Energia wiatrowa Ustawienie wiatraków ma znaczenie. Farmy mogą generować więcej energii 14 sierpnia 2022 Energia wiatrowa Ustawienie wiatraków ma znaczenie. Farmy mogą generować więcej energii 14 sierpnia 2022 Przeczytaj także Energia wiatrowa Powstaje pierwsza na świecie wyspa energetyczna. “To kamień milowy dla niezależności energetycznej Europy” Wyspa Księżniczki Elżbiety to pierwszy na świecie projekt, który będzie odpowiadał za przesył energii elektrycznej z morskich farm wiatrowych na ląd. Położona na Morzu Północnym konstrukcja będzie miała powierzchnię 6 ha. Jej głównym zadaniem jest wsparcie transformacji energetycznej Belgii i umożliwienie jej handlu energią z OZE. Energia wiatrowa Domy z turbin wiatrowych, czyli jak dać wiatrakom drugie życie Turbiny wiatrowe to ogromne konstrukcje, których żywotność wynosi średnio 20-25 lat. Architekci udowodnili, że nawet po tym okresie można je wykorzystać. W Superuse Studios zaprojektowano domy stworzone z “gondoli”, mieszczących się na szczycie turbin wiatrowych. Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) znaleźli metodę na zwiększenie mocy farm wiatrowych bez instalacji dodatkowej infrastruktury. W Indiach zmiana ustawienia w układzie trzech turbin zwiększyła produkcję energii aż o 32%. Reklama Ustawienie turbin wiatrowych ma znaczenie Turbiny wiatrowe, które wytwarzają ponad 5% światowej energii elektrycznej, są zazwyczaj traktowane tak, jakby były indywidualnymi, wolnostojącymi jednostkami. Zdecydowana większość z nich stanowi jednak część większych instalacji farm wiatrowych, obejmujących dziesiątki, a nawet setki turbin. Fale powietrza, które generują wiatraki, oddziałują na położone obok siebie turbiny. Inżynierowie z MIT odkryli, że bez potrzeby dokonywania nowych inwestycji, można zwiększyć wydajność energetyczną farm wiatrowych modelując przepływ wiatru i optymalizując sterowanie poszczególnymi jednostkami. Przy zastosowaniu nowego ustawienia turbin wzrost produkcji energii z jednej turbiny może wydawać się skromny — wynosi ok. 1,2%-3%. Algorytm można jednak wdrożyć na dowolnej farmie wiatrowej, a ich liczba szybko rośnie. Gdyby wzrost energii rzędu 1,2% został zastosowany dla wszystkich istniejących farm wiatrowych na świecie, byłby to ekwiwalent dodania ponad 3600 nowych turbin wiatrowych. Naukowcy twierdzą, że taka liczba wystarczyłaby do zasilania około 3 milionów domów, co oznaczałoby całkowity zysk dla producentów energii wynoszący prawie miliard dolarów rocznie. A wszystko to w zasadzie za darmo. Szersze spojrzenie na energię wiatrową Turbiny na farmach wiatrowych są celowo rozmieszczane blisko siebie. Pozwala to osiągać korzyści ekonomiczne związane z użytkowaniem przestrzeni na lądzie lub na morzu. Pod uwagę brane są także oszczędności związane z infrastrukturą, taką jak drogi dojazdowe i linie przesyłowe. Bliskość turbin oznacza jednak zarazem, że wiatraki oddziałują na siebie nawzajem silnymi ruchami mas powietrza. Jest to czynnik, którego systemy sterowania turbinami obecnie nie uwzględniają. Zasadniczo wszystkie turbiny działające na skalę przemysłową sterowane są „łapczywie” i niezależnie” — tłumaczy inżynier MIT Michael F. Howland, który zaznacza, że termin „łapczywie”, odnosi się do faktu, że turbiny kontrolowane są w celu maksymalizacji produkcji jedynie własnej energii, tak jakby były odizolowanymi jednostkami bez wpływu na sąsiednie turbiny. Zespół z MIT opracował nowy model, który przewiduje produkcję energii przez każdą turbinę na farmie w zależności od wiatru. Swoją metodę oparli na na fizyce przepływów. Ich model nie wymaga zmian w fizycznych lokalizacjach turbin. Z punktu widzenia fizyki przepływów, umieszczanie turbin wiatrowych blisko siebie na farmach wiatrowych jest często najgorszą rzeczą, jaką można zrobić. Idealnym podejściem do maksymalizacji całkowitej produkcji energii byłoby rozmieszczenie ich jak najdalej od siebie, ale to zwiększyłoby związane z tym koszty – mówi Howland. Na czym polega zatem pomysł amerykańskich naukowców? Maksymalizacja produkcji energii Obecnie każdy wiatrak ustawiony jest tak, aby indywidualnie kierować swoim działaniem w zależności od kierunku i prędkości wiatru. Przekłada się to na dostosowanie kąta odchylenia osi pionowej turbiny, tak, aby dostosowana była w największym stopniu do kierunku, z którego wieje wiatr. Kąt odchylenia turbiny wiatrowej zaznaczono na czerwono, w stosunku do kierunku wiatru zaznaczonego na niebiesko, źródło: researchgate.net Zespół odkrył jednak, że nieznaczna korekcja ustawienia turbiny o 20 stopni w kierunku przeciwnym do pozycji wyjściowej, w której generuję maksymalną moc, pozwoli pozostałym turbinom na produkcję większej mocy. Naukowcy twierdzą, że ich odkrycie pozwala z nawiązką zrekompensować nieznaczne zmniejszenie produkcji z pierwszej jednostki. Dzięki zastosowaniu scentralizowanego systemu sterowania, który uwzględnia wszystkie te interakcje, turbiny na farmie wiatrowej w Indiach, na której prowadzono eksperyment, pracowały z mocą wyjściową, która w pewnych warunkach była nawet o 32 % wyższa. Ilość pozyskanej energii będzie się znacznie różnić w zależności od farmy wiatrowej. Model opracowany przez zespół z MIT uwzględnia jednak te zmienne i wskazuje potencjalne korzyści w zależności dla danego miejsca. Nowy system można wdrożyć w szybki i łatwy sposób. Nie wymagamy dodatkowej instalacji sprzętu. Po prostu dokonujemy zmiany oprogramowania, z którą potencjalnie wiąże się znaczny wzrost produkowanej energii – mówi inżynier MIT Michael F. Howland. Naukowiec zauważa, że poprawa wydajności nawet o 1% oznacza, że w typowej farmie wiatrowej liczącej około 100 jednostek operatorzy mogliby uzyskać taką samą moc przy zastosowaniu jednej turbiny mniej. To oszczędność milionów dolarów związanych z zakupem, budową i instalacji tej jednostki. Pierwsza w historii farma wiatrowa z łopatami z recyklingu źródło: news.mit.edu, zdjęcie: researchgate.net, zdj. główne – Victor Leshyk/ MIT News Office Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.