高效的涡轮间距可提高海上风电场的产量33％

海上风电场已经面临着最恶劣的可再生能源环境之一-我们知道盐水，暴风雨和海浪会结合在一起以减少发电量，但是效率低下的涡轮机布置也会阻碍发电吗？

特拉华大学的一项新研究表明，海上风电场的现有紧密网格布局减少了风电场的发电量，但有效地间隔或错开涡轮机可大大提高其容量系数。

这些新发现与许多其他现有研究项目一起探讨了涡轮机放置如何影响风力发电性能，并可以帮助工程师更有效地建造海上风电场，以帮助从每个涡轮机中拧出尽可能多的兆瓦功率，并尽可能快地减少温室气体排放。 。

中国海上风电场图片来自Shutterstock

海上风能并非总是发挥其潜力

特拉华大学（UD）大气与能源研究小组的研究人员团队的研究基于瑞典的Lilligrund海上风电场。该项目的总装机容量为110.4兆瓦（MW），但仅以35％的容量因子发电（截至2012年）–其排挤的行列可能是其表现低于海上风能中位数43％的原因。

在设定了基线之后，研究人员在计算机模拟中创建了六种替代风电场布局。一些布局使涡轮机在一致的行中保持更远的间隔，而其他布局则使涡轮机行的排列错开，类似于剧院座椅的间隔方式，以在它们向后移动时改善座椅视野。

计算机模拟花费了数周的时间，并专注于涡流或每个涡轮旋转产生的断断续续的空气如何影响农场中顺风涡轮的输出。

高效的涡轮间距将输出提高33％

那么仿真发现了什么？UD的地球，海洋与环境学院副教授克里斯蒂娜·阿彻（Cristina Archer）说：“错开每一行都很有效。”间距更远的涡轮机和交错的行使涡流的输出损失降低了14％，整体性能提高了33％

这些结果反映了德克萨斯理工大学SWiFT设施进行的陆上风电场研究，该研究发现涡轮机效率低下将内部风电场排的功率输出降低了40％

SWiFT风电场研究中心图片通过Sandia国家实验室提供

研究小组还发现，最优化的海上风电场配置的涡轮机排面向着主要的风向。但是，一年中大多数地方的盛行风都会改变方向，这意味着涡轮机可能需要在季节性基础上稍作调整，以实现其最大的潜在输出。

尽管今天在技术上还不可行，但知道何时涡轮机将最有生产力可为将来在何处以及如何建立海上风电场提供信息。阿彻说：“我们希望一个接一个地系统地探索所有这些取舍。”他的先前研究发现，到2030年风能满足世界一半的电力需求。

将学到的经验教训应用到未来的项目中

随着海上风电场在美国东海岸的兴起，项目开发商拥有不可思议的机会，可以借鉴从欧洲现有海上风电行业汲取的经验教训。

美国水域目前正在开发八个不同的项目，总计2380兆瓦，而更高的产量意味着这些项目对于开发商和公用事业而言在财务上更具可行性。

海上风电在清洁技术方面有着令人难以置信的投资前景，一些分析师预测，到2020年，其年市场价值将达到1300亿欧元。随着时间的流逝，这样的研究不仅可以提高海上风能的生产力，而且可以帮助市场发挥其全部潜力。阿彻说：“我希望这些将成为在全球范围内全面概述风能的工具。”