提高风力发电机的效率
来源：互联网
发布日期：2023-02-08 01:49:56
(资料图片仅供参考)
2008年，可再生能源发展史上的里程碑发生在，新增的燃煤发电能力比新的燃煤发电更多。使用风力涡轮机发电的成本持续下降，但许多工程师认为涡轮机的整体设计仍远未达到最佳状态。
本周，加利福尼亚州长滩的物理学会流体动力学会议上提出了提高风力涡轮机效率的新思路。
风能效率面临的一个问题是风本身 - 特别是风的可。风力涡轮机的空气动力学性能在稳定的风流下是最佳的，并且当暴露于诸如阵风，湍流，上游涡轮机尾流和风切变的条件下时叶片的效率降低。
现在，一种新型的气流技术可能很快在许多不同的风力条件下提高大型风力涡轮机的效率。
锡拉丘兹大学的研究人员Guannan Wang，Basman El Hadidi，Jakub Walczak，Mark Glauser和Hiroshi Higuchi正在测试基于智能系统的新型主动流量控制方法，并得到能源部通过明尼苏达大学风能联盟的支持。该方法通过表面测量来估计叶片表面上的流动条件，然后将该信息馈送到智能控制器，以在叶片上实现实时致动以控制气流并提高风力涡轮机系统的整体效率。该工作还可以减少由于流动分离引起的过度噪音和振动。
初步模拟结果表明，在半径半径范围内应用于叶片外侧的流量控制可以在相同额定功率输出下显着扩大风力涡轮机的整体运行范围，或者在相同的运行范围内显着提高额定输出功率。该团队还在Syracuse大学的一个新的消声风洞设施中研究一个特征翼型，以确定翼型升力和阻力特性，并在暴露于大规模流动不稳定的情况下进行适当的流量控制。此外，还将在消声室中评估和测量流量控制对风力涡轮机的噪声谱的影响。
风能的另一个问题是阻力，涡轮叶片在击打空气时感受到阻力。明尼苏达大学的科学家们一直在研究在涡轮叶片上放置微小凹槽的减阻效果。凹槽为三角形肋条的形式，刻在叶片表面上的涂层中。它们很浅(在40到225微米之间)，人眼无法看到它们 - 让刀片看起来非常光滑。
使用2.5兆瓦涡轮机翼型表面的风洞试验(成为流行的工业标准之一)和计算机模拟，他们正在研究各种沟槽几何形状和攻角(叶片相对于气流的定位方式)的效果。
像这样的沟槽之前曾被用于参加上一届美洲杯帆船比赛的帆船和空中客车飞机上的帆，在那里他们产生了约6%的减阻效果。风力涡轮机叶片的设计首先与飞机机翼的设计非常相似。但是由于不同的工程问题，例如涡轮叶片具有靠近轮毂的更厚的横截面并且风力涡轮机必须应对靠近地面的特殊湍流，对于风力涡轮机而言减阻将不会完全相同。
明尼苏达大学的研究人员Roger Arndt，Leonardo P. Chamorro和Fotis Sotiropoulos认为，沟槽将使风机效率提高约3%。
