Низькі стінки перед турбінами можуть підвищити продуктивність вітрових електростанцій на 10 відсотків, показує комп’ютерне моделювання
Вітрозахисні щити можуть здатися суперечливою ідеєю щодо підвищення продуктивності вітрової турбіни. Але фізики повідомляють, що низькі стінки, які блокують вітер, насправді можуть допомогти вітровим електростанціям виробляти більше енергії.
Вчені вже знали, що потужність однієї вітрової турбіни можна покращити за допомогою вітрозахисного покриття. Вітроломи уповільнюють швидкість вітру поблизу землі, а над стінкою швидкість вітру фактично збільшується. Проте, для великих вітрових електростанцій є недолік. Вітролом уповільнює потік повітря, коли він рухається далі через ряди турбін.
Але, дотримуючись балансу між цими конкуруючими ефектами, вітрозахисні стінки, розміщені перед кожною турбіною, можуть збільшити вихідну потужність, свідчать нові комп’ютерні моделювання. Імітована вітрова електростанція з шістьма рядами турбін – це найкращий шлях. Щоб оптимізувати продуктивність, вітрозахисні стінки повинні займати десяту частину висоти турбіни і щонайменше в п’ять разів перевищувати ширину лопастей, повідомляють фізики 30 липня в Physical Review Fluids. Таке розташування може збільшити загальну потужність приблизно на 10 відсотків, виявили дослідники. Це еквівалентно додаванню додаткової турбіни в середньому на кожні 10 турбін у вітровій електростанції.
Під час моделювання вітер завжди йшов з одного напрямку, що свідчить про те, що ця методика може бути корисною в місцях, де вітер має тенденцію дути в одну сторону, наприклад, у прибережних регіонах. Майбутні дослідження можуть дослідити, як ця техніка може застосовуватися в місцях, де напрямок вітру змінюється.
Під час комп’ютерного моделювання вітрової електростанції з 24 турбінами вчені виявили, що вітрозахисні смуги (червоні) покращують загальну вихідну потужність. Хвилі створені вітроломами, відображаються темно-синім кольором, а хвилі турбін світло-блакитними.
Першоджерело: https://www.sciencenews.org/article/wind-farm-windbreak-turbine-speed-power-output
Liu and R.J.A.M. Stevens. Enhanced wind-farm performance using windbreaks. Physical Review Fluids. Vol. 6, July 30, 2021, p. 074611. doi: 10.1103/PhysRevFluids.6.074611.