风能作为一种可再生能源具有巨大的潜力,但是为了真正有效地生产风能,需要对涡轮机进行最佳定位和确定尺寸。新型设计的200米高测风桅杆可提供精确的数据,通过非常准确地预测能量产量,将对此有所帮助。
为了尽可能高效地运行风电场,设计人员需要在构建现场最常见的风速以及预期的湍流类型之前先了解一下。
问题:弗劳恩霍夫风能与能源系统技术研究所的科学家托比亚斯·克拉斯(Tobias Klaas)表示:“采用传统方法,在规划现代化的大型设施时几乎不可能,或者只有付出很大的努力和费用,才可能测量出预计的功率。” IWES位于卡塞尔,也是德国联邦环境部赞助的“内陆风能利用”研究项目的负责人。“此外,森林和丘陵妨碍了对风况的分析。专家们将这一方面称为“复杂地形”,地形在高海拔地区都会影响风况。由于这些因素,克拉斯及其在IWES的同事设计并建造了200米的测风桅杆。自1月份投入运营以来,他们位于卡塞尔(Kassel)附近树木覆盖的丘陵上,创建了风速测量,湍流和其他气象数据的集合。这种新的桅杆是欧洲最大的桅杆-传统桅杆的高度仅约100米,其高度不足以逼近风力涡轮机。现代风力涡轮机的旋转叶片很容易高一倍。看起来似乎很奇怪,但是研究人员对那里的风的行为知之甚少。
“的确,有关于风速如何随高度增加的理论,但这些理论不再适用于如此高的高度。因此,需要实际的测量值来进一步开发模型。” Klaas解释说。
用桅杆进行的非常具体的测量不仅有助于优化风力涡轮机,还有助于确定合适的尺寸和比例。这极大地提高了涡轮机的效率,还有助于减少费用。
“借助测风桅杆,还应该有可能为LIDAR(光检测和测距)开发标准,这是一种新的基于地面的远程测量过程。激光光学测量过程被认为是测量高达几百米高的风廓线的关键。由于缺乏标准,激光雷达仍未被批准为风专家报告的唯一测量过程,而风报告是产量计算的基础。如果有一天成功地归功于Fraunhofer测量杆,那么这样的批准将使风的专家报告变得多余,因为LIDAR将使测量杆过时。”
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