تحقق محطات الرياح الأمريكية مكاسب إنتاج سنوية متوقعة بنسبة 0.8٪ باستخدام نظام التوجيه.
توجيه الاستيقاظ هو استراتيجية مستخدمة في محطات طاقة الرياح تتضمن اختلال التوربينات المنبع مع اتجاه الرياح لإبعاد الاهتزازات عن التوربينات في اتجاه مجرى النهر ، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة صافي إنتاج طاقة الرياح في المحطة.
In مجلة الطاقة المتجددة والمستدامةمن قبل AIP Publishing ، يوضح الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية كيف يمكن لنظام توجيه الحركة أن يزيد من إنتاج الطاقة لأخذ عينات كبيرة من محطات طاقة الرياح التجارية البرية في الولايات المتحدة.
في حين أظهرت بعض المحطات احتمالًا أقل للتوجيه في أعقاب الظروف الجوية غير المواتية أو تخطيط التوربينات ، فإن العديد من محطات طاقة الرياح كانت مرشحة مثالية يمكن أن تستفيد بشكل كبير من التحكم في التوجيه.
بشكل عام ، تم العثور على متوسط مكسب سنوي متوقع للإنتاج بنسبة 0.8 ٪ لمجموعة محطات الرياح التي تم فحصها. بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون أنه في محطات الرياح التي تستخدم نظام التوجيه ، يمكن وضع توربينات الرياح بشكل أوثق معًا ، مما يزيد من كمية الطاقة المنتجة في منطقة معينة بحوالي 70٪ مع الحفاظ على نفس تكلفة توليد الطاقة.
رسم توضيحي لتوجيه الاستيقاظ لمصنع الرياح كمثال. لا تتماشى توربينات الرياح مع الريح لإعادة توجيه استيقاظها بعيدًا عن التوربينات في اتجاه مجرى النهر. تشير المناطق الزرقاء إلى انخفاض سرعة الرياح بسبب الاستيقاظ. الائتمان: إريك سيملي ، NREL
قال المؤلف David Bensason: "لقد فوجئنا برؤية أنه لا يزال هناك قدر كبير من التباين في تحسين الطاقة المحتملة من التوجيه أثناء القيادة ، حتى بعد حساب الخسائر الناتجة عن محطات الرياح المختلفة".
تمامًا كما قد تلقي المظلات بظلالها ، فإن توربينات الرياح تخلق منطقة يتدفق فيها هواء أبطأ وأكثر اضطرابًا في اتجاه مجرى التيار الدوار ، وهو ما يُعرف باسم الاستيقاظ. عندما تتدفق هذه الاستيقاظ إلى توربين آخر ، فإنها تقلل من قدرتها على إنتاج الطاقة.
تعمل إستراتيجية التوجيه أثناء القيادة على "توجيه" هذه التنبيهات بعيدًا عن التوربينات عن طريق موازنة الزاوية بين وجه الدوار واتجاه الرياح القادمة. تضحي هذه التقنية بكفاءات طاقة عدد قليل من التوربينات من أجل زيادة أداء محطة طاقة الرياح ككل. يمكن أن يؤدي نظام التوجيه الاستيقاظ إلى زيادة إنتاج الطاقة فقط في حالة حدوث خسائر في أعقاب البدء. نتيجة لذلك ، تميل فوائد التوجيه الإيقاعي إلى الزيادة لمحطات الرياح ذات الفاقد العالي في أعقابها.
الدراسة هي واحدة من أولى الدراسات التي استخدمت نموذج التنبيه Gauss-Curl-Hybrid ، الذي طورته NREL. يتنبأ هذا النموذج بسلوك الاستيقاظ في مصنع الرياح بشكل أكثر دقة من النماذج السابقة ويلتقط التأثيرات الأكثر بروزًا في النباتات واسعة النطاق. قام الباحثون أيضًا بدمج العديد من قواعد البيانات والأدوات المتاحة للجمهور والتي تجعل معًا التحقيق في إمكانية توجيه الاستيقاظ لعينة كبيرة من محطات الرياح الأمريكية أمرًا ممكنًا.
"نأمل أن تحفز هذه الدراسة ، التي سلطت الضوء على إمكانية توجيه النشاط لعينة كبيرة من محطات الرياح التجارية القائمة في الولايات المتحدة ، مالكي محطات الرياح على تنفيذ نظام التوجيه في محطات الرياح لزيادة إنتاج الطاقة والمساهمة في جعل طاقة الرياح قال المؤلف المشارك إريك سيملي:
المرجع: "تقييم إمكانية توجيه النشاط لمحطات طاقة الرياح الأرضية في الولايات المتحدة" من تأليف D. Bensason و E. Simley و O. Roberts و P. Fleming و M. Debnath و J. King و C. Bay و ر.مدافورت ، 18 مايو 2021 ، مجلة الطاقة المتجددة والمستدامة.
دوى: 10.1063 / 5.0039325
