Mötesplatsen för dig inom energibranschen, dec, 18 2018
Senaste Nytt

Ny metod förbättrar produktiviteten i vindkraftsparker

Norsk vindpark. Foto: Creative Commons, kredit: EinarStorsul
Norsk vindpark. Foto: Creative Commons, kredit: EinarStorsul
Publicerad av
Markku Björkman - 08 okt 2018

En vindparks produktivitet beror på hur vindturbinerna ligger i förhållande till varandra och hur den rådande vinden kan utnyttjas av de turbiner som inte råkar vara belägna direkt i vindens väg och som tvingas att extrahera energi från väsentligt mer utarmat luftflöde. Men enligt forskare finns det sätt att undvika problemet med minskande vindavkastningar.

Under en färd genom öppna landskap ser man numera en mängd stora vindkraftverk med enorma, hypnotiskt roterande rotorblad, som utnyttjar vindens rena kraft för att generera elektrisk energi. Men det vi kanske inte vet är att dessa vindkraftparker inte är så produktiva som de kunde vara.

Tidigare användes vindturbinerna individuellt eller i små grupper, men när världen nu rör sig mot allt grönare energitekniker byggs vindkraftverk i stora parker med hundratals eller tusentals turbiner.

- Problemet med dessa stora installationer är att varje turbin, som har utformats för att extrahera så mycket energi som möjligt från motvind, kanske inte koopererar optimalt med de andra turbinerna, förklarar professor Luzzatto-Fegiz vid Santa Monica universitetet.

De andra turbinerna som inte direkt befinner sig i vindens väg nödgas att extrahera energi från väsentligt mer utarmat luftflöde.

- Dessa turbiner är bra på att extrahera kraft från vind, men de bildar också många stora, så kallade vindskuggor, säger Luzzatto-Fegiz, som är ledande författare till studien "Entertainment-modeller för fullt utvecklade vindkraftparker: Effekter av atmosfärstabilitet och en idealisk gräns för vindkraftverkets prestanda ", en skrift som publicerades i American Physical Society Journal Physical Review Fluids.

På samma sätt som stora byggnadskroppar kan dämpa ljusflödet från en sida till en annan, minskar vindkraften också när den strömmar från turbins framsida till dess baksida. Följden blir att inte alla turbiner i en vindkraftpark kan leva upp till sin reella potential.

- Det handlar inte om att placera högsta möjliga antal turbiner på en viss areal, eftersom man förr eller senare kommer att drabbas av dessa minskade vindavkastningar, konstaterade forskaren.

​​​​​​​​​​​​​​Enligt Luzzatto-Fegis finns en punkt där mängden kraft minskar om man fortsätter att lägga till fler vindturbiner.

Luzzatto-Fegiz och hans medförfattare Colm-Cille P. Caulfield, professor vid University of Cambridge i Storbritannien anser att det finns ett sätt att undvika problemet med minskande vindavkastningar och enligt deras mening kan dessa förbättringar öka vindkraftparkernas energiproduktion avsevärt.

Huvudmålet, enligt forskarna, är att ge alla turbiner tillgång till det som de kallar för ”höghastighetsluft”, från vilken turbinerna kan extrahera en större mängd energi. Eftersom vinden, enligt forskarna, blåser mycket starkare ovanför vindparken än mellan turbinerna, bör luftflödet i turbinernas kölvatten blandas med luften ovanifrån, vilket kan vara nyckeln till att det blir mer ”fart” på vindkraftverk.

- För att uppnå dessa förbättringar gäller det att utveckla ett instrument eller apparat för varje turbin som blandar snabbt dessa vindströmmar, förklarade Luzzatto-Fegiz.

En annan potentiell lösning är en relativt ny version av vindturbinen, där bladen roterar på en vertikal axel, i motsats till den traditionella horisontella axeln.

- Dessa fungerar inte lika bra, men det är viktigt att de väsentligen kan ge upphov till mycket starkare blandning av de så kallade kölvattenvindströmmarna, konstaterade Luzzatto-Fegis.

​​​​​​​​​​​​​​- Forskarna har lyckats med att placera dem i ett anordning där de roterar i motsatta riktningar i förhållande till varandra vilket kan orsaka mycket fin blandning.

Modellerna som har utvecklats av forskarna kan leda till bättre vindkraftverk, vilket i vissa fall kanske inte kräver så många turbiner som man förutsatte tidigare, vilket i sin tur minskar även potentiella kostnader. Modellerna kan också leda till anpassade lösningar som inbegriper lokala vädermönster och även den specifika terräng där det byggs vindparker.

Källa: University of California - Santa Barbara.

Annons

Annons

Annons