US offshore vindutvikling og jetstrømmodeller

Publisert av Platon

Følgere: 0

Jetstrømmodeller bidrar til å informere amerikansk havvindutvikling.

Opprinnelig publisert av Cornell Chronicle.
Av Eric Laine, kommunikasjonsspesialist for College of Engineering.

Med den føderale regjeringen som planlegger å holde det største salget av havvindparkleieavtaler i landets historie, kan en ny Cornell-studie bidra til å informere utviklingen av havvindparker ved å tilby detaljerte modeller som karakteriserer frekvensen, intensiteten og høyden til lavnivåjetfly bekker over den amerikanske atlantiske kystsonen.

Forskningen, "Forekomst av jetfly på lavt nivå over den østlige amerikanske kystsonen i høyder som er relevante for vindenergi," ble publisert 9. januar i tidsskriftet energier. Studien finner at jetstrømmer forekommer lavt nok til å nå vindturbinrotorfly ved planlagte vindparker offshore fra den amerikanske østkysten, ifølge medforfatter Jeanie Aird, doktorgradsstudent i Barthelmie vindenergilaboratorium ved Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering i College of Engineering.

Jetfly på lavt nivå - raskt bevegelige luftstrømmer i de laveste 2 kilometerne av atmosfæren - kan ha fordeler og ulemper for vindturbiner. De resulterer vanligvis i en økning i vindhastigheten som kan forbedre turbinytelsen, for eksempel kraftuttak, men de kan også øke belastningen på turbinblader og tårn med høyere vindskjæring og turbulens. Å forstå deres forekomst er viktig for planlegging av vindturbiners levetid og kraftproduksjon.

Aird analyserte to år med simuleringer fra Værforskning og prognoser (WRF) modell levert av Sara C. Pryor, professor ved Institutt for jord- og atmosfærevitenskap ved College of Agriculture and Life Sciences. Hun fant at jetfly på lavt nivå forekommer hyppigere ved leasingområdene for offshore vindenergi sør for Massachusetts enn de i New York Bight (som strekker seg omtrent fra kysten av New Jersey til østlige Long Island) og lenger sør.

"Vår studie fokuserer spesifikt på jetfly på lavt nivå som forekommer med maksima på omtrent 500 meter eller under," sa Aird, "siden i lavere høyder er det mer sannsynlig at de samhandler med vindturbiner."

Aird fant at lavnivå-jetflyene kan oppstå på omtrent 150 meter over havet, noe som betyr at de sannsynligvis vil samhandle med vindmøller til havs som er planlagt for den amerikanske østkysten. For eksempel har turbiner valgt for Vineyard Wind Farm utenfor kysten av Massachusetts en navhøyde på 140 meter.

"Vår analyse gir kart over jetforekomst på lavt nivå som viser at disse fenomenene forekommer opptil 12 % av tiden på senvåren og forsommeren når det er sterke horisontale temperaturgradienter," sa Aird. "Vi håper denne forskningen vil hjelpe utviklere av vindparker til havs, og vi jobber med å utvikle en prediktiv metode for forekomst av jet på lavt nivå."

Før denne forskningen var det usikkerhet om hvor ofte lavnivåjetfly ville forekomme i dette området, eller deres hastigheter og høyder, på grunn av en relativ mangel på vindklimatologiske målinger for østkysten. Denne studien er unik ved at teamet brukte to år med høyoppløselige WRF-data over et bredt geografisk domene, og dekket 13 av de 16 planlagte offshore-leieområdene for å analysere lavnivåjetflyene.

Aird var medforfatter av avisen sammen med Pryor; Rebecca Barthelmie, professor ved Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering; og postdoktor Tristan Shepherd.

Forskningen ble finansiert av U.S. Department of Energy, National Science Foundation og New York State Energy Research and Development Authority gjennom National Offshore Wind Research and Development-konsortiet.

Setter du pris på CleanTechnicas originalitet? Vurder å bli en CleanTechnica-medlem, supporter, tekniker eller ambassadør - eller en beskytter på Patreon.