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“新型”风力涡轮机欲颠覆传统风电系统

2012-07-31 16:36
冷血の爱
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  业内普遍认为,我们已经逐渐接近风力涡轮机效率的理论极限,因此风电已成为一项成熟的技术,然而,仍有人提出大胆的假设。据美国《每日科学》7月20日报道,美国加州理工学院的技术人员以过去30年的风电产业研究为基础,做出了大胆假设,这个假设理论不仅能够提高风电能效,还可以节省开支,即把风力涡轮机并拢,拉近它们的距离。

  “目前为止,风力涡轮机技术的发展被局限了,其实风电场看似实用,但实际上它的能效是比较低的。”加州理工学院仿生工程研究中心主任、工程与应用科学教授约翰·达比利解释称,“从传统观点来看, 螺旋桨式风力发电机组必须间隔一段距离,以避免互相干扰。事实上,从空气动力学的角度来看,部分风能被忽略和浪费了。因此,为了弥补‘缺陷’,风机制造商们开始建立更大、更高的风力涡轮机来‘捕捉’更多的风。”

  然而,更高更大并不代表着更好。高度和尺寸的增加会导致一些问题,包括成本的增加、设计难度的加大,以及修建工程的挑战等。另外,还要考虑视觉、声响和雷达信号的问题。

  达比利透露,他目前已经把精力全部集中在了研究如何把风力涡轮机靠得更近、提高能效的模型设计上,单个风力涡轮机的效率问题已经靠后排了。

  达比利表示:“有不少专家认为,目前风机的高度是捕捉风能的最佳位置,相比距离地面30英尺左右的高空,目前风机高度对于捕捉风能而言的确有明显优势。但如果与地面不远处的低空相比,实则存在很大差距。因此,如果发展近地风机,我想能效将更突出。让我们大胆地接受这个挑战吧。”

  在达比利带领下,加州理工学院设计的假设模型是:利用垂直轴风力涡轮机(VAWTs),把它们紧密地放置在一起,以此产生的电力,比水平轴螺旋桨式涡轮机的要大。达比利认为,垂直轴风力涡轮机有很多好处,比如湍流风时还能有效运作,而且还可以减少运行和维护的费用,降低对环境的影响。

  事实上,当今风电产业对于垂直轴风力涡轮机的应用率是非常低,这其中有两个主要原因,其一,单独使用该涡轮机效率非常低;其二,上一代的垂直轴风力涡轮机由于结构性故障致使疲劳作业,因而蒙受了较大的损失。

  “对于效率问题,我们的设计方案不依赖单个的涡轮机效率,而是关注涡轮机的间距。”达比利称,“至于结构故障问题,随着材料的不断进步,空气动力载荷技术的不断更新,新设计利用更好的装备,有能力承受更大的作业压力。”

  其实,从去年夏天开始,达比利的技术团队就开始了这一模型的实验,当时研究人员收集了现场数据,并研究出了正确的实验轨道,然而这并不是功成身退的时候,接下来就要扩大实际示范范围,改进一些技术方案,用于实地试验。

  最终,通过实验,这一模型实现了降低风电成本的目标。达比利表示:“我希望我们的实验结果可以为当下风电产业的发展提供很好的依据。”

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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