Предложен способ повышения эффективности ветряных электростанций

Исследователи из Стэнфордского университета объяснили, как повысить производительность ветряных электростанций за счет ориентации турбин.

Одиночные установки производят максимальное количество энергии, если смотрят прямо в воздушный поток. Но массивы турбин создают завихрения, снижающие производительность задних рядов. Исследователи выяснили, что, если немного отвернуть установку от ветра, повышается качество и количество генерируемой энергии, сообщает techxplore.com. Подход также может снизить эксплуатационные расходы.

Выводы исследования опубликованы в журнале PNAS.

«Для достижения мировых целей в возобновляемой энергетике необходимо генерировать намного больше электричества на существующих ветропарках, — сказал профессор Джон Дабири, старший автор работы. – Обычно внимание фокусировалось на производительности отдельных турбин. Но нужно начать оценивать всю электростанцию».

Потоки от турбин снижают эффективность задних рядов на 40%. Ранее ученые использовали компьютерные симуляции, показывая, что поворот генератора от основного ветра может повысить производительность. Подтвердить результаты в реальных условиях было сложно – необходимо остановить работу на время эксперимента и подобрать правильный угол.

Стэнфордские специалисты преодолели эти трудности. Они разработали более быстрый способ расчета оптимального угла поворота турбины. Затем протестировали метод на электростанции в Альтербе, Канада, при содействии оператора TransAlta Renewables. Рост общей выходной мощности достигал 47% при низких скоростях ветра. Улучшение зависело от угла поворота. При среднем ветре мощность увеличивалась на 7-13%. Поворот также уменьшал колебания в подаче электричества.

«Первые турбины в таком положении генерировали меньше энергии, чем мы ожидали, — сказал докторант Майкл Хоулэнд, ведущий автор работы. – Но за счет снижения влияния спутной струи увеличивалась производительность задних рядов».

Уменьшения колебаний в подаче электричества при повороте установок достигали 72%. Это – серьезное достижение, повышающее стабильность ветряных электростанций и уменьшающее зависимость от резервных источников. Разворот дополнительно может сократить эксплуатационные расходы за счет ослабления турбулентности.

Испытания длились 10 дней. На следующем этапе ученые хотят продлить опыты на год для определения долгосрочных изменений производительности.

ПРОНЕДРА