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一些风力涡轮机是如何利用微风的

作者:编辑发布时间:2018-11-27 09:53

  规划人员可以帮助阻止邻近地区阻挡风。

  就像英语中的许多单词一样,“傲慢”与航海有关。它描述了一种操纵,在这种操纵中,一艘帆船直接顺风驶向另一艘帆船,有效地将被压倒的船只的风刮走,使其失去动力。

  风力涡轮机也可以互相超越。随着开发商寻求建造更多的风力发电站——全球范围内,去年陆上风电装机容量从2007年的区区9200万千瓦增至近5亿千瓦——一些风力最强的地区正变得越来越拥挤。这可能是个问题。为了达到最佳效果,风力涡轮机需要捕捉到一股清澈而不间断的流动气流。任何挡道的东西——从山脉和建筑到竞争对手的风电场——都会降低风速和发电量。这些障碍物还会破坏气流,由此产生的湍流会增加噪音,以及涡轮叶片的磨损。

  本周发表在《自然能源》(Nature Energy)杂志上的一项研究表明,这种影响是多么难以忍受(J. K. Lundquist et al. Nature Energ.)。https://doi.org/10.1038/s41560 - 018 - 0281 - 2;2018)。它分析了德克萨斯州西部一个风力发电厂的发电量变化,当时另一个风力发电厂逆风建造了几百米,并在第一个风力发电厂开张18个月后启用。研究人员估计,下风电场可能平均损失了5%的潜力,每年的发电量可能高达200万美元。德克萨斯州不同寻常:它拥有全美最多的风力涡轮机,分布在131个不同农场的风力涡轮机超过1.2万台。不可避免的是,这些独立的项目聚集在最好的地点,那里有可靠的风力和通往输电线路的通道。在这项研究中,逆风电站的一些涡轮机距离一些逆风涡轮机仅300米。

  但研究报告的作者说,影响可能会进一步扩大。在适当的大气条件下,顺风风速的下降可以持续50公里以上。美国近90%的风力发电场在40公里内有一个邻近项目,因此可能受到影响。(当然,不是所有的风都会一直受到影响,因为风向会改变。德克萨斯州的研究只关注了盛行的西南风的影响。在一个风力项目中,不可避免地会出现内部干扰,逆风涡轮机产生的尾流会降低后面风力发电机的输出。

  风力发电场相互竞争的一个解决方案是,把陆地抛在脑后,驶向广阔的海洋空间。但海上风力发电场——通常建造和运营成本要高得多——往往也会争夺最佳选址。2014年,丹麦东能源公司风力发电(位于Skærbæk现在Ørsted)公布的数据显示其长期项目的性能在Nysted,接近在波罗的海洛兰岛,岛上正在被另一个公司的风力发电厂建造3公里(n . g .尼加德期刊。第524,012162号文件;2014)。

  我们能做些什么?对项目的设计或布局进行技术修复是困难的,尤其是随着风力涡轮机变得越来越大、越来越强大。一些工程师已经提出了一种海上涡轮机,这种涡轮机可以浮在水面上,并且可以随着风的移动改变位置以减少尾流,但在陆地上这显然是不可能的。规则和限制能奏效吗?该研究作者的一项法律分析发现,美国没有相关立法。相比之下,加州的太阳能发电效率受到法规保护,以限制在运营高峰期附近房屋可能落在面板上的阴影量。

  在它们存在的地方,对风力涡轮机建设的限制往往集中在更直接的风险上。在2008年的一场纠纷中,一些开发商想在北达科他州毗邻的地产上建造风力发电场,但官员们只裁定,每台涡轮机必须放置在距离边界的高度以外,这样,如果它掉下来,就不会落到另一边。没有考虑风影。

  在全球变暖的情况下,支持风力发电的努力至关重要,因此,负责任地建设风力发电场,确保我们尽可能多地利用能源,即使这些设施相距很近,也是非常重要的。这意味着制定法规来支持这种发展是很重要的。

  一个国家长期以来持有开明的观点,可以提供一个效仿的榜样。荷兰以其风车而闻名,许多风车至今仍在运转,这要归功于一项法律,该法律规定,通过限制在375米内的开发,每座风车都可以继续利用必要的风力(被称为molenbiotoop,或风车生物基地)来扬帆起航。这项法律带来了一些创造性的解决方案:2010年,19世纪60年代在斯比基尼斯(Spijkenisse)的一家面粉厂被从地上挖了下来,加高,放在一个7米高的混凝土箍上,以便在附近建造房屋。哪里有磨,哪里就有路。

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