海上垂直风力涡轮机

垂直涡轮机在大型风力发电场中效率更高

图片来源:牛津布鲁克斯大学

牛津布鲁克斯大学研究人员的一项研究发现,在大型风电场中,垂直风力涡轮机设计比传统形式的效率要高得多,并且在某种安排下可以将性能提高15%。

这项研究表明,现在人们所熟悉的传统螺旋桨风力涡轮机的景象可能最终会被包含更紧凑和高效的垂直涡轮机的风力发电场所取代。

垂直轴风力涡轮机(VAWTs)围绕垂直于地面的轴旋转,像一个巨大的风向标旋转,并表现出与水平涡轮机相反的行为。尽管垂直涡轮机近年来已经被试验和改进了吗在美国,它们还没有像卧式涡轮机那样用于工业规模。

来自牛津布鲁克斯工程、计算和数学学院的一组研究人员使用超过11500小时的计算机模拟对VAWTs进行了研究,以证明风力发电场使用垂直涡轮机可以更有效地运行。研究发现,当以网格形式排列时,vawt可以提高彼此的性能;定位涡轮机以使输出最大化对风力发电场的设计至关重要。

可再生能源研究这是第一个对风力涡轮机性能的多个方面进行分析的研究。他发现,当垂直涡轮机成对安装时,彼此的性能最高可提高15%。

Iakovos Tzanakis教授说:“这项研究证明,风力发电场的未来应该是垂直的。”“(VAWTs)可以设计得更紧密,提高效率,最终降低电价。从长远来看,VAWTs可以帮助加速我们能源系统的绿色转型,让更多清洁和可持续的能源来自可再生能源。”

英国在利用风能发电方面处于特别有利的地位,预计到2030年,英国的风能容量将增加近一倍。政府的目标是提供总能源供应的三分之一十年内从风力中获得。这一发现是朝着设计更高效的风力发电场和最终取代化石燃料作为能源的方向迈出的一步。

Joachim Toftegaard是一名毕业生,也是该报告的主要作者,他评论道:“现代风力发电场是生产绿色能源最有效的方式之一。然而,它们有一个主要的缺陷:当风接近涡轮前排时,湍流将在下游产生。这种乱流对后面几排的性能是不利的。”

“换句话说,前排将大约一半的风能转化为电能,而后排的这一数字降至25% - 30%。每个涡轮机的成本超过200万英镑/兆瓦。”作为一名工程师,我自然而然地想到一定有一种更划算的方法。”

该研究的合著者、讲师M Mahak博士补充说:“使用计算方法理解流动物理学的重要性怎么估计都不过分。与庞大的实验测试设施相比,这些类型的设计和增强研究的成本只是一小部分。这在初始设计阶段尤其重要,对于那些试图实现最大设计效率和功率输出的行业来说非常有用。”

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