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        提高風(fēng)力渦輪機性能的最佳布置方法

        2014-04-07 05:06:28張誠
        水利水電快報 2014年1期
        關(guān)鍵詞:渦輪機風(fēng)能渦流

        近日,美國特拉華大學(xué)大氣與能源研究小組在研究風(fēng)力渦輪機的布置時取得重大發(fā)現(xiàn),即在海上風(fēng)電場對渦輪機進(jìn)行交錯和分隔排列,可使其性能提高33%,更有助于工程師設(shè)計改良海上風(fēng)電場。

        研究者將瑞典附近一座已建海上風(fēng)電場作為研究基地,將現(xiàn)有緊密排列的網(wǎng)格式分布與6個不同的分布進(jìn)行比較。在某些分布中,渦輪機整齊排列但行間距較大,而在另一些分布中,渦輪機每間隔一行布置都會變動。在計算機模擬每種分布時,研究小組還考慮到風(fēng)力渦輪機葉片轉(zhuǎn)動制造的渦流,即不斷改變方向的氣體漩渦,以及氣體流動如何影響周圍的渦輪機。結(jié)果發(fā)現(xiàn),最佳布置是兩種方法的組合。渦輪機間隔拉開、各行交錯排列的布局可有效減少渦流引起的損失,提高其整體性能。這種優(yōu)化布置應(yīng)考慮到渦輪機面對的盛行風(fēng)向,如果盛行風(fēng)改變了方向和強度,那么該布置就不一定總能達(dá)到最佳效果。因此,研究小組認(rèn)為,應(yīng)考慮到不同因素,以期系統(tǒng)地逐一研究每一種方案的利弊。

        該項研究是“風(fēng)力研究及其在可再生能源生產(chǎn)中的應(yīng)用”項目的子課題。研究小組表示,未來風(fēng)能可為全球提供50%的能源需求,且環(huán)境影響很小。在調(diào)查了世界范圍內(nèi)風(fēng)能隨季節(jié)變化的規(guī)律后,研究小組還發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)能夠建設(shè)風(fēng)電場的陸地和海上區(qū)域,產(chǎn)能最高的時間是12月~次年2月。這些最新成果均發(fā)布在《應(yīng)用地理學(xué)》上,且展示了全世界風(fēng)能的詳細(xì)分布圖。

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