Без правильного и стратегического размещения ветряных турбин низкоскоростной ветер за турбинами, называемый следом, снижает эффективность ветряной электростанции. Испытания в аэродинамической трубе использовались для определения направления размещения, но их условия не отражают сложное поведение потока в полевых условиях реальных ветряных электростанций. Итак, вопрос в том, как это преодолеть?
Принесите дронов. Кроме того, разрабатываются новые беспилотные летательные аппараты с набором датчиков, способных собирать точные полевые данные в сложном потоке и местности реальной ветряной электростанции.
Так поступили исследователи из Швейцарии. Члены команды из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе разработали новые беспилотные летательные аппараты с инструментами, которые с высоким разрешением измеряли скорость ветра, направление ветра и турбулентность, характерную для реальных ветряных электростанций.
Результаты показывают подробное поведение потока вокруг ветряных турбин, что полезно для разработки инструментов моделирования, которые можно использовать для оптимизации размещения ветряных турбин внутри ветряных электростанций. Это позволяет турбинам наиболее эффективно использовать ветровой ресурс.Исследователи представляют собой междисциплинарное сотрудничество экспертов по аппаратному и программному обеспечению, включая аэродинамику, физику атмосферных потоков, энергетические технологии и материаловедение.
Они представляют свои выводы на ежегодном собрании Отделения гидродинамики Американского физического общества 20-22 ноября в Портленде, штат Орегон.«В ветряных электростанциях выходная мощность ветряных турбин может снизиться до 40 процентов, если ветровые турбины следуют за ветровыми турбинами, расположенными выше по потоку, поэтому прилагаются интенсивные усилия по разработке инструментов моделирования, которые можно использовать для оптимизации размещения ветряных турбин. турбины в ветряных электростанциях ", — сказал ведущий исследователь исследования Ндаона Чокани.В частности, команда первой разработала и провела полевые испытания беспилотного летательного аппарата с инструментами, который использовался для детального измерения воздушного потока и перемешивания вблизи и с подветренной стороны ветряной электростанции.
Чокани сказал: «Эти измерения должны ускорить разработку инструментов моделирования, которые можно использовать для оптимизации размещения ветряных турбин на береговых и морских ветряных электростанциях».Ключом к текущей работе является быстродействующий аэродинамический зонд с семью датчиками, используемый для измерения ветра с временным разрешением. Зонд основан на измерительной технологии, используемой на обычных электростанциях, которая была разработана за последние два десятилетия в Швейцарском федеральном технологическом институте Цюриха.Разработка инструментов, которые могут направлять принятие решений о том, где разместить ветряные турбины для достижения максимального эффекта, является желательной целью, потому что за счет повышения эффективности снизятся цены на чистую энергию и уменьшится воздействие на окружающую среду. «Это существенно сократит выбросы CO2 и использование воды в секторе производства электроэнергии, а также еще больше диверсифицирует структуру электроэнергетики», — сказал Чокани.
Поставленные Европейским союзом на 2020 год энергетические цели требуют от 15 до 17 процентов электроэнергии от ветра по сравнению с 8 процентами в конце 2013 года. В США энергетические цели для энергии ветра предусматривают, что ветер будет обеспечивать 10 процентов потребности страны в электроэнергии в 2020 году.
Затем Чокани и его коллеги намерены расширить доказательство концепции, установленное измерениями их дрона. Они будут использовать несколько беспилотных летательных аппаратов, летающих рой, для одновременных измерений.