科學(xué)家為擴(kuò)大海上風(fēng)能帶來效率

紐約州伊薩卡 - 新研究顯示了如何在面臨即將到來的快速擴(kuò)張時(shí)提高海上風(fēng)電場的效率——這是至關(guān)重要的信息，因?yàn)槊绹鴥?nèi)政部確認(rèn)白宮計(jì)劃為沿水域的幾個(gè)巨型風(fēng)力渦輪機(jī)租賃聯(lián)邦水域東海岸的。

這項(xiàng)研究發(fā)表在 10 月 20 日的焦耳雜志上。

康奈爾大學(xué)地球與大氣科學(xué)教授Sara C. Pryor說：“海上風(fēng)力渦輪機(jī)部署的大規(guī)模升級(jí)對(duì)于實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)脫碳的全球和國家目標(biāo)至關(guān)重要。”

“優(yōu)良的風(fēng)資源和靠近東海岸大型市場意味著它是美國第一階段海上風(fēng)電項(xiàng)目的重點(diǎn)，在那里將在大面積(約 170 萬臺(tái))部署數(shù)以千計(jì)的體積更大、容量更高的風(fēng)力渦輪機(jī)。英畝的水，合并)以前所未有的規(guī)模，”普賴爾說。

10 月 13 日，內(nèi)政部長 Deb Haaland 宣布了海上風(fēng)電租賃協(xié)議的前進(jìn)道路，以實(shí)現(xiàn)白宮宣布的目標(biāo)，即到 2030 年部署 30 吉瓦的東海岸海上風(fēng)能——足以為 9000 萬家庭供電。

據(jù)紐約州能源研究與發(fā)展局 (NYSERDA) 稱，在紐約州層面，目前有五個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目正在積極開發(fā)中。該州的海上目標(biāo)是到 2035 年達(dá)到 9,000 兆瓦。目前的海上項(xiàng)目總計(jì)約 4,300 兆瓦，足以為約 200 萬戶家庭供電。

Pryor 說，雖然聯(lián)邦海上渦輪機(jī)部署的臨近快速擴(kuò)張帶來了減少人為引起的氣候變化的機(jī)會(huì)，但它對(duì)如何最佳地定位海上渦輪機(jī)以有效實(shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)提出了挑戰(zhàn)。

水上的低湍流條件，加上內(nèi)政部海洋能源管理局拍賣的租賃區(qū)域的位置和大小，意味著各個(gè)風(fēng)電場將經(jīng)歷彼此的尾流(擾亂氣流)——即使渦輪機(jī)陣列為 15相距 50 英里。因此，根據(jù)新論文，風(fēng)力渦輪機(jī)可能會(huì)更早疲勞，并且由于尾流效應(yīng)，一組渦輪機(jī)的發(fā)電量可能會(huì)降低 30%。

Pryor 的模擬有助于優(yōu)化這些區(qū)域的渦輪機(jī)間距，并有助于制定未來部署計(jì)劃。

行業(yè)趨勢(shì)正朝著部署在更大區(qū)域的大型風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)展。例如，在歐洲，2010 年至 2019 年間，風(fēng)電場的容量從 321 兆瓦增加到 621 兆瓦。 Hornsea 項(xiàng)目是英國東海岸最近的一個(gè)項(xiàng)目，包括更多風(fēng)力渦輪機(jī)，可產(chǎn)生 1.2 吉瓦的電力。

Pryor 說：“這些行業(yè)趨勢(shì)導(dǎo)致單個(gè)風(fēng)電場內(nèi)[能源]發(fā)生大量尾流損失的可能性增加，尾流相互作用的可能性增加。”“提高對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)和風(fēng)電場尾流的理解對(duì)于確保海上風(fēng)電的金融投資實(shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)并以盡可能低的成本實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。”

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