Turbinele verticale mai compacte și mai eficiente ar putea fi viitorul parcurilor eoliene

Ferma de turbine eoliene cu arbore vertical. Credit: Universitatea Oxford Brookes

Aspectul deja familiar al turbinelor eoliene tradiționale cu elice poate fi înlocuit în viitor cu parcuri eoliene care conțin turbine verticale mai compacte și mai eficiente.

Noi cercetări de la Universitatea Oxford Brookes au descoperit că modelul de turbină verticală este mult mai eficient decât turbinele tradiționale de la fermele eoliene pe scară largă și, atunci când sunt plasate în perechi, turbinele verticale își cresc performanța reciprocă cu până la 15%.

O echipă de cercetători de la Școala de Inginerie, Informatică și Matematică (ECM) de la Oxford Brookes, condusă de profesorul Iakovos Tzanakis, a efectuat un studiu aprofundat folosind mai mult de 11.500 de ore de simulare pe computer pentru a arăta că parcurile eoliene pot avea o performanță mai bună prin înlocuirea tradiționalului Turbine eoliene orizontale de tip HAWT (VAWT) cu VAWT.

Turbinele verticale sunt mai eficiente decât turbinele tradiționale cu moară de vânt

Cercetarea demonstrează pentru prima dată pe o scară realistă, potențialul VAWT-urilor la scară largă de a depăși turbinele actuale ale parcurilor eoliene HAWT.

VAWT-urile se rotesc în jurul unei axe verticale la sol și prezintă comportamentul opus modelului de elice cunoscut (HAWT). Cercetările au descoperit că VAWT-urile își îmbunătățesc performanțele reciproc atunci când sunt adaptate la formațiunile de rețea. Poziționarea turbinelor eoliene pentru a maximiza rezultatele este esențială pentru proiectarea parcurilor eoliene.

Profesorul Tzanakis comentează: „Acest studiu arată că viitorul parcurilor eoliene ar trebui să fie vertical. Turbinele eoliene cu arbore vertical pot fi proiectate pentru a fi mult mai apropiate, sporind eficiența acestora și, în cele din urmă, scăzând prețurile la electricitate. Pe termen lung, VAWT poate ajuta la accelerarea tranziției verzi a sistemelor noastre energetice, astfel încât o energie mai curată și mai durabilă să provină din surse regenerabile. ”

Având în vedere că capacitatea energiei eoliene din Marea Britanie se așteptă să se dubleze până în 2030, descoperirile reprezintă o piatră de temelie către proiectarea fermelor eoliene mai eficiente, înțelegerea tehnicilor de recoltare a energiei eoliene pe scară largă și, în cele din urmă, îmbunătățirea tehnologiei energiei regenerabile pentru a înlocui mai rapid combustibilii fosili ca surse de energie.

Mod eficient de realizare a obiectivelor de energie eoliană

Conform Raportului Eolian Global din 2021, lumea trebuie să instaleze energia eoliană de trei ori mai repede în următorul deceniu pentru a atinge obiectivele nete zero și a evita cele mai grave efecte ale schimbărilor climatice.

Autorul principal al raportului și licențiat în inginerie Joachim Toftegaard Hansen a comentat: „Parcurile eoliene moderne sunt una dintre cele mai eficiente modalități de a genera energie verde, cu toate acestea, au un defect major: pe măsură ce vântul se apropie de primul rând al turbinelor, turbulența va să fie generate în aval. Turbulența este în detrimentul performanței rândurilor ulterioare.

„Cu alte cuvinte, primul rând va converti aproximativ jumătate din energia cinetică a vântului în electricitate, în timp ce pentru rândul din spate, acest număr este de 25-30%. Fiecare turbină costă mai mult de milion 2 milioane / MW. Ca inginer, mi-a venit în mod firesc că ar trebui să existe o modalitate mai rentabilă. “

Studiul este primul care analizează în mod cuprinzător multe aspecte ale performanței turbinei eoliene, în ceea ce privește unghiul șirului, direcția de rotație, spațiul turbinei și numărul de rotoare. De asemenea, prima căutare pentru a investiga dacă îmbunătățirile de performanță se aplică la trei turbine VAWT situate într-o serie.

Dr. Mahak, co-autor al articolului și lector senior la ECM, comentează: „Importanța utilizării metodelor de calcul în termeni de fizică a fluxului nu poate fi subestimată. Aceste tipuri de studii de proiectare și îmbunătățire reprezintă o fracțiune din cost în comparație cu instalațiile experimentale mari. Acest lucru este deosebit de important în faza inițială de proiectare și este extrem de benefic pentru industriile care se străduiesc să obțină eficiență maximă de proiectare și generare de energie. “

Cercetarea a fost publicată în International Journal of Energie regenerabilă (ELSEVIER).

Referință: „Modelarea numerică și optimizarea perechilor de turbine eoliene cu axă verticală: o abordare de ascensiune” de Joachim Toftegaard Hansen, Mahak Mahak și Iakovos Tzanakis, 4 martie 2021, Energie regenerabila.
DOI: 10.1016 / j.renene.2021.03.001

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.