미국 해상 풍력 개발 및 제트 기류 모델

플라톤에 의해 재발행

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제트기류 모델은 미국 해상 풍력 개발에 정보를 제공하는 데 도움이 됩니다.

원래에 의해 게시 코넬 크로니클.
작성자: 공과대학 커뮤니케이션 전문가 Eric Laine

연방 정부가 미국 역사상 최대 규모의 해상 풍력 발전 단지 임대 판매를 계획하고 있는 가운데, 새로운 코넬 연구는 저층 제트기의 빈도, 강도 및 높이를 특성화하는 세부 모델을 제공함으로써 해상 풍력 발전 단지의 개발에 정보를 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다. 미국 대서양 연안 지역을 흐르는 하천.

연구, "풍력 에너지와 관련된 고지대에서 미국 동부 해안 지역의 저층 제트기 발생" 9월 XNUMX일 저널에 게재되었습니다. 에너지. 공동저자인 Jeanie Aird에 따르면, 이번 연구에서는 제트 기류가 미국 동부 해안에 계획된 풍력 발전 단지에서 풍력 터빈 로터 평면에 도달할 만큼 충분히 낮게 발생한다는 사실이 밝혀졌습니다. Barthelmie 풍력 에너지 연구소 공과대학 Sibley 기계항공우주공학부에서 근무하고 있습니다.

저고도 제트기(대기권의 가장 낮은 2km에서 빠르게 움직이는 기류)는 풍력 터빈에 장단점이 있을 수 있습니다. 일반적으로 풍속이 증가하여 전력 출력과 같은 터빈 성능을 향상시킬 수 있지만, 바람 전단력과 난기류가 더 높아지면 터빈 블레이드와 타워의 부하도 증가할 수 있습니다. 풍력 터빈의 수명과 전력 생산을 계획하려면 이러한 현상을 이해하는 것이 중요합니다.

Aird는 2년간의 시뮬레이션을 분석했습니다. 기상 연구 및 예측 (WRF) 모델은 농업생명과학대학 지구대기과학과 교수인 Sara C. Pryor가 제공했습니다. 그녀는 저고도 제트기가 New York Bight(대략 뉴저지 해안에서 Long Island 동부까지 뻗어 있음) 및 더 남쪽의 해상 풍력 에너지 임대 지역보다 매사추세츠 남부의 해상 풍력 에너지 임대 지역에서 더 자주 발생한다는 사실을 발견했습니다.

Aird는 “우리 연구는 특히 약 500미터 이하에서 최대로 발생하는 저층 제트기에 초점을 맞추고 있습니다. 왜냐하면 낮은 높이에서는 풍력 터빈과 상호 작용할 가능성이 더 높기 때문입니다.”라고 말했습니다.

Aird는 저고도 제트기가 해발 약 150m에서 발생할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 미국 동부 해안에 계획된 해상 풍력 터빈과 상호 작용할 가능성이 있음을 의미합니다. 예를 들어, 매사추세츠 해안의 Vineyard Wind 농장에 선택된 터빈의 허브 높이는 140미터입니다.

“우리의 분석은 수평 온도 구배가 강한 늦봄과 초여름에 이러한 현상이 최대 12% 발생한다는 것을 보여주는 저층 제트기 발생 지도를 제공합니다.”라고 Aird는 말했습니다. "우리는 이 연구가 해상 풍력 발전소 개발자에게 도움이 되기를 바라며 저고도 제트기 발생에 대한 예측 방법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다."

본 연구 이전에는 동부 해안에 대한 바람 기후 측정이 상대적으로 부족했기 때문에 이 지역에서 저고도 제트기의 발생 빈도나 속도 및 높이에 대한 불확실성이 있었습니다. 이 연구는 저층 제트기를 분석하기 위해 계획된 13개 해상 임대 지역 중 16개 지역을 포함하여 넓은 지리적 영역에 걸쳐 XNUMX년간의 고해상도 WRF 데이터를 활용했다는 점에서 독특합니다.

Aird는 Pryor와 함께 논문을 공동 집필했습니다. Rebecca Barthelmie, Sibley 기계항공우주공학부 교수; 그리고 박사후 연구원 트리스탄 셰퍼드(Tristan Shepherd).

이 연구는 미국 에너지부, 국립과학재단, 뉴욕주 에너지 연구개발청이 국립해상풍력연구개발 컨소시엄을 통해 자금을 지원했습니다.

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