Одиннадцать восточных штатов США уже обязались закупать почти 40 гигаватт (ГВт) офшорной ветровой энергии. Но все более мощные атлантические ураганы будут представлять угрозу для этих будущих офшорных ветряных электростанций. Команда ученых исследовала, как сделать офшорные ветровые турбины более устойчивыми – они обнаружили, что когда турбина поворачивается против ветра, она лучше справляется с сильными штормами.
Устойчивость офшорных ветряных электростанций перед лицом ураганов
Как объясняется на CU Boulder Today, исследователи из Университета Колорадо в Боулдере, Университета Вирджинии, Техасского университета в Далласе, Колорадской школы шахт и Национальной лаборатории возобновляемой энергетики (NREL) считают, что турбины могут выдерживать сильные ветры, если они будут развернуты против ветра:
Традиционные ветровые турбины, ориентированные против ветра, обращены к набегающему ветру, и, чтобы избежать удара о башню, их лопасти должны быть достаточно жесткими. Для создания этих относительно толстых и массивных лопастей требуется много материала, что увеличивает их стоимость. Лопасти турбин с роторами, ориентированными по ветру, однако, расположены против ветра, поэтому риск их удара о башню при усилении ветра ниже. Это означает, что они могут быть легче и гибче, что требует меньше материала и, следовательно, меньше затрат. Эти лопасти, ориентированные по ветру, также могут изгибаться, а не ломаться под воздействием сильных ветров — как пальмы.
Люси Пао, президентская кафедра Палмера на факультете электротехники, вычислительной техники и энергетики в CU Boulder, сказала:
Мы очень вдохновлены пальмами, которые могут выживать в условиях ураганов.
Исследовательская группа создала демонстратор сегментированного ультралегкого ротора с изменяемой формой SUMR-D мощностью 53,38 киловатта. Их турбина оснащена двумя легкими и гибкими лопастями и ротором, ориентированным по ветру. Она была испытана в четырехлетнем исследовании на кампусе NREL Flatirons к югу от Боулдера.
SUMR-D оснащена улучшенным контроллером — «мозгом системы», который определяет, когда нужно увеличивать или уменьшать мощность:
Контроллер рыскания обеспечивает правильную ориентацию турбины, контроллер угла атаки лопастей определяет направление лопастей (в зависимости от скорости ветра), а контроллер крутящего момента генератора решает, сколько мощности отводить от турбины и передавать в сеть. Хотя он управляет физическими компонентами турбины, эти контроллеры, по сути, представляют собой программный алгоритм, который указывает двигателям, что делать.
Турбина SUMR-D демонстрировала стабильную и эффективную работу при сильных ветрах. Исследователи также полагают, что их алгоритмы управления могут быть применены и к традиционным трехлопастным турбинам, ориентированным против ветра.
Читайте далее: Аукцион офшорной ветровой энергии Carolina Long Bay привлек высокие ставки на сумму 315 млн долларов
Фото: CU Boulder
UnderstandSolar — это бесплатный сервис, который связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения индивидуальных расчетов. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно сравнивать лучшие предложения. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить расчеты. — *реклама*.