Amerikaanse windaanlegte behaal 'n voorspelde jaarlikse produksietoename van 0.8% deur gebruik te maak van wakkerstuur.
Wake-stuur is 'n strategie wat by windkragaanlegte gebruik word, wat behels dat stroomopturbines met die windrigting verkeerd in lyn gebring word om spruite weg van stroomafturbines af te buig, wat gevolglik die netto produksie van windkrag by 'n aanleg verhoog.
In Tydskrif vir Hernubare en Volhoubare Energie, deur AIP Publishing, navorsers by die Amerikaanse Departement van Energie se Nasionale Hernubare Energie Laboratorium (NREL) illustreer hoe waakstuur energieproduksie vir 'n groot steekproef van kommersiële landgebaseerde Amerikaanse windkragaanlegte kan verhoog.
Terwyl sommige aanlegte minder potensiaal vir waakstuur getoon het as gevolg van ongunstige weerstoestande of turbine-uitleg, was verskeie windkragaanlegte ideale kandidate wat grootliks by waakstuurbeheer kon baat.
In die geheel is 'n voorspelde gemiddelde jaarlikse produksietoename van 0.8% gevind vir die stel windaanlegte wat ondersoek is. Daarbenewens het die navorsers bevind dat op windaanlegte wat waakstuur gebruik, windturbines nader aan mekaar geplaas kan word, wat die hoeveelheid krag wat in 'n gegewe gebied geproduseer word met byna 70% verhoog, terwyl dieselfde koste van energieopwekking gehandhaaf word.
Illustrasie van wakkerstuur vir 'n voorbeeld windaanleg. Windturbines is verkeerd in lyn met die wind om hul spruite weg van stroomaf-turbines te herlei. Blou streke dui op laer windsnelhede wat veroorsaak word deur wake. Krediet: Eric Simley, NREL
"Ons was verbaas om te sien dat daar steeds 'n groot mate van variasie in die potensiële energieverbetering van waakstuur was, selfs nadat rekening gehou is met die waakverliese van verskillende windaanlegte," het die skrywer David Bensason gesê.
Net soos sambrele 'n skaduwee kan gooi, skep windturbines 'n gebied van stadiger, meer onstuimige lugvloei stroomaf van hul rotor, wat bekend staan as 'n waak. Wanneer hierdie spruite in 'n ander turbine invloei, verminder hulle sy kragproduksievermoë.
Die wakkerstuurstrategie "stuur" hierdie wakkerstuur weg van turbines deur die hoek tussen die rotorvlak en die inkomende windrigting te verreken. Hierdie tegniek offer die kragdoeltreffendheid van 'n paar turbines op om die werkverrigting van die windkragsentrale as geheel te verhoog. Wake-stuur kan net energieproduksie verhoog as daar wakkerverliese is om te begin. Gevolglik is die voordele van waakstuur geneig om toe te neem vir windaanlegte met hoër waakverliese.
Die studie is een van die eerstes wat die Gauss-Curl-Hybrid-wakkermodel gebruik, wat NREL ontwikkel het. Hierdie model voorspel wakkergedrag in 'n windaanleg meer akkuraat as vorige modelle en vang effekte vas wat meer prominent in grootskaalse aanlegte is. Die navorsers het ook verskeie publiek-beskikbare databasisse en hulpmiddels gekombineer wat saam die ondersoek van wek-stuurpotensiaal vir 'n groot steekproef Amerikaanse windaanlegte moontlik maak.
"Ons hoop dat hierdie studie, wat die potensiaal vir wakkerstuur vir 'n groot steekproef van bestaande kommersiële windaanlegte in die VSA uitgelig het, windaanlegeienaars motiveer om wakerstuur in hul windaanlegte te implementeer om energieproduksie te verhoog en by te dra om windenergie 'n wyd ontplooide bekostigbare skoon energiebron,” het medeskrywer Eric Simley gesê.
Verwysing: "Evaluering van die potensiaal vir wakkerstuur vir VS-landgebaseerde windkragaanlegte" is geskryf deur D. Bensason, E. Simley, O. Roberts, P. Fleming, M. Debnath, J. King, C. Bay en R. Mudafort, 18 Mei 2021, Tydskrif vir Hernubare en Volhoubare Energie.
DOI: 10.1063 / 5.0039325
