«Но посмотрите на другую карту», - сказал Шритаран, заведующий кафедрой Уилкинсона в Инженерном колледже Университета штата Айова, профессор гражданского строительства, строительства и экологической инженерии и временно исполняющий обязанности заместителя декана по стратегическим инициативам. Когда турбины находятся на высоте 140 метров (около 459 футов) над землей, эта синяя полоса расширяется на юго-восток, перемещается вокруг Аппалачей и охватывает части северо-востока, согласно исследованиям Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, расположенной в Голдене. Колорадо.
«Эти слайды начинают вызывать большой интерес», — сказал Шритаран. «Более высокие турбинные башни могут обеспечить производство энергии ветра во всех 50 штатах, в том числе на юго-востоке».Ветры на больших высотах, как правило, более сильные и постоянные, даже в богатых ветрами штатах, таких как Айова и Техас. Фактически, Шритаран сказал, что увеличение высоты башни на 20 метров (около 66 футов) дает 10-процентный рост производства энергии в Айове.И поэтому Шритаран возглавляет разработку новой технологии бетонных башен, способных достичь таких высот.
Он называет эту технологию «Hexcrete», которую также можно комбинировать со стальными трубами для создания гибридных башен ветряных турбин.Основная идея Hexcrete заключается в том, что он собирается из сборных панелей и колонн, сделанных из высокопрочного или сверхвысокопрочного бетона. Эти панели и колонны могут быть отлиты в размерах, которые легко загружать на грузовики. На месте они связаны друг с другом тросами, образуя ячейки в форме шестиугольника.
Кран может складывать ячейки в башни высотой до 140 метров.Шритаран только что завершил 18-месячное исследование Hexcrete при поддержке 1 миллиона долларов от Министерства энергетики США, 83 500 долларов от Энергетического центра Айовы и 22 500 долларов в виде взносов натурой от Lafarge North America Inc. из Калгари, Альберта, Канада. Отраслевые партнеры проекта также включают Центр корпоративных технологий Siemens Corp. в Принстоне, штат Нью-Джерси; Coreslab Structures (OMAHA) Inc. из Белвью, Небраска; и BergerABAM из Federal Way, Вашингтон.
Лабораторные тесты, экономические исследованияШритаран и его исследовательская группа толкали и тянули собранную испытательную секцию с силой 100 000 фунтов в течение более 2 миллионов циклов. Испытательная секция выдержала это испытание на усталость.
Исследователи также протестировали полномасштабное поперечное сечение ячейки башни для эксплуатационных и экстремальных нагрузок для турбины Siemens на 2,3 мегаватта. И снова Hexcrete прошел испытания.«Испытания прошли очень успешно», — сказал Шритаран. «Испытания показали, что система будет работать так, как мы ожидали. Нет никаких опасений по поводу кабельных соединений или бетонных панелей и колонн».
Технология также хорошо выглядела в экономических исследованиях.«Наше исследование показывает, что вариант Hexcrete на высоте от 120 до 140 метров (от 394 до 459 футов) будет конкурентоспособным по стоимости», — сказал он.Исследователи штата Айова использовали модели Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии для расчета нормированной стоимости энергии.
Нормированная стоимость — это общая стоимость установки и эксплуатации энергетического проекта в течение его ожидаемого срока службы.Исследователи также работали примерно с дюжиной ветроэнергетических компаний, чтобы оценить модели и подтвердить, что экономические выводы реалистичны.
Шритаран сказал, что модели показывают, что использование технологии Hexcrete для строительства башен ветряных турбин высотой от 120 до 140 метров может снизить нормированные затраты на 10–18 процентов по сравнению с затратами на современные 80-метровые технологии.Прототип башниПоскольку лабораторные и экономические исследования показали положительные результаты, Шритаран сказал, что он работает над созданием партнерства между университетом и промышленностью для создания прототипа башни Hexcrete. Он сказал, что башня, вероятно, будет иметь высоту от 100 до 120 метров (примерно от 328 до 394 футов).
Причем это может быть полностью Hexcrete или гибридная башня с основанием Hexcrete и стальной трубчатой крышкой.По словам Шритарана, при соответствующем финансировании прототип башни может быть построен примерно за год.
Его даже можно было построить на юго-востоке.Это может быть хорошей демонстрацией карт ветров, которые, например, показывают небольшой потенциал энергии ветра Алабамы на высоте 80 метров, небольшой потенциал в северо-восточном углу штата на высоте 110 метров (около 361 фута) и потенциал почти в масштабе штата на высоте 140 метров. метров.
«Высокие башни, — сказал Шритаран, — могут увеличить мощность возобновляемых источников энергии во всех штатах страны».