US Offshore Wind Development & Jet Stream-modeller

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Jetströmsmodeller hjälper till att informera USA:s utveckling av vindkraft till havs.

Ursprungligen publicerad av Cornell Chronicle.
Av Eric Laine, kommunikationsspecialist för College of Engineering.

Med den federala regeringen planerar att hålla den största försäljningen av hyresavtal för vindkraftsparker till havs i landets historia, kan en ny Cornell-studie hjälpa till att informera utvecklingen av vindkraftsparker till havs genom att tillhandahålla detaljerade modeller som karakteriserar frekvensen, intensiteten och höjden av lågnivåjetstrålar. strömmar över den amerikanska Atlantkustzonen.

Forskningen, "Förekomst av lågnivåstrålar över den östra amerikanska kustzonen på höjder som är relevanta för vindenergi," publicerades 9 januari i tidskriften energier. Studien visar att jetströmmar förekommer tillräckligt lågt för att nå vindkraftsrotorplan vid planerade vindkraftsparker till havs från den amerikanska östkusten, enligt medförfattaren Jeanie Aird, doktorand i Barthelmie Vindenergilaboratorium i Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering i College of Engineering.

Lågnivåstrålar — snabbrörliga luftströmmar i de lägsta 2 kilometerna av atmosfären — kan ha för- och nackdelar för vindkraftverk. De resulterar vanligtvis i en ökning av vindhastigheten vilket kan förbättra turbinens prestanda, såsom effektuttag, men de kan också öka belastningen på turbinblad och torn med högre vindskjuvning och turbulens. Att förstå deras förekomst är viktigt för att planera vindkraftverkens livslängd och kraftproduktion.

Aird analyserade två års simuleringar från Väderforskning och väderprognoser (WRF) modell tillhandahållen av Sara C. Pryor, professor vid institutionen för jord- och atmosfärsvetenskap vid College of Agriculture and Life Sciences. Hon fann att lågnivåjetstrålar förekommer oftare vid uthyrningsområden för havsbaserad vindenergi söder om Massachusetts än de i New York Bight (som sträcker sig ungefär från kustnära New Jersey till östra Long Island) och längre söderut.

"Vår studie fokuserar specifikt på lågnivåjetstrålar som förekommer med maxima på cirka 500 meter eller lägre", sa Aird, "eftersom de på lägre höjder är mer benägna att interagera med vindkraftverk."

Aird fann att lågnivåstrålarna kan förekomma på cirka 150 meter över havet, vilket innebär att de sannolikt kommer att interagera med havsbaserade vindkraftverk som planeras för den amerikanska östkusten. Till exempel har turbiner som valts ut för vindkraftsparken Vineyard utanför Massachusetts kust en navhöjd på 140 meter.

"Vår analys ger kartor över förekomst av jetstrålar på låg nivå som visar att dessa fenomen inträffar upp till 12% av tiden under senvåren och försommaren när det finns starka horisontella temperaturgradienter," sa Aird. "Vi hoppas att den här forskningen kommer att hjälpa utvecklare av vindkraftsparker till havs och vi arbetar med att utveckla en prediktiv metod för förekomst av jet på låg nivå."

Före denna forskning fanns det osäkerhet om hur ofta lågnivåjetstrålar skulle förekomma i detta område, eller deras hastigheter och höjder, på grund av en relativ brist på vindklimatologiska mätningar för östkusten. Denna studie är unik genom att teamet använde två års högupplösta WRF-data över en bred geografisk domän, som täckte 13 av de 16 planerade offshore-arrendeområdena för att analysera lågnivåjetplanen.

Aird skrev tidningen tillsammans med Pryor; Rebecca Barthelmie, professor vid Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering; och postdoktor Tristan Shepherd.

Forskningen finansierades av det amerikanska energidepartementet, National Science Foundation och New York State Energy Research and Development Authority genom National Offshore Wind Research and Development-konsortiet.

Uppskattar CleanTechnicas originalitet? Överväg att bli en CleanTechnica-medlem, supporter, tekniker eller ambassadör - eller en beskyddare på Patreon.