(Kredi: Don Sniegowski / Flickr)
Yaklaşan rüzgârdan (wake-direksiyon adı verilen) biraz uzakta olan işaret türbinleri, bu müdahaleyi azaltabilir ve rüzgar santrallerinden elde edilen gücün miktarını ve kalitesini artırabilir.
Değişim muhtemelen işletme maliyetlerini de düşürecektir.
Yalnız rüzgar türbinleri, doğrudan rüzgara işaret ederken en fazla gücü üretir. Ancak sıkıca paketlenmiş türbin çizgileri rüzgar çiftliklerindeki rüzgârla karşı karşıya olduğunda, yukarı akış jeneratörlerinin uyanışları aşağı akıştakilere karışabilir. Ön taraftaki bir tekneden dalgalı su ile yavaşlayan bir sürat teknesi gibi, bir rüzgar türbininden gelen uyanma da arkalarındakilerin çıkışını azaltır.
Stanford Üniversitesi'nde inşaat ve çevre mühendisliği ve makine mühendisliği profesörü John Dabiri “Yenilenebilir enerji üretimi için küresel hedefleri karşılamak için mevcut rüzgar santrallerinden daha fazla enerji üretmenin yollarını bulmamız gerekiyor” diyor. “Geleneksel odak, bireysel türbinlerin bir rüzgar çiftliğindeki performansına yönelikti, ancak bunun yerine çiftliği bir bütün olarak düşünmeye başlamalıyız, sadece parçalarının toplamı olarak değil.”
Türbin uyanmaları, rüzgar türetme jeneratörlerinin verimliliğini yüzde 40'tan daha fazla azaltabilir. Önceden, araştırmacılar hakim rüzgarlardan yanlış hizalanan türbinlerin aşağı akış türbinlerinin üretimini artırabileceğini göstermek için bilgisayar simülasyonları kullandılar. Bununla birlikte, bir deney için normal işlemleri durdurmak isteyen bir rüzgâr çiftliği bulma ve türbin için en iyi açıların hesaplanmasındaki zorluklar bunu şimdiye kadar gerçek bir rüzgâr çiftliğinde göstermeyi engellemiştir.
İlk olarak, araştırmacılar tanımladıkları türbinler için en uygun yanlış hizalama açılarını hesaplamak için daha hızlı bir yol geliştirdiler. Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları.
ilgili içerik
Daha sonra, operatörlerini TransAlta Renewables operatörü ile birlikte, Alberta, Kanada'daki bir rüzgar çiftliğinde hesaplamaları yaptılar. Çiftliğin genel güç çıkışı, türbinlerin açısına bağlı olarak düşük rüzgar hızlarında yüzde 47'e ve ortalama rüzgar hızlarında yüzde 7 ila 13'a yükselmiştir. Uyandırma direksiyonu, normalde rüzgar enerjisi ile zorlanan engelleri ve güç akışlarını da azaltmıştır.
Bir makine mühendisliği doktora öğrencisi olan "Uyanık direksiyon sayesinde ön türbin beklediğimizden daha az güç üretti" diyor. “Ancak, uyanıklık etkilerinin azalmasından dolayı, akış aşağı türbinlerin önemli ölçüde daha fazla güç ürettiğini bulduk.”
Rüzgar santrallerinin iyileştirilmesi
Rüzgar santrallerinin değişken üretimi, şebekeyi iki önemli şekilde yönetmeyi zorlaştırır.
Bunlardan biri, doğal gaz yakıtlı enerji santralleri ve büyük, pahalı piller gibi yedek güç kaynaklarına ihtiyaç duyulmasıdır. Çalışmada, düşük rüzgar hızlarındaki güç gelişimi özellikle yüksekti çünkü türbinler tipik olarak minimum hızın altında dönmeyi durdurur, üretimi tamamen keser ve şebeke yöneticilerini yedekleme gücüne güvenmeye zorlar. Araştırmacılar, yavaş rüzgârlarda, direksiyonun bu minimumun altına düşen zaman miktarını azalttığını belirtti. Özellikle, en büyük kazanımlar, rüzgar enerjisinin tipik olarak güneş enerjisinin bir tamamlayıcısı olarak en değerli olduğu geceleri meydana geldi.
Diğeri, şebekenin güvenilirliğini korumak için her an bir bölgede verilen ve kullanılan elektrik miktarını tam olarak eşleştirme ihtiyacıdır. Uyanıklıktan kaynaklanan hava türbülansı rüzgar çiftliği üretimini dakikalar boyunca düzensiz hale getirebilir - bir gaz jeneratörünü ateşlemek için çok kısa bir süre. Bu, çok kısa vadede sistem operatörleri için eşleşen arz ve talebi daha da zorlaştırmaktadır. Bunu yapacak araçları var, ancak araçlar pahalı olabilir. Çalışmada, uyanık direksiyon gücü üretimindeki çok kısa vadeli değişkenliği yüzde 72'a kadar düşürdü.
ilgili içerik
Ek olarak, değişkenliği azaltmak rüzgar çiftliği sahiplerinin işletme maliyetlerini düşürmelerine yardımcı olabilir. Uyanıklıklardaki türbülans türbin kanatlarını zorlayabilir ve onarım maliyetlerini artırabilir. Deney, uyanık direksiyonun türbin yorgunluğunu azalttığını kanıtlayacak kadar uzun sürmemiş olsa da, araştırmacılar bunun olacağını söyledi.
Dabiri, “Birçok operatörün bize sorduğu ilk soru, bunun türbinlerinin uzun vadeli yapısal sağlığını nasıl etkileyeceği sorusudur” diyor. “Kesin etkileri tam olarak belirlemeye çalışıyoruz, ancak şu ana kadar, uyanma yönlendirme yoluyla mekanik yorgunluğu azaltabileceğinizi gördük.”
Açıları doğru almak
Araştırmacılar, bu çalışmada en iyi yanlış hizalama açılarını hesaplamak için, rüzgar çiftliği geçmiş verilerine dayanan yeni bir model geliştirdi.
Havacılık ve uzay bilimleri profesörü ve makine mühendisliği profesörü Sanjiva Lele “Rüzgar çiftlikleri tasarlamak tipik olarak çok veri ve hesaplama açısından yoğun bir görevdir” diyor. “Bunun yerine, yalnızca işe yarayan değil aynı zamanda hesaplama yükünü en az iki büyüklükte azaltan basitleştirilmiş matematiksel gösterimler oluşturduk.”
Bu daha hızlı hesaplama, rüzgar çiftliği operatörlerinin uyanık direksiyonu yaygın olarak kullanmalarına yardımcı olabilir.
ilgili içerik
Howland, “Modelimiz esasen tak ve çalıştır özelliği çünkü sahaya rüzgar çiftliği performansıyla ilgili verileri kullanabiliyor” dedi. “Farklı çiftlik yerleri, modeli kullanabilecek ve rüzgar koşullarına bağlı olarak türbin açılarını sürekli ayarlayabilecektir.”
Araştırmacılar, bu alan testinin sınırlı 10 günlük süresi nedeniyle yıllık elektrik üretimindeki bir değişikliği ölçememiş olsalar da, bir sonraki adım, Dabiri'nin bir yıl boyunca saha testlerini yapmak olduğunu söylüyor.
Dabiri, “Bu stratejiyi uzun süre boyunca büyük çapta uygulayabileceğimiz bir noktaya gelebilirsek, aerodinamik, enerji üretimi ve hatta her yerde rüzgar çiftlikleri için arazi kullanımını potansiyel olarak optimize edebiliriz” diyor.
Araştırmaya verilen destek Ulusal Bilim Vakfı, bir Stanford Yüksek Lisans Bursu ve Stanford'un TomKat Sürdürülebilir Enerji Merkezi'nden geldi. Araştırmacılar, TransAlta Corp. ile işbirliği içinde saha testleri gerçekleştirdi.
Kaynak: Stanford Üniversitesi
İlgili Kitaplar
Düşüş: Küresel Isınmayı Tersine Çevirmek İçin Önerilen En Kapsamlı Plan
Paul Hawken ve Tom Steyer tarafından
Yaygın korku ve ilgisizlik karşısında, uluslararası araştırmacılar, profesyoneller ve bilim adamları koalisyonu, iklim değişikliğine gerçekçi ve cesur çözümler sunmak için bir araya geldi. Burada yüz teknik ve uygulama açıklanmaktadır - bazıları iyi bilinmektedir; bazılarını hiç duymamış olabilirsiniz. Temiz enerjiden düşük gelirli ülkelerde eğitimli kızlara, karbonu havadan çeken arazi kullanım uygulamalarına kadar uzanıyor. Çözümler var, ekonomik olarak uygun ve dünyadaki topluluklar şu anda onlara beceri ve kararlılıkla yaklaşıyor. Amazon'da Mevcut
İklim Çözümleri Tasarlama: Düşük Karbonlu Enerji Politika Rehberi
Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman tarafından
İklim değişikliğinin etkileri halihazırda üzerimizde olduğu için, küresel sera gazı emisyonlarını azaltma ihtiyacı acil olmaktan başka bir şey değildir. Bu ürkütücü bir zorluk ama bunun üstesinden gelmek için gerekli teknolojiler ve stratejiler bugün var. İyi tasarlanmış ve uygulanan küçük bir dizi enerji politikası, bizi düşük karbonlu bir geleceğe götürür. Enerji sistemleri büyük ve karmaşıktır, bu nedenle enerji politikası odaklı ve uygun maliyetli olmalıdır. Herkese uyan tek bir yaklaşım, işi tamamlamaz. Politika yapıcılar, iklim geleceğimiz üzerinde en büyük etkiye sahip olacak enerji politikalarını özetleyen ve bu politikaların nasıl iyi tasarlanacağını açıklayan açık ve kapsamlı bir kaynağa ihtiyaç duyuyor. Amazon'da Mevcut
Bu Everything değiştirir: Kapitalizm İklim vs.
Naomi Klein tarafından
In Bu her şey değiştirir Naomi Klein, iklim değişikliğinin vergiler ve sağlık hizmetleri arasında düzgün bir şekilde yapılması gereken bir başka konu olmadığını savunuyor. Bizi birçok yönden başarısızlığa uğratan ekonomik bir sistemi düzeltmek için bizi arayan bir alarm. Klein, sera gazı emisyonlarımızı büyük ölçüde azaltmanın, eş zamanlı olarak eşitsizlikleri azaltmak, kırılmış demokrasilerimizi yeniden hayal etmek ve yıkılmış yerel ekonomilerimizi yeniden inşa etmek için en iyi şansımız olduğu konusunu titizlikle oluşturuyor. İklim değişikliği inkarcılarının ideolojik çaresizliğini, gelecekteki jeo-mühendislerin münzevi sanrılarını ve çok sayıda ana akım yeşil girişimin trajik yenilgisini ortaya koyuyor. Ve o, pazarın neden iklim krizini çözemediğini ve çözemediğini ve bunun yerine, felaket kapitalizminin eşlik ettiği, daha da aşırı ve ekolojik olarak zarar verici ekstraksiyon yöntemleriyle işleri daha da kötüleştireceğini gösteriyor. Amazon'da Mevcut
Yayıncıdan:
Amazon'daki alımlar sizi getirme maliyetini düşürmeye gidiyor InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ve ClimateImpactNews.com hiçbir ücret ödemeden ve tarama alışkanlıklarınızı izleyen reklamverenler olmadan. Bir linke tıklasanız da, bu seçilmiş ürünleri satın almasanız bile, Amazon ziyaretinde aldığınız her şey bize küçük bir komisyon öder. Size herhangi bir ek maliyet yoktur, bu yüzden lütfen çabaya katkıda bulunun. Ayrıca bu linki kullanabilirsiniz Amazon’u istediğin zaman kullanmak, çabalarımızı desteklemeye yardımcı olmak için.