Denna förändring får mer kraft från vindkraftverk

Denna förändring får mer kraft från vindkraftverk

(Kreditera: Don Sniegowski / Flickr)

Att peka turbiner lite bort från kommande vindkallad väckarkontroll-kan minska den störningen och förbättra både mängden och kvaliteten på kraften från vindkraftparker, forskningsfynd.

Förändringen skulle troligtvis sänka driftskostnaderna.

Solitära vindkraftverk producerar mest kraft när de pekar direkt i vinden. Men när täta packade linjer turbiner står inför vinden på vindkraftparker, kan väckningar från uppströms generatorer störa dem nedströms. Som en fartbåt som sänks av hakigt vatten från en båt framför, minskar vindkvoten från en vindkraftverk produktionen av de bakom den.

"För att möta globala mål för förnybar energi måste vi hitta sätt att generera mycket mer energi från befintliga vindkraftparker, säger senior författare John Dabiri, professor i civil- och miljöteknik och maskinteknik vid Stanford University. "Det traditionella fokuset har varit på prestanda hos enskilda turbiner i en vindkraftpark, men vi måste istället börja tänka på gården som helhet, och inte bara som summan av dess delar."

Turbine wakes kan minska effektiviteten hos downwind generatorer med mer än 40 procent. Tidigare har forskare använt datorsimuleringar för att visa att avvikande turbiner från de rådande vindarna kan öka produktionen av nedströms turbiner. Men utmaningar att hitta en vindkraftpark som är villiga att stoppa normal drift för ett experiment och att beräkna bästa vinklar för turbinen har hindrat att visa detta på en riktig vindkraftpark - hittills.

Först utvecklade forskarna ett snabbare sätt att beräkna de optimala avviksvinklarna för turbiner, som de beskriver i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Därefter testade de sina beräkningar på en vindkraftpark i Alberta, Kanada i samarbete med operatören TransAlta Renewables. Jordens totala effektutgång ökade med upp till 47-procent vid låga vindhastigheter - beroende på turbins vinkel - och med 7 till 13-procent i genomsnittliga vindhastigheter. Vaktstyrning reducerade också ebbs och strömningsflöden som normalt är en utmaning med vindkraft.

"Genom väckstyrning producerade främre turbinen mindre kraft som vi förväntade oss," säger huvudförfattaren Michael Howland, en maskinteknisk doktorand. "Men vi fann att på grund av minskade väckande effekter genererade de nedströms turbinerna betydligt mer kraft."

Förbättra vindkraftparker

Variabel produktion av vindkraftparker gör hanteringen av gallret svårare på två viktiga sätt.

En är behovet av reservkraftaggregat, som naturgaseldade kraftverk och stora, dyra batterier. I studien var kraftförbättringen vid låga vindhastigheter särskilt hög eftersom turbinerna vanligtvis slutar rotera under en minsta hastighet, helt skärande produktion och tvinga nätförvaltare att förlita sig på reservkraft. I långsamma vindar reducerade vaktstyrningen den tid som hastigheten sjönk under detta minimum, fann forskarna. De största vinsterna var särskilt på natten när vindkraft är mest värdefullt som ett komplement till solenergi.

Den andra är behovet av att matcha exakt den mängd el som levereras och används i en region varje ögonblick för att hålla nätet tillförlitligt. Luftturbulens från vaken kan göra vindkraftproduktionen oregelbunden minut för minut - en tidsperiod för kort för att elda upp en gasgenerator. Detta gör matchande utbud och efterfrågan mer utmanande för systemoperatörerna på kort sikt. De har verktyg för att göra det, men verktygen kan vara dyra. I studien minskade vaktstyrningen den mycket kortsiktiga variationen i kraftproduktionen med upp till 72 procent.

Dessutom kan minskad variabilitet hjälpa vindparkägare att sänka sina driftskostnader. Turbulens i vaken kan påverka turbinblad och höja reparationskostnaderna. Även om experimentet inte varade tillräckligt länge för att bevisa att wake-styrning minskar turbinutmattning, föreslår forskarna att detta skulle hända.

"Den första frågan som många operatörer frågar oss är hur det kommer att påverka turbins långsiktiga strukturella hälsa, säger Dabiri. "Vi arbetar med att identifiera de exakta effekterna, men hittills har vi sett att du faktiskt kan minska mekanisk trötthet genom våtstyrning."

Få vinklarna rätt

För att beräkna de bästa vinklarna för felinriktning för denna studie utvecklade forskarna en ny modell baserad på historiska data från vindkraftparken.

"Att utforma vindkraftparker är typiskt en mycket data- och beräkningsintensiv uppgift", säger Sanjiva Lele, professor inom flygteknik och astronauti och maskinteknik. "I stället fastställde vi förenklade matematiska representationer som inte bara fungerade utan också reducerade beräkningsbelastningen med minst två storleksordningar."

Denna snabbare beräkning kan hjälpa vindkraftoperatörer att använda vågrättstyrning i stor utsträckning.

"Vår modell är i huvudsak plug-and-play eftersom den kan använda webbplatsspecifika uppgifter om vindkraftverkets prestanda," säger Howland. "Olika gårdsställen kommer att kunna använda modellen och kontinuerligt anpassa sina turbinvinklar utifrån vindförhållandena."

Även om forskarna inte kunde mäta en förändring i årlig kraftproduktion på grund av den begränsade 10-dagen för detta fältprov, är nästa steg, säger Dabiri, att köra fälttester för ett helt år.

"Om vi ​​kan komma till den punkt där vi kan använda denna strategi i stor skala under långa perioder, kan vi potentiellt optimera aerodynamik, kraftproduktion och jämn markanvändning för vindkraftverk överallt", säger Dabiri.

Stöd till forskningen kom från National Science Foundation, Stanford Graduate Society, och Stanfords TomKat Center for Sustainable Energy. Forskarna genomförde fälttest i samarbete med TransAlta Corp.

källa: Stanford University

relaterade böcker

Drawdown: Den mest omfattande planen som någonsin föreslagits för att omvända global uppvärmning

av Paul Hawken och Tom Steyer
9780143130444Mot bakgrund av utbredd rädsla och apati har en internationell koalition av forskare, yrkesverksamma och forskare kommit ihop för att erbjuda en rad realistiska och djärva lösningar på klimatförändringen. Ett hundra tekniker och metoder beskrivs här-några är välkända; något du kanske aldrig har hört talas om. De sträcker sig från ren energi för att utbilda flickor i låginkomstländer till markanvändningspraxis som drar kol ut ur luften. Lösningarna finns, är ekonomiskt lönsamma och samhällen runt om i världen håller för närvarande på att anta dem med skicklighet och beslutsamhet. Finns på Amazon

Utformning av klimatlösningar: En policyhandbok för lågkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med effekterna av klimatförändringar redan på oss är behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser inget mindre än brådskande. Det är en skrämmande utmaning, men teknologierna och strategierna för att möta den finns idag. En liten uppsättning energipolicyer, utformade och genomförda väl, kan sätta oss på vägen till en koldioxidsnål framtid. Energisystem är stora och komplexa, så energipolitiken måste vara fokuserad och kostnadseffektiv. One-size-fits-all-tillvägagångssätt gör helt enkelt inte jobbet gjort. Politiska beslutsfattare behöver en tydlig och omfattande resurs som beskriver energipolitiken som kommer att ha störst inverkan på vår klimatframtid och beskriver hur man utformar dessa policyer väl. Finns på Amazon

Detta förändrar allt: Kapitalism vs. Klimat

av Naomi Klein
1451697392In Detta förändrar allt Naomi Klein hävdar att klimatförändringen inte bara är en annan fråga som ska lämnas snyggt mellan skatter och hälsovård. Det är ett larm som kräver att vi fixar ett ekonomiskt system som redan misslyckas på många sätt. Klein bygger noggrant fallet för hur massivt att minska våra utsläpp av växthusgaser är vår bästa chans att samtidigt minska ojämlikheterna i olikheterna, återinföra våra brutna demokratier och bygga om våra slagna lokala ekonomier. Hon avslöjar den ideologiska desperationen av klimatförändringsförnekarna, de geoengineers messianiska vansinne och den tragiska defeatismen av alltför många vanliga gröna initiativ. Och hon visar exakt varför marknaden inte har och kan inte fixa klimatkrisen, men kommer istället att göra saker värre, med alltmer extrema och ekologiskt skadliga utvinningsmetoder, tillsammans med katastrofal katastrofkapitalism. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.