Reducerea trezilor turbinelor eoliene ar putea salva milioane de parcuri eoliene

Cercetătorii colectează cele mai cuprinzătoare date despre modul în care vânturile se mișcă prin centralele eoliene pentru a ajuta la proiectarea unor centrale mai eficiente și pentru a reduce costurile energiei eoliene

„Morile de vânt”, a spus Bob Kerr, „nu mănâncă”.

De-a lungul anilor de secetă, Kerr, un crescător de vite și fermier de grâu din Oklahoma, a privit iazurile de pe terenul său agricol dispărând în pământ îngrădit. Fără apă, grâul și vitele lui nu ar supraviețui niciodată. Și dacă nu ar supraviețui, s-ar putea să nu fie nici ferma.

Așa că, după 43 de ani, Kerr a decis să cultive ceva cu totul diferit: vântul. Și-a închiriat terenul uscat unui parc eolian. „Acesta este un venit constant, de încredere”, el a spus Radio public național. „Nu trebuie să-mi fac griji pentru a le hrăni, nu trebuie să-mi fac griji să sparg gheața pentru ei iarna, nu trebuie să-mi fac griji că aceste mori de vânt ies pe drum. Este doar o afacere fără griji.”

Această înțelegere ar putea deveni în curând și mai bună pentru fermierii precum Kerr, care trăiesc în state bogate în vânt, precum Oklahoma. În primăvara anului 2022, cercetătorii de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) vor lansa o campanie internațională, multi-instituțională în domeniul energiei eoliene, numită Experimentul american WAKE (TREZIȚIE). Finanțat de Biroul de Tehnologii pentru Energie Eoliană al Departamentului de Energie al SUA (DOE), studiul va aduna cel mai cuprinzător set de date din lume despre un fenomen atmosferic al energiei eoliene, inclusiv trezne care pot costa un parc eolian mediu aproximativ 10% din energia sa potențială. Odată completate, aceste date ar putea ajuta fermele eoliene – și fermierii care își închiriază pământul, precum Kerr – să producă și mai multă energie și să obțină și mai multe profituri.

Câștigă vântul! Cum se deplasează curenții de aer prin plantele eoliene nu este bine înțeles. De aceea, echipa de cercetare AWAKEN folosește drone și lidar pentru a cartografi modul în care vânturile curg între și în jurul turbinelor eoliene și pentru a furniza date critice care ar putea ajuta dezvoltatorii să-și crească veniturile și producția de energie. Animație de Josh Bauer, NREL. Versiune text.

---

La fel ca bărcile cu motor, palele turbinelor eoliene cu mișcare rapidă creează trezne care pot schimba cantitatea de energie care ajunge la turbinele și plantele vântului. Dar actuală modele de predicție energetică sunt prea imprecise pentru a spune exact cât costă wake-urile în termeni de energie pierdută sau profituri – sau cum să prevenim această pierdere.

Cercetătorii NREL plănuiesc să schimbe asta.

„Această campanie de teren”, a spus Patrick Moriarty, un inginer senior la NREL, care conduce proiectul AWAKEN, „ne va oferi cea mai înaltă rezoluție observații ale interacțiunilor atmosferei parcului eolian disponibile în lume astăzi”.

Anterior, Moriarty și colegii săi NREL au proiectat modele și simulări pentru a estima modul în care vânturile s-ar putea mișca prin plantele eoliene. Dar fără date observaționale care să le susțină, a spus Moriarty, „nu știm cât de precise sunt modelele noastre”. Acum, din primăvara lui 2022 până în octombrie 2023, echipa va aduna aceste date de observație folosind o gamă largă de senzori, inclusiv cei montați pe avioane, în și în jurul parcurilor eoliene operaționale.

Dar înainte ca orice colectare de date să poată avea loc, Moriarty și echipa sa de cercetare trebuiau să găsească locațiile potrivite pentru a-și plasa instrumentele pentru a obține imagini clare ale turbinelor. „Dacă există copaci sau clădiri sau dealuri în cale, asta ne-ar bloca eforturile”, a spus Moriarty. Și au existat: în timpul unei excursii în iulie în Oklahoma, echipa a găsit o mulțime de obstacole pentru a naviga.

Apoi, odată ce au găsit locuri optime pentru a-și cuibără senzorii, cercetătorii au trebuit să-i convingă pe proprietarii de terenuri să le adăpostească - în schimbul chiriei, desigur. În iulie, Moriarty s-a întâlnit cu un fermier „foarte prietenos” care i-a pus pe cercetători cu întrebări despre parcurile eoliene din curtea lui. Kerr nu este singurul interesat de un nou tip de agricultură.

În următorii câțiva ani, acești senzori își vor antrena laserele pe cinci ferme eoliene din nordul Oklahoma - o locație aleasă pentru numărul mare de parcuri eoliene actuale și pentru marele potențial viitor. Postate pe sau în apropierea turbinelor, fasciculele laser și radar ale senzorilor (cum ar fi cele folosite de polițiștii rutieri pentru a monitoriza vitezele vehiculelor) vor reflecta praful și bug-urile - deoarece diferitele viteze ale vântului și căile diferite schimbă modul în care aceste particule se clătină, acele date pot ajuta la crearea unei trei. -imagine dimensională a cum se deplasează curenții vântului în jurul turbinelor.

Dar traseele la scară mare pot persista 20 de mile sau mai mult și pot ajunge la plante eoliene complet diferite. „Niciun sistem de observare nu are acest tip de rază”, a spus Moriarty. „Mai devreme sau mai târziu, ai nevoie de un avion.”

Pentru etapa finală a campaniei de teren AWAKEN, aeronavele specializate vor zbura cu senzori de la o fabrică la alta pentru a colecta acele date la scară largă și pentru a înțelege cum i-ar putea afecta vecinii. În același timp, dronele vor folosi senzori mai rapizi pentru a prelua date mai precise decât instrumentele anterioare.

Apoi, când datele vor fi compilate în 2023, cercetătorii vor cartografi efectele atmosferice și vor crea un set de date open-source, accesibil la nivel global (care va fi găzduit în DOE Arhiva și portalul datelor vântului). Aceste date le-ar putea oferi dezvoltatorilor de parcuri eoliene îndrumări atât de necesare cu privire la modul de poziționare a turbinelor eoliene pentru a maximiza producția de energie a plantelor lor. Astfel de proiecte de centrale eoliene bine informate ar putea genera cu până la 5% mai multă energie (și, odată cu aceasta, mai multe venituri).

După ce AWAKEN se încheie, Moriarty speră să efectueze o campanie similară masivă de teren pentru a mapa efectele trezirii în centrale eoliene offshore — în special plantele plutitoare, pentru care există puține date. Dar Moriarty speră, de asemenea, să-și îmbunătățească instrumentele de colectare a datelor pentru a realiza în cele din urmă o hartă cu o rezoluție și mai mare a modului în care vânturile se mișcă prin centralele eoliene.

„Ne apropiem”, a spus Moriarty. Prima oprire: Oklahoma.

Aflați mai multe despre A TREZI și ale NREL cercetarea energiei eoliene.

Articol oferit de Laboratorul Național de Energii Regenerabile.

 

Apreciați originalitatea CleanTechnica? Luați în considerare a deveni un Membru, suporter, tehnician sau ambasador CleanTechnica - sau un patron pe Patreon.

 

 

---

publicitate  

---

---

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