Kompakte vertikale Turbinen könnten die Effizienz zukünftiger Windparks

steigern

Kompakte vertikale Turbinen könnten die Effizienz zukünftiger Windparks steigern.

Trotz der Auswirkungen von COVID-19 war 2020 ein Rekordjahr für die globale Windkraftindustrie, aber dieses Wachstum reicht nicht aus, um sicherzustellen, dass die Welt bis 2050 Netto-Null erreicht. Laut dem Global Wind Report 2021 muss es die Welt sein Installation der Windenergie in den nächsten zehn Jahren dreimal schneller, um die Netto-Null-Ziele zu erreichen und die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu vermeiden.

Moderne Windparks sind eine der effizientesten Möglichkeiten, grüne Energie zu erzeugen. Sie haben jedoch einen großen Nachteil. Wenn sich der Wind der ersten Reihe von Turbinen nähert, treten stromabwärts Turbulenzen auf. Dies wirkt sich negativ auf die Leistung nachfolgender Zeilen aus.

Mit anderen Worten, die erste Reihe wandelt etwa die Hälfte der kinetischen Energie des Windes in Elektrizität um , während diese Zahl für die hintere Reihe auf 25 bis 30% sinkt.

Windparks mit kompakteren und effizienteren vertikalen Turbinen , die üblicherweise für kleine und mittlere Anlagen verwendet werden, könnten künftig herkömmliche Propellerwindkraftanlagen ersetzen. Neue Untersuchungen der Oxford Brookes University haben ergeben, dass das vertikale Turbinendesign weitaus effizienter ist als herkömmliche Turbinen in großen Windparks. Bei paarweiser Installation steigern sich die vertikalen Turbinen gegenseitig um bis zu 15%.

Ein Forschungsteam der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Mathematik (ECM) in Oxford Brookes unter der Leitung von Professor Iakovos Tzanakis nutzte mehr als 11.500 Stunden Computersimulation, um die Windenergie eingehend zu untersuchen. Nach ihren Erkenntnissen können Windparks effizienter arbeiten, indem sie die herkömmlichen Horizontalachsen-Windturbinen (HAWTs) vom Propellertyp durch kompakte Vertikalachsen-Windturbinen (VAWTs) ersetzen.

Die Forschung zeigt zum ersten Mal in realistischem Maßstab das Potenzial von VAWT in großem Maßstab, aktuelle HAWT-Windpark-Turbinen zu übertreffen.

Die VAWTs drehen sich im Gegensatz zum HAWT um eine Achse, die senkrecht zum Boden steht. Die Forschung hat gezeigt, dass VAWTs die Leistung des anderen verbessern, wenn sie in einem Raster angeordnet sind. Die Positionierung von Windkraftanlagen zur Maximierung der Leistung ist für die Planung von Windparks von entscheidender Bedeutung.

" Diese Studie zeigt, dass die Zukunft von Windparks vertikal sein sollte", sagte Professor Tzanakis. „ Windpark-Turbinen mit vertikaler Achse können so konstruiert werden, dass sie viel näher beieinander liegen, ihren Wirkungsgrad erhöhen und letztendlich die Strompreise senken. Langfristig können VAWTs dazu beitragen, den umweltfreundlichen Übergang unserer Energiesysteme zu beschleunigen, sodass sauberere und nachhaltigere Energie aus erneuerbaren Quellen stammt .

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