Изненадващо проучване показва как вятърните турбини могат да работят по-добре зад хълмовете

Инженерите полагат големи усилия, за да увеличат максимално излагането на вятърни турбини, поставяйки лопатки на върха на високи кули на върховете на хълмове или на километри от брега над дивия, незащитен океан. Ново проучване хвърли интересна крива топка, която може да отвори нови пътища за генериране на възобновяема енергия, демонстрирайки как турбините, сгушени зад хълмовете, всъщност могат да произвеждат по-големи количества енергия от тези на открито.

Изследването е проведено в университета в Твенте в Холандия и има за цел да проучи как при някои обстоятелства вятърните турбини всъщност могат да се възползват от поставянето зад хълмовете. Учените направиха това чрез техника на аеродинамично моделиране, наречена симулация на големи вихри, която им позволи да симулират ефектите на триизмерен хълм върху производителността на вятърните турбини.

Симулацията се основава на 90-метрова (295 фута) турбина с 63-метрова (207 фута) лопатки, поставена на 756 метра (90 фута) зад висок хълм с височина 90 метра (300 фута) . Противоположно, екипът установява, че при някои условия тази конкретна схема всъщност е увеличила производството на мощност на турбината с около 24 процента.

Аеродинамичните симулации показват, че вятърните турбини могат да произвеждат повече енергия, когато са поставени зад хълмовете

Д-р Srinidhi Gadde

„Скоростта на вятъра непосредствено зад хълма е по-ниска, което създава зона с ниско налягане”, обяснява авторът на изследването д-р Ричард Стивънс. „Тази зона с ниско налягане изсмуква въздух отгоре, където вятърът е много по-силен, отколкото е близо до земята. Това означава, че вятърната турбина не трябва да е по-висока, за да се възползва от силните ветрове на по-голяма надморска височина. “

Този ефект се комбинира с друг, свързан с промени в посоката на вятъра, когато духа над хълма, което увеличава интензивността на силите, докато те преминават през турбината.

Симулация показва вятърния поток при ниска скорост на вятъра (син) се обръща нагоре зад хълма, поставяйки вятърната турбина (вертикалната линия) в по-силен вятърен поток (червен)
Симулация показва вятърния поток при ниска скорост на вятъра (син) се обръща нагоре зад хълма, поставяйки вятърната турбина (вертикалната линия) в по-силен вятърен поток (червен)

Университет в Твенте

„Освен това вятърът над хълма духа в различна посока от вятъра близо до земята”, казва Стивънс. „Това кара бавно движещият се въздух да се навежда от вятърната турбина (виж по-горе), оставяйки турбината зад себе си хълма, за да се възползвате от силното течение. “

Докато изследването показва, че някои турбини, поставени зад хълмове в определени среди, могат да произвеждат по-големи количества енергия, има и други фактори, които трябва да се вземат предвид. Симулациите показват, че това увеличаване на вятъра води до по-големи количества турбуленция, което би довело до по-голямо износване на турбините. Учените продължават да изследват дали ползите надвишават вида на щетите, които турбините могат да нанесат, и дали това повишаване на производителността може да бъде възпроизведено в по-широки реални условия.

„За тази конкретна ситуация, само с един хълм, производството на енергия е по-високо, но реалният терен е много по-сложен“, казва Стивънс.

Изследването е публикувано в списанието Възобновяема енергия.

Източник: Университет в Твенте

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate