Denne ene endringen får mer kraft fra vindparker

Denne ene endringen får mer kraft fra vindparker

(Kreditt: Don Sniegowski / Flickr)

Å peke turbiner litt vekk fra møtende vind - kalt våkestyring - kan redusere den forstyrrelsen og forbedre både mengden og kvaliteten på vindmølleparker, finner forskere.

Endringen vil sannsynligvis også redusere driftskostnadene.

Solitære vindmøller produserer mest kraft når de peker direkte i vinden. Men når tettpakkete linjer med turbiner vender mot vinden på vindparker, kan våkner fra oppstrøms generatorer forstyrre dem nedstrøms. Som en hurtigbåt bremset med hakket vann fra en båt foran, reduserer kjølvannet fra en vindturbin effekten av de som står bak den.

"For å oppfylle globale mål for produksjon av fornybar energi, må vi finne måter å generere mye mer energi fra eksisterende vindparker," sier seniorforfatter John Dabiri, professor i sivil- og miljøteknikk og maskiningeniør ved Stanford University. "Det tradisjonelle fokuset har vært på ytelsen til individuelle turbiner i et vindmøllepark, men vi må i stedet begynne å tenke på gården som en helhet, og ikke bare som summen av delene."

Turbinvåkner kan redusere effektiviteten til motvindgeneratorer med mer enn 40 prosent. Tidligere har forskere brukt datasimuleringer for å vise at feiljustering av turbiner fra de rådende vindene kan øke produksjonen av nedstrøms turbiner. Utfordringer med å finne et vindmøllepark som er villig til å stoppe normal drift for et eksperiment og å beregne beste vinkler for turbinen, har imidlertid hindret å vise dette på en ekte vindpark - frem til nå.

For det første utviklet forskerne en raskere måte å beregne de optimale feiljusteringsvinklene for turbiner, som de beskriver i Proceedings of National Academy of Sciences.

Deretter testet de beregningene sine på en vindpark i Alberta, Canada i samarbeid med operatøren TransAlta Renewables. Gårdens samlede kraftproduksjon økte med opptil 47 prosent i lave vindhastigheter - avhengig av turbinens vinkel - og med 7 til 13 prosent i gjennomsnittlig vindhastighet. Våre styringer reduserte også ebber og strømmer av kraft som normalt er en utfordring med vindkraft.

"Gjennom våkne styring produserte den fremre turbinen mindre kraft som vi forventet," sier hovedforfatter Michael Howland, en doktorgradsstudent i maskiningeniør. "Men vi fant at på grunn av reduserte vekkeeffekter genererte nedstrøms turbiner betydelig mer kraft."

Forbedring av vindparker

Variabel produksjon fra vindparker gjør styring av nettet vanskeligere på to viktige måter.

Det ene er behovet for reservekraftforsyninger, som naturgassdrevne kraftverk og store, dyre batterier. I studien var kraftforbedringen ved lave vindhastigheter spesielt høy fordi turbiner typisk slutter å snurre under en minimumshastighet, reduserer produksjonen fullstendig og tvinger nettledere til å stole på backupkraft. I langsom vind reduserte våkestyringen tiden som hastighetene falt under dette minimum, fant forskerne. Spesielt var de største gevinstene om natten, da vindenergi vanligvis er mest verdifull som et supplement til solenergi.

Det andre er behovet for å matche nøyaktig mengden strøm som tilføres og brukes i en region hvert øyeblikk for å holde nettet pålitelig. Luftturbulens fra våkner kan gjøre vindparkproduksjonen uberegnelig minutt for minutt - en periode som er for kort til å fyre opp en gassgenerator. Dette gjør samsvar mellom tilbud og etterspørsel mer utfordrende for systemoperatører på veldig kort sikt. De har verktøy for å gjøre det, men verktøyene kan være dyre. I studien reduserte vekststyring den svært kortsiktige variasjonen i kraftproduksjonen med opptil 72 prosent.

I tillegg kan reduksjon av variabilitet hjelpe vindparkeiere å senke driftskostnadene. Turbulens i våkner kan belaste turbinbladene og øke reparasjonskostnadene. Selv om eksperimentet ikke varte lenge nok til å bevise at våkne styring reduserer turbinutmattethet, antyder forskerne at dette ville skje.

"Det første spørsmålet som mange aktører stiller oss er hvordan dette vil påvirke den langsiktige strukturelle helsen til turbinene deres," sier Dabiri. "Vi jobber med å kartlegge de nøyaktige effektene, men så langt har vi sett at du faktisk kan redusere mekanisk tretthet gjennom våkne styring."

Å få vinklene riktig

For å beregne de beste vinklene for feiljustering for denne studien utviklet forskerne en ny modell basert på historiske data fra vindparken.

"Å designe vindparker er vanligvis en veldig data- og beregningsintensiv oppgave," sier Sanjiva Lele, professor i luftfart og astronautikk og maskinteknikk. "I stedet etablerte vi forenklede matematiske representasjoner som ikke bare fungerte, men også reduserte beregningsbelastningen med minst to størrelsesordener."

Denne raskere beregningen kan hjelpe vindparkens operatører å bruke våkne styring mye.

"Modellen vår er egentlig plug-and-play fordi den kan bruke stedsspesifikke data om vindmølleparkens ytelse," sier Howland. "Ulike gårdssteder vil kunne bruke modellen og kontinuerlig justere turbinvinklene deres basert på vindforhold."

Selv om forskerne ikke klarte å måle en endring i årlig kraftproduksjon på grunn av den begrensede 10-dagers varigheten av denne feltprøven, er neste trinn, sier Dabiri, å kjøre feltprøver i et helt år.

"Hvis vi kan komme til et punkt hvor vi kan implementere denne strategien i stor skala over lengre tid, kan vi potensielt optimalisere aerodynamikk, kraftproduksjon og til og med arealbruk for vindparker overalt," sier Dabiri.

Støtte til forskningen kom fra National Science Foundation, et Stanford Graduate Fellowship og Stanfords TomKat Center for Sustainable Energy. Forskerne gjennomførte feltprøver i samarbeid med TransAlta Corp.

kilde: Stanford University

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
1451697392In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigrasjonen har begynt
Den store klimamigrasjonen har begynt
by super~~POS=TRUNC
Klimakrisen tvinger tusenvis over hele verden til å flykte ettersom deres hjem blir stadig ubeboelig.
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
by Alan N Williams, et al
Den siste rapporten fra klimapanelet (IPCC) uttaler at uten vesentlig reduksjon ...
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
by Toby Tyrrell
Det tok evolusjon 3 eller 4 milliarder år å produsere Homo sapiens. Hvis klimaet hadde sviktet helt en gang i det ...
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
by Brice Rea
Slutten av den siste istiden, for rundt 12,000 år siden, var preget av en siste kald fase kalt Younger Dryas ...
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Tenk deg at du er på kysten og ser ut mot havet. Foran deg ligger 100 meter karrig sand som ser ut som en ...
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære mye om klimaendringer fra Venus, vår søsterplanet. Venus har for øyeblikket en overflatetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et kollisjonskurs i feil informasjon om klima
The Five Climate Disbeliefs: A Crash Course in Climate Desinformation
by John Cook
Denne videoen er et kollisjonskurs i misinformasjon om klimaet, og oppsummerer de viktigste argumentene som brukes til å tvile på virkeligheten ...
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i Polhavet til et lavt punkt i midten av september. I år måler den bare 1.44 ...

SISTE ARTIKLER

grønn energi2 3
Fire grønne hydrogenmuligheter for Midtvesten
by Christian Tae
For å avverge en klimakrise, må Midtvesten, som resten av landet, fullstendig dekarbonisere økonomien ved å …
ug83qrfw
Stor barriere for å kreve respons må opphøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale regulatorer gjør det rette, kan strømkunder over hele Midtvesten snart kunne tjene penger mens ...
trær å plante for klima2
Plant disse trærne for å forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastslår levende eik og amerikanske plataner som mestere blant 17 "supertrær" som vil bidra til å gjøre byer...
havbunnen i nord
Hvorfor vi må forstå havbunnsgeologi for å utnytte vindene
by Natasha Barlow, førsteamanuensis i kvartær miljøendring, University of Leeds
For ethvert land som er velsignet med enkel tilgang til det grunne og vindfulle Nordsjøen, vil havvind være nøkkelen til å møte nett...
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
Et brann som brenner i varm, tørr fjellskog feide gjennom Gold Rush -byen Greenville, California, 4. august,…
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovet Xi Jinping at Kina strengt vil kontrollere kullkraft ...
Blått vann omgitt av dødt hvitt gress
Kart viser 30 års ekstrem snøsmelting i USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nytt kart over ekstreme snøsmeltingshendelser de siste 30 årene tydeliggjør prosessene som driver rask smelting.
Et fly slipper rød brannhemmende over på en skogbrann mens brannmenn parkert langs en vei ser opp i den oransje himmelen
Modellen spår 10-års brannskudd, deretter gradvis tilbakegang
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den langsiktige fremtiden for skogsbranner forutsier en innledende omtrent tiår lang brannaktivitet,…

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.