Offshore windontwikkeling en straalstroommodellen in de VS

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Jetstream-modellen helpen de ontwikkeling van de Amerikaanse offshore windenergie te informeren.

Oorspronkelijk gepubliceerd door Cornell kroniek.
Door Eric Laine, communicatiespecialist voor het College of Engineering.

Nu de federale overheid van plan is de grootste verkoop van huurcontracten voor offshore windparken in de geschiedenis van het land te organiseren, zou een nieuwe Cornell-studie de ontwikkeling van offshore windparken kunnen helpen informeren door gedetailleerde modellen te leveren die de frequentie, intensiteit en hoogte van laagvliegende vliegtuigen karakteriseren. stromen over de Amerikaanse Atlantische kustzone.

Het onderzoek, “Het optreden van vliegtuigen op laag niveau boven de oostelijke kustzone van de VS op hoogten die relevant zijn voor windenergie,” werd op 9 januari in het tijdschrift gepubliceerd Energies. Uit het onderzoek blijkt dat straalstromen laag genoeg voorkomen om de rotorvliegtuigen van windturbines te bereiken op geplande windparken voor de kust van de Amerikaanse oostkust, aldus co-auteur Jeanie Aird, promovendus aan de Amerikaanse oostkust. Barthelmie Windenergielaboratorium aan de Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering aan het College of Engineering.

Jets op laag niveau – snel bewegende luchtstromen in de onderste twee kilometer van de atmosfeer – kunnen voor- en nadelen hebben voor windturbines. Ze resulteren meestal in een toename van de windsnelheid, wat de prestaties van de turbine kan verbeteren, zoals het vermogen, maar ze kunnen ook de belasting op turbinebladen en torens verhogen met hogere windschering en turbulentie. Inzicht in het voorkomen ervan is belangrijk voor het plannen van de levensduur van windturbines en de energieproductie.

Aird analyseerde twee jaar aan simulaties van de Weeronderzoek en -voorspellingen (WRF)-model geleverd door Sara C. Pryor, professor bij de afdeling Aard- en Atmosferische Wetenschappen van het College of Agriculture and Life Sciences. Ze ontdekte dat vliegtuigen op laag niveau vaker voorkomen in de offshore windenergie-leasegebieden ten zuiden van Massachusetts dan die in de New York Bight (die zich ruwweg uitstrekt van de kust van New Jersey tot het oosten van Long Island) en verder naar het zuiden.

“Ons onderzoek richt zich specifiek op jets op lage hoogte die voorkomen met maxima op ongeveer 500 meter of lager,” zei Aird, “aangezien ze op lagere hoogte waarschijnlijker interactie hebben met windturbines.”

Aird ontdekte dat de lage jets zich op ongeveer 150 meter boven zeeniveau kunnen voordoen, wat betekent dat ze waarschijnlijk in wisselwerking zullen treden met offshore windturbines die gepland zijn voor de oostkust van de VS. Zo hebben de turbines die zijn geselecteerd voor het Vineyard Windpark voor de kust van Massachusetts een ashoogte van 140 meter.

“Onze analyse levert kaarten op van het voorkomen van jets op lage hoogte, waaruit blijkt dat deze verschijnselen tot 12% van de tijd voorkomen in de late lente en vroege zomer, wanneer er sterke horizontale temperatuurgradiënten zijn,” zei Aird. “We hopen dat dit onderzoek de ontwikkelaars van offshore windparken zal helpen en we werken aan de ontwikkeling van een voorspellende methode voor het voorkomen van straalvliegtuigen op laag niveau.”

Voorafgaand aan dit onderzoek bestond er onzekerheid over hoe vaak lage jets in dit gebied zouden voorkomen, of hun snelheden en hoogten, vanwege een relatief gebrek aan windklimatologische metingen voor de oostkust. Deze studie is uniek omdat het team twee jaar aan WRF-gegevens met hoge resolutie heeft gebruikt over een breed geografisch domein, dat 13 van de 16 geplande offshore-leasegebieden bestrijkt om de laagvliegende vliegtuigen te analyseren.

Aird was samen met Pryor co-auteur van het artikel; Rebecca Barthelmie, professor aan de Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering; en postdoctoraal onderzoeker Tristan Shepherd.

Het onderzoek werd gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie, de National Science Foundation en de New York State Energy Research and Development Authority via het National Offshore Wind Research and Development consortium.

Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.