tuuliselle Pohjanmerelle, merituuli on avainasemassa tapaamisessa…
3 metsäpalooppituntia metsäkaupungeille, kun Dixie Fire tuhoaa historiallisen Greenvillen, Kaliforniassa
3 metsäpalooppituntia metsäkaupungeille, kun Dixie Fire tuhoaa historiallisen Greenvillen, Kaliforniassa
by Bart Johnson, maisema -arkkitehtuurin professori, Oregonin yliopisto
Kuumassa, kuivassa vuoristometsässä palava metsäpalo pyyhkäisi kultakuumeen kaupungin Greenvillessa Kaliforniassa 4. elokuuta…
Kiina voi saavuttaa energia- ja ilmastotavoitteet, jotka rajoittavat hiilivoimaa
Kiina voi saavuttaa energia- ja ilmastotavoitteet, jotka rajoittavat hiilivoimaa
by Alvin Lin
Johtajan ilmastohuippukokouksessa huhtikuussa Xi Jinping lupasi, että Kiina "valvoo tiukasti hiilivoimaloita ...
Sinistä vettä kuolleen valkoisen ruohon ympäröimänä
Kartta seuraa 30 vuoden äärimmäistä lumen sulamista Yhdysvalloissa
by Mikayla Mace-Arizona
Uusi kartta äärimmäisistä lumen sulamistapahtumista viimeisten 30 vuoden aikana selventää nopeaa sulamista edistäviä prosesseja.
Lentokone pudottaa punaisen palonestoaineen metsäpaloon, kun tien varrella pysäköidyt palomiehet katsovat oranssiin taivaaseen
Malli ennustaa 10 vuoden metsäpalojen puhkeamista ja sitten asteittaista laskua
by Hannah Hickey-U. Washington
Katse maastopalojen pitkän aikavälin tulevaisuuteen ennustaa aluksi noin vuosikymmenen pituisen metsäpalojen toiminnan,…

 Hanki uusimmat sähköpostitse

Viikkolehti Päivittäinen inspiraatio

Uudet asenteet - uudet mahdollisuudet

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Sisäiset julkaisut. Kaikki oikeudet pidätetään.