Tuuleturbiinide äratamise vähendamine võib päästa tuuleparke miljoneid

Teadlased koguvad kõige põhjalikumaid andmeid selle kohta, kuidas tuuled liiguvad läbi tuuleelektrijaamade, et aidata kavandada tõhusamaid jaamu ja vähendada tuuleenergia kulusid

"Tuuleveskid," ütles Bob Kerr, "ärge sööge."

Läbi põuaaastate jälgis Oklahoma karjakasvataja ja nisukasvataja Kerr, kuidas tema põllumaal olevad tiigid kadusid paakunud mullaks. Ilma veeta ei jääks tema nisu ja veised kunagi ellu. Ja kui nad ellu ei jääks, ei pruugi talu ka mitte.

Nii otsustas Kerr pärast 43 aastat kasvatada midagi hoopis teistsugust: tuult. Ta andis oma kuivanud maa tuulepargile rendile. "See on püsiv ja usaldusväärne sissetulek," ta ütles National Public Radio. “Ma ei pea muretsema nende söötmise pärast, ma ei pea muretsema, et talvel jääd neile lõhkuma, ma ei pea muretsema, et need tuulikud teele satuvad. See on lihtsalt muretu tehing. ”

See tehing võib peagi veelgi paremaks muutuda põllumeestele nagu Kerr, kes elavad tuulerikastes osariikides nagu Oklahoma. 2022. aasta kevadel käivitavad riikliku taastuvenergia labori (NREL) teadlased rahvusvahelise, mitut institutsiooni hõlmava tuuleenergiavaldkonna kampaania nimega Ameerika WAKE-eksperiment (AWAKEN). USA energeetikaministeeriumi (DOE) tuuleenergiatehnoloogiate büroo rahastatav uuring kogub maailma kõige põhjalikuma tuuleenergia atmosfäärinähtuse andmekogu, sealhulgas ärkamised, mis võivad keskmisele tuulepargile maksta umbes 10% selle potentsiaalsest energiast. Kui need andmed on valmis, võivad need aidata tuuleparkidel – ja põllumeestel, kes rendivad oma maad, nagu Kerr –, toota veelgi rohkem energiat ja teenida veelgi rohkem kasumit.

Tuul võidab! Kuidas õhuvoolud läbi tuuletaimede liiguvad, pole hästi aru saadud. Sellepärast kasutab AWAKENI uurimisrühm droone ja lidarit, et kaardistada, kuidas tuuled tuuleturbiinide vahel ja nende ümber liiguvad, ning pakkuda kriitilisi andmeid, mis võiksid aidata arendajatel oma tehase tulusid ja energiatootmist suurendada. Animatsiooni autor Josh Bauer, NREL. Tekstiversioon.

---

Nagu mootorpaadid, tekitavad kiiresti liikuvad tuuleturbiini labad äratusi, mis võivad muuta seda, kui palju energiat allatuule turbiinidesse ja taimedesse jõuab. Aga praegune energia ennustamise mudelid on liiga ebatäpsed, et täpselt öelda, kui palju äratusseadmed kaotatud energia või kasumi osas maksavad – või kuidas seda kahju ära hoida.

NREL-i teadlased kavatsevad seda muuta.

"See välikampaania," ütles Patrick MoriartyNREL-i vaneminsener, kes juhib projekti AWAKEN, "annab meile tuulepargi atmosfääri interaktsioonide kõrgeima eraldusvõimega vaatlusi, mis praegu maailmas saadaval on."

Varem kujundasid Moriarty ja tema NREL-i kolleegid mudelid ja simulatsioonid et hinnata, kuidas tuuled võivad tuuletaimede kaudu liikuda. Kuid ilma vaatlusandmeteta, et neid varundada, ütles Moriarty: "Me ei tea, kui täpsed meie mudelid on." Nüüd, 2022. aasta kevadest kuni 2023. aasta oktoobrini, kogub meeskond neid vaatlusandmeid, kasutades laia valikut andureid, sealhulgas neid, mis on paigaldatud lennukitele, töötavates tuuleparkides ja nende läheduses.

Kuid enne andmete kogumist pidid Moriarty ja tema uurimisrühm leidma õiged kohad oma instrumentide paigutamiseks, et saada selgeid kaadreid turbiinidest. "Kui teel on puid või hooneid või künkaid, takistaks see meie jõupingutusi," ütles Moriarty. Ja seal oli: juulikuise väljasõidu ajal Oklahomasse leidis meeskond navigeerimiseks palju takistusi.

Seejärel, kui nad leidsid oma andurite paigutamiseks optimaalsed kohad, pidid teadlased veenma maaomanikke neid majutama – loomulikult üüri eest. Juulis kohtus Moriarty ühe "väga sõbraliku" rantjeega, kes esitas teadlastele küsimusi oma tagaaias asuvate tuuleparkide kohta. Kerr pole ainuke, kes uutmoodi põlluharimise vastu huvi tunneb.

Järgmise mitme aasta jooksul treenivad need andurid oma lasereid viies Põhja-Oklahomas asuvas tuulepargis – asukoht on valitud suure hulga praeguste tuuleparkide ja suure tulevikupotentsiaali tõttu. Turbiinidele või nende lähedale postitatud andurite laser- ja radarikiired (nagu need, mida liikluspolitseinikud kasutavad sõidukite kiiruste jälgimiseks) peegeldavad tolmu ja putukaid – kuna erinevad tuulekiirused ja -teed muudavad nende osakeste võnkumist, võivad need andmed aidata luua kolme - mõõtmeline pilt kuidas tuulevoolud turbiinide ümber liiguvad.

Kuid suuremahulised ärkamised võivad püsida 20 miili või kauem ja jõuda täiesti erinevatele tuuletaimedele. "Ühelgi vaatlussüsteemil pole sellist ulatust," ütles Moriarty. "Varem või hiljem on teil lennukit vaja."

AWAKEN-i välikampaania viimases etapis lendavad spetsiaalsed lennukid andureid tehasest taimele, et koguda suuremahulisi andmeid ja mõista, kuidas ühe tuulejaama äratused võivad selle naabreid mõjutada. Samal ajal kasutavad droonid varasematest tööriistadest täpsemate andmete kogumiseks kiiremaid andureid.

Seejärel, kui andmed 2023. aastal koostatakse, kaardistavad teadlased atmosfääri mõjud ja loovad avatud lähtekoodiga ülemaailmselt juurdepääsetava andmestiku (mis majutatakse DOE-s Tuuleandmete arhiiv ja portaal). Need andmed võivad anda tuuleparkide arendajatele väga vajalikke juhiseid tuuleturbiinide paigutamiseks, et maksimeerida oma jaamade energiatootmist. Sellised hästi informeeritud tuulejaamade konstruktsioonid võivad potentsiaalselt toota kuni 5% rohkem energiat (ja koos sellega rohkem tulu).

Pärast AWAKENi lõppu loodab Moriarty teha sarnase ulatusliku välikampaania, et kaardistada äratusefektid avamere tuulejaamad — eriti ujuvad taimed, mille kohta on vähe andmeid. Kuid Moriarty loodab ka oma andmekogumistööriistu täiustada, et lõpuks koostada veelgi kõrgema eraldusvõimega kaart selle kohta, kuidas tuuled läbi tuulejaamade liiguvad.

"Me jõuame lähemale," ütles Moriarty. Esimene peatus: Oklahoma.

Lisateave ÄRATA ja NREL-id tuuleenergia uuringud.

Artikkel viisakalt Riiklik taastuvenergia labor.

 

Kas hindate CleanTechnica originaalsust? Kaaluge a CleanTechnica liige, toetaja, tehnik või suursaadik - või patroon Patreon.

 

 

---

reklaam  

---

---

Allikas: https://cleantechnica.com/2022/01/25/reducing-wind-turbine-wakes-could-save-wind-farms-millions/