Προβλέψτε τον άνεμο με το λέιζερ

Anonim
Image

Μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα φωτοβολταϊκά είναι ο πλέον τεχνολογικά προηγμένος τομέας και στην οποία η έρευνα προωθεί καθημερινά τα όρια. Αλλά ούτε η αιολική ενέργεια δεν αποτελεί εξαίρεση και οι τελευταίες έρευνες επιβεβαιώνουν ότι υπάρχουν τομείς για βελτίωση ακόμη και σε απροσδόκητες περιοχές.

LIDAR - Ένα από τα προβλήματα με τις ανεμογεννήτριες αφορά στην κατεύθυνση του ανέμου, η οποία μπορεί να αλλάξει την κατεύθυνση από την οποία φυσάει από τη μία στιγμή στην άλλη, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος. Ο Torben Mikkelsen, από το δανικό εθνικό εργαστήριο για την αειφόρο ενέργεια Risø Dtu, ολοκλήρωσε την πρώτη παγκόσμια δοκιμή ενός στροβίλου σε συνδυασμό με ένα ανεμόμετρο λέιζερ, που ονομάζεται Lidar. "Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι με αυτό το όργανο είναι δυνατόν να προβλέψουμε την κατεύθυνση του ανέμου, τις ριπές και τις αναταράξεις". Χάρη σε ένα σύστημα που σας επιτρέπει να αλλάξετε γρήγορα την κλίση των ελίκων του ρότορα, δημιουργώντας στην πράξη τα έξυπνα πτερύγια, η θέση των στροβίλων είναι πάντα η καταλληλότερη σε σχέση με την κατεύθυνση και την ένταση του ανέμου. Με τον τρόπο αυτό, οι ανεμογεννήτριες μπορούν να αυξήσουν την αποδοτικότητά τους κατά 5% και να διαρκέσουν περισσότερο πριν αντικατασταθούν. Πάνω απ 'όλα, το σύστημα επιτρέπει τη χρήση μακρύτερων ελίκων που επιτρέπουν μεγαλύτερη απόδοση. Για τους 4 μεγαβάτ στροβίλους, αυτό σημαίνει αύξηση των κερδών άνω των 26 χιλ. Ευρώ ετησίως. Σύμφωνα με τον δανικό οργανισμό ενέργειας, εάν μέχρι το 2025 το 10% των στροβίλων χρησιμοποίησε το σύστημα Lidar με έξυπνες έλικες, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα θα μειωθούν κατά 25 χιλιάδες τόνους ετησίως.

SPACING - Σε ένα αιολικό πάρκο, πόσο μακριά πρέπει να τοποθετηθούν οι στρόβιλοι μεταξύ τους έτσι ώστε οι αναταράξεις που δημιουργούνται από κάποιον να μην μειώνουν την απόδοση των άλλων; Ο Charles Meneveau του Πανεπιστημίου Johns Hopkins και ο Johan Meyers του Πανεπιστημίου του Leuven ανέπτυξαν ένα μαθηματικό μοντέλο για να προσδιορίσουν τη βέλτιστη απόσταση: οι πόλοι πρέπει να στερεωθούν σε απόσταση ίση με 15 διαμέτρους στροφέα. Επί του παρόντος, ωστόσο, η απόσταση στα αιολικά πάρκα είναι κατά μέσο όρο 7 διαμέτρους. Οι δύο μελετητές παρουσίασαν τα αποτελέσματά τους στις 23 Νοεμβρίου σε συνέδριο στο Λονγκ Μπιτς του κλάδου δυναμικής ρευστού της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας.

OFFSHORE - Ένα δεδομένο, αυτό της απόστασης, σημαντικό εάν εξετάσουμε την επόμενη εξέλιξη υπεράκτιων αιολικών πάρκων που βρίσκονται πάνω από 20 χιλιόμετρα από τις ακτές. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με τους εμπειρογνώμονες του σχεδίου Orecca (Συντονισμένη Δράση για τις Μεταφορές Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας) που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και περιλαμβάνει 28 ευρωπαϊκές βιομηχανίες και ερευνητικά κέντρα, συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων Ιταλών, αιολική ενέργεια ανοικτής θάλασσας από την παλίρροια και τα θαλάσσια ρεύματα) είναι τεχνικά σε θέση να καλύψει ολόκληρη τη μελλοντική ενεργειακή ζήτηση στην Ευρώπη. Ως εκ τούτου, υπάρχει τεράστιο δυναμικό, το οποίο όμως παρουσιάζει μια συμφόρηση που αντιπροσωπεύει η αποτελεσματικότητα των καλωδιακών μεταφορών της ενέργειας που παράγεται στην ανοικτή θάλασσα στην ενδοχώρα. Το ίδιο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπίσει και το σχέδιο Desertec, τα ηλιακά mega-φυτά που θα τοποθετηθούν στη Σαχάρα για την προμήθεια φωτοβολταϊκής ενέργειας στην Ευρώπη. Το καλύτερο σύστημα μεταφοράς, δηλαδή αυτό που θα υποστεί τις λιγότερες απώλειες ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, βασίζεται στη χρήση του συνεχούς ρεύματος. Εκτός από το ότι ολόκληρο το ευρωπαϊκό δίκτυο ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής τάσης από το τέλος του δέκατου ένατου αιώνα βασίστηκε σε εναλλασσόμενο ρεύμα, δεδομένου ότι τότε ήταν η καλύτερη τεχνολογία για τη μεταφορά ρεύματος υψηλής τάσης με τις λιγότερες απώλειες. Τώρα, όμως, η τρέχουσα τεχνολογία επιτρέπει καλύτερα αποτελέσματα με συνεχές ρεύμα. Από την 1η Σεπτεμβρίου, λειτουργεί ένα ευρωπαϊκό σχέδιο για τη μελέτη του τρόπου μείωσης των ενεργειακών απωλειών σε σταθμούς συνεχούς ρεύματος για τρία χρόνια.

ΠΡΟΠΛΩΤΕΣ - Όπως αναφέρθηκε, η αποδοτικότητα μιας ανεμογεννήτριας εξαρτάται από τις συνθήκες ανέμου και τη γωνία. Τώρα, όμως, μελετάται και η ροή ανέμου στις μεμονωμένες έλικες, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοσή τους. Μελέτες που είναι εν μέρει παρόμοιες με εκείνες των φτερούγων του αεροσκάφους. Για να μειωθεί η αεροδυναμική οπισθέλκουσα των πτερυγίων του στροβίλου - και συνεπώς και ο θόρυβος που παράγεται από αυτά - στο πανεπιστήμιο της Μινεσότα ανέλυσε το αποτέλεσμα που παράγεται από μικρές αυλακώσεις των 40-225 μικρών στην επίστρωση της επιφάνειας του έλικα και βρέθηκε αύξηση της αποδοτικότητας κατά 3% για έναν στρόβιλο 2, 5 MW. Παρόμοιες αυλακώσεις που χρησιμοποιούνται στα πανιά των σκαφών της Αμερικής και στα πτερύγια του Airbus έχουν οδηγήσει σε μείωση της αεροδυναμικής οπισθέλκουσας κατά 6%.

ΣΤΟ ΑΕΡΑ - Ένα αιολικό πάρκο στο έδαφος, ίσως αποτελούμενο από εκατοντάδες λεπίδες, έχει αναμφισβήτητα σημαντικό περιβαλλοντικό αντίκτυπο, ειδικά αν βρίσκεται σε κατοικημένη περιοχή ή με υψηλή τιμή τοπίου. Τι γίνεται όμως αν οι στρόβιλοι έμειναν στον αέρα με μπαλόνια ή χαρταετούς και αγκυρώθηκαν στο έδαφος μόνο με τα καλώδια που φέρνουν την ενέργεια που παράγεται στο έδαφος; Επιστημονική φαντασία; Η NASA χρηματοδότησε μελέτες σκοπιμότητας αυτών των συστημάτων στο ερευνητικό κέντρο Langley με 100 χιλιάδες δολάρια για τους ανεμογεννήτριες που έχουν ύψος 600, 3 και 9 χιλιάδων μέτρων. "Στα 600 μέτρα, " εξηγεί ο Mark Moore, μηχανικός αεροδιαστημικής στο Langley, "η ταχύτητα ανέμου είναι τρεις φορές πιο γρήγορη από ό, τι στο έδαφος. Και γνωρίζουμε ότι η παραγωγή ενέργειας είναι ανάλογη με τον κύβο της ταχύτητας του ανέμου. Έτσι σε αυτό το ύψος είναι ίσο με 27 φορές εκείνο που μπορεί να επιτευχθεί στο έδαφος, σε υψόμετρο όπου οι άνεμοι είναι πιο σταθεροί. Εάν μπορούσαμε να φέρουμε στρόβιλο στα 9 χιλιάδες μέτρα, σε ένα ρεύμα αεριωθούμενων που φτάνει τα 240 χλμ. Ανά ώρα, αντί να έχουμε 500 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο στροφέα, θα είχαμε 20-40 χιλιάδες ανά τετραγωνικό μέτρο και σε ένταση 50 φορές μεγαλύτερη ». Το καλύτερο μέρος για την τοποθέτηση πλωτών στροβίλων θα είναι υπεράκτια, εξηγεί ο Moore, πάνω από 20 χιλιόμετρα από την ακτή.

OAS_AD ( 'bottom1')?

λειτουργία IncludeJavaScript (jsFile)

{

document.write ( «)?

}

ΓΕΩΡΓΙΑ - Ανάμεσα στις φήμες για τις αντι-ανέμους υπάρχουν εκείνες που ισχυρίζονται ότι οι λεπίδες όχι μόνο καταλαμβάνουν γεωργική γη, αλλά βλάπτουν τις καλλιέργειες. Δύο πρόσφατες αμερικανικές μελέτες αναφέρουν διαφορετικά. Ο καθηγητής της επιστήμης ατμόσφαιρας Somnath Baidya Roy του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις, σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Pnas τον Οκτώβριο, δείχνει ότι κοντά στα αιολικά πάρκα το κλίμα είναι λίγο πιο δροσερό κατά τη διάρκεια της ημέρας και ελαφρώς θερμότερο τη νύχτα από τις γύρω περιοχές. Σύμφωνα με τον Roy, η επίδραση οφείλεται στην ανάμειξη των υπερκείμενων στρωμάτων αέρα χάρη στην αναταραχή που παράγεται από τις λεπίδες. Σε μια άλλη μελέτη που πραγματοποίησαν οι Gene Takle και Julie Lundquist του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, παρουσίασε στις 16 Δεκεμβρίου στο συνέδριο της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης στο Σαν Φρανσίσκο, στην ανάλυση που έγινε για την καλλιέργεια καλαμποκιού και σόγιας στις κεντρικές περιοχές των Ηνωμένων Πολιτειών, σημείωσε ότι το μικροκλίμα που παράγεται από τις ανεμογεννήτριες βελτιώνει τις καλλιέργειες καθώς αποτρέπει τους παγετούς της άνοιξης και του φθινοπώρου και με τη μείωση της δροσιάς που αρχίζει να καθιζάνει πριν το ηλιοβασίλεμα μειώνει τη δράση των παθογόνων μυκήτων που αναπτύσσονται στα φύλλα. Και ακόμη και στο ύψος της θερινής θερμότητας, η πτώση 2, 5-3 βαθμών πάνω από τις καλλιέργειες χάρη στις αναταράξεις που οφείλονται στις λεπίδες, μπορεί να κάνει τη διαφορά για τις καλλιέργειες καλαμποκιού.

Image
μερίδια