风电场受到许多影响,但也许最大的挑战本身就是风电场。当风吹到第一台涡轮机时,一切都很好,但是从所述涡轮机另一侧吹来的风是一堆大大小小的涡流,它们一直流到排中的下一台涡轮机和下一台涡轮机……。实际上,随后几排中的涡轮机比第一排中的涡轮机少发电多达40%。
最近在《边界层气象》杂志上发表的两篇文章探讨了风电场给自己造成的问题,以及如何纠正这些问题。
研究#1,尝试新的布局
第一项研究是由EPFL的风能工程和可再生能源实验室(WIRE)的博士生Yu-Ting Wu与同样是WIRE的FernandoPorté-Agel共同撰写的。
“设计风电场的一个重要因素是风电场的布局,或者风机之间的相对位置,”吴玉婷说。
Wu将风场中风的数值模拟结果与风洞实验进行了比较,特别关注了风力涡轮机在风场中的放置位置。他发现,简单地将风电场从正方形网格更改可以提高风电场的总效率,从而使风在通过第一台风力涡轮机后有更多的时间恢复。
然而,找到理想的设置是很麻烦的。
“您必须记住布局是相对的,并且会随风向而变化,” Wu说。
如果风从南方吹来,则两个涡轮机可能彼此落后。如果是从东方来的,他们突然之间就彼此相邻。
研究#2,保暖效果更好
第二篇文章涉及明尼苏达大学的Porté-Agel及其同事,研究了大气稳定性对风电场发电量的影响。对于他们的实验,研究人员打开了风洞中的地板供暖系统,以研究对流对涡轮机后尾流的影响。
他们发现,尽管在炎热的天气中湍流增加,但风力涡轮机背后的流动实际上比在湍流较少的夜间风中恢复得更快。
这意味着在炎热的天气中,第二排涡轮机的效率不会像夜间那样损失那么多。这组作者说,围绕涡轮尾流的更强的湍流会吸入更多的向前动量,从而导致流动的恢复更快。
资源:洛桑联邦理工学院图片来源:Vattenfall通过Vattenfall的海上风电场
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