Deze ene verandering krijgt meer kracht van windparken

Deze ene verandering krijgt meer kracht van windparken

(Credit: Don Sniegowski / Flickr)

Windturbines enigszins weg van tegemoetkomende wind, de zogenoemde wake-steering, kan die storing verminderen en zowel de kwantiteit als de kwaliteit van de energie van windparken verbeteren, vindt onderzoek.

De wijziging zou waarschijnlijk ook de bedrijfskosten verlagen.

Solitaire windturbines produceren het meeste vermogen wanneer ze rechtstreeks in de wind wijzen. Maar wanneer strak opeengepakte turbines voor de wind staan ​​op windparken, kunnen ontwakingen van stroomopwaartse generatoren de stroomafwaartse verstoringen verstoren. Als een speedboot vertraagd door schokkerig water van een boot aan de voorkant, vermindert het zog van een windturbine de output van degenen die erachter staan.

"Om de wereldwijde doelstellingen voor de opwekking van hernieuwbare energie te halen, moeten we manieren vinden om veel meer energie te genereren uit bestaande windparken", zegt senior auteur John Dabiri, hoogleraar civiele en milieutechniek en van werktuigbouwkunde aan de Stanford University. "De traditionele focus lag op de prestaties van individuele turbines in een windmolenpark, maar we moeten in plaats daarvan gaan nadenken over de boerderij als geheel en niet alleen als de som van zijn onderdelen."

Turbine-wakes kunnen de efficiëntie van downwind-generatoren met meer dan 40 procent verminderen. Eerder hebben onderzoekers computersimulaties gebruikt om aan te tonen dat niet-uitlijnende turbines van de heersende winden de productie van stroomafwaartse turbines kunnen verhogen. Uitdagingen bij het vinden van een windpark die bereid zijn om normale operaties voor een experiment stop te zetten en bij het berekenen van de beste hoeken voor de turbine, hebben dit echter tot nu toe op een echt windpark verhinderd.

Ten eerste ontwikkelden de onderzoekers een snellere manier om de optimale uitlijningshoeken voor turbines te berekenen, die ze beschrijven Proceedings van de National Academy of Sciences.

Vervolgens testten ze hun berekeningen op een windpark in Alberta, Canada in samenwerking met exploitant TransAlta Renewables. Het totale vermogen van de boerderij steeg met tot wel 47 procent bij lage windsnelheden - afhankelijk van de hoek van de turbines - en met 7 naar 13 procent in gemiddelde windsnelheden. Wake steering reduceerde ook de ebbs en vermogensstromen die normaal een uitdaging vormen met windenergie.

"Door waaksturing produceerde de turbine aan de voorkant minder vermogen zoals we verwacht hadden", zegt hoofdauteur Michael Howland, een doctoraatsstudent in de machinebouw. "Maar we ontdekten dat de downstream-turbines vanwege de verminderde wekeffecten aanzienlijk meer vermogen genereerden."

Verbetering van windparken

Variabele output van windparken maakt het beheer van het net op twee belangrijke manieren moeilijker.

Een daarvan is de behoefte aan back-upstroomvoorzieningen, zoals aardgasgestookte elektriciteitscentrales en grote, dure batterijen. In de studie was de krachtverbetering bij lage windsnelheden bijzonder hoog omdat turbines doorgaans stoppen met draaien onder een minimale snelheid, waardoor de productie volledig wordt verminderd en netbeheerders worden gedwongen te vertrouwen op back-upstroom. Bij langzame winden zorgde wake-steering ervoor dat minder tijd nodig was om snelheden onder dit minimum te laten zakken, aldus de onderzoekers. Met name de grootste winsten waren 's nachts, wanneer windenergie meestal het meest waardevol is als aanvulling op zonne-energie.

De andere is de noodzaak om elk moment de hoeveelheid geleverde elektriciteit aan te passen en in een regio te gebruiken om het netwerk betrouwbaar te houden. Luchtturbulentie door wakker worden kan de productie van windparken onregelmatig maken, minuut na minuut, een tijdsperiode die te kort is om een ​​gasgenerator te ontsteken. Dit maakt het afstemmen van vraag en aanbod op de zeer korte termijn uitdagender voor systeembeheerders. Ze hebben tools om dit te doen, maar de tools kunnen duur zijn. In de studie verminderde wake-steering de zeer korte variabiliteit van de energieproductie tot wel 72 procent.

Bovendien kan het verminderen van de variabiliteit de eigenaars van windparken helpen om hun bedrijfskosten te verlagen. Turbulentie bij het ontwaken kan turbinebladen belasten en de reparatiekosten verhogen. Hoewel het experiment niet lang genoeg heeft geduurd om te bewijzen dat waaksturing turbinemoeheid vermindert, suggereren de onderzoekers dat dit zou gebeuren.

"De eerste vraag die veel exploitanten ons stellen, is hoe dit de structurele gezondheid op lange termijn van hun turbines zal beïnvloeden," zegt Dabiri. "We zijn bezig om de precieze effecten te bepalen, maar tot nu toe hebben we gezien dat je mechanische vermoeidheid kunt verminderen door wakker te sturen."

De hoeken goed krijgen

Om de beste hoeken van uitlijnfouten voor dit onderzoek te berekenen, hebben de onderzoekers een nieuw model ontwikkeld op basis van historische gegevens van het windpark.

"Het ontwerpen van windparken is typisch een zeer data- en rekenintensieve taak", zegt Sanjiva Lele, hoogleraar luchtvaart- en ruimtevaarttechniek en werktuigbouwkunde. "In plaats daarvan hebben we vereenvoudigde wiskundige voorstellingen opgesteld die niet alleen werkten, maar ook de rekenbelasting met ten minste twee orden van grootte verminderden."

Deze snellere berekening kan windparkbeheerders helpen wake-sturen op grote schaal te gebruiken.

"Ons model is in wezen plug-and-play omdat het de locatiespecifieke gegevens over de prestaties van windparken kan gebruiken", zegt Howland. "Verschillende locaties op de boerderij kunnen het model gebruiken en hun turbinehoeklijnen continu aanpassen aan de windomstandigheden."

Hoewel de onderzoekers een verandering in de jaarlijkse energieproductie niet konden meten vanwege de beperkte 10-dagduur van deze veldtest, is de volgende stap, zegt Dabiri, om veldtesten voor een heel jaar uit te voeren.

"Als we het punt kunnen bereiken waarop we deze strategie op grote schaal voor lange tijd kunnen inzetten, kunnen we potentieel aerodynamica, energieproductie en zelfs landgebruik voor windparken overal optimaliseren", zegt Dabiri.

Ondersteuning voor het onderzoek kwam van de National Science Foundation, een Stanford Graduate Fellowship en Stanford's TomKat Center for Sustainable Energy. De onderzoekers voerden veldtesten uit in samenwerking met TransAlta Corp.

Bron: Stanford University

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
9780143130444In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Nu de gevolgen van klimaatverandering al voor ons zijn, is de noodzaak om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om eraan te voldoen, bestaan ​​tegenwoordig. Een klein aantal goed ontworpen en geïmplementeerde energiebeleidslijnen kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben een duidelijke, alomvattende bron nodig die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed vormgegeven kan worden. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
1451697392In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

NIEUWSTE VIDEO'S

De grote klimaatmigratie is begonnen
De grote klimaatmigratie is begonnen
by Super User
De klimaatcrisis dwingt duizenden over de hele wereld te vluchten omdat hun huizen steeds onbewoonbaarder worden.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan N Williams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
by Toby Tyrrell
Het kostte de evolutie 3 of 4 miljard jaar om Homo sapiens te produceren. Als het klimaat maar één keer volledig was mislukt in die ...
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
by Brice Rea
Het einde van de laatste ijstijd, zo'n 12,000 jaar geleden, werd gekenmerkt door een laatste koude fase genaamd de Jongere Dryas.…
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel je voor dat je aan de kust bent en uitkijkt over zee. Voor je ligt 100 meter kaal zand dat eruitziet als een ...
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
by Richard Ernst
We kunnen veel leren over klimaatverandering van Venus, onze zusterplaneet. Venus heeft momenteel een oppervlaktetemperatuur van ...
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...

LAATSTE ARTIKELEN

groene energie2 3
Vier groene waterstofkansen voor het middenwesten
by Christian Tae
Om een ​​klimaatcrisis af te wenden, zal het Midwesten, net als de rest van het land, zijn economie volledig koolstofarm moeten maken door...
ug83qrfw
Grote barrière om respons te eisen moet worden beëindigd
by John Moore, op aarde
Als federale regelgevers het juiste doen, kunnen elektriciteitsklanten in het Midwesten binnenkort misschien geld verdienen terwijl ...
bomen om te planten voor het klimaat
Plant deze bomen om het stadsleven te verbeteren
by Mike Williams-Rice
Een nieuwe studie stelt levende eiken en Amerikaanse platanen vast als kampioenen onder 17 "superbomen" die zullen helpen steden te maken ...
Noordzee zeebodem
Waarom we de geologie van de zeebodem moeten begrijpen om de wind te benutten?
by Natasha Barlow, universitair hoofddocent quartaire milieuverandering, Universiteit van Leeds
Voor elk land dat gezegend is met gemakkelijke toegang tot de ondiepe en winderige Noordzee, zal offshore wind de sleutel zijn om te voldoen aan de netto ...
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
by Bart Johnson, hoogleraar landschapsarchitectuur, Universiteit van Oregon
Een wildvuur brandde in heet, droog bergbos op 4 augustus door de Gold Rush-stad Greenville, Californië, ...
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
by Alvin Lin
Tijdens de klimaattop van de leider in april beloofde Xi Jinping dat China “de kolengestookte energie strikt zal controleren …
Blauw water omringd door dood wit gras
Kaart volgt 30 jaar extreme sneeuwsmelt in de VS
by Mikayla Mace-Arizona
Een nieuwe kaart van extreme sneeuwsmeltgebeurtenissen in de afgelopen 30 jaar verduidelijkt de processen die snel smelten veroorzaken.
Een vliegtuig laat rode brandvertrager op een bosbrand vallen terwijl brandweerlieden die langs een weg geparkeerd staan ​​omhoog kijken naar de oranje lucht
Model voorspelt 10-jarige uitbarsting van natuurbrand, daarna geleidelijke afname
by Hannah Hickey-U. Washington
Een blik op de toekomst van bosbranden op de lange termijn voorspelt een eerste ruwweg tien jaar durende uitbarsting van natuurbrandactiviteit, ...

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.