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在AIP出版的《可再生和可持續能源雜志》中,美國能源部國傢可再生能源實驗室(NREL)的研究人員說明瞭“尾流轉向”如何能夠增加美國商業陸上風力發電廠的能源生產。雖然一些發電廠由於不利的氣象條件或渦輪機佈局而顯示出較少的尾流轉向潛力,但一些風力發電廠是理想的候選者,可以從尾流轉向控制中大大受益。

總的來說,在所調查的一組風力發電廠中,預測的平均年產量增長為0.8%。此外,研究人員發現,在使用“尾流轉向”的風力發電廠中,風力渦輪機可以更緊密地放置在一起,在保持相同的能源生產成本的情況下,在特定區域內的發電量增加近70%。

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研究作者David Bensason說:“我們驚訝地看到,即使在考慮瞭不同風力發電廠的尾流損失後,尾流轉向的潛在能量改善仍有很大的變化。”

就像雨傘可能會投下陰影一樣,風力渦輪機在其轉子的下遊會產生一個較慢的、較紊亂的氣流區域,這就是所謂的“尾流”。當這些“尾流”流入另一個渦輪機時,它們會降低其發電能力。

“尾流轉向”策略通過抵消轉子面和進入的風向之間的角度來 "引導 "這些尾流遠離渦輪機。這種技術犧牲瞭少數渦輪機的功率效率,以提高整個風力發電站的性能。隻有在開始時有尾流損失的情況下,“尾流轉向”才能增加能量生產。因此,對於風浪損失較高的風力發電站來說,“尾流轉向”的好處往往會增加。

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該研究是最早使用NREL開發的Gauss-Curl-Hybrid型尾流模型的研究之一。該模型比之前的模型更準確地預測瞭風電廠的尾流行為,並捕捉到瞭在大型電廠中更突出的效應。研究人員還結合瞭幾個公開可用的數據庫和工具,這些數據庫和工具共同使對美國大型風電廠樣本的尾流轉向潛力的調查成為可能。

研究共同作者Eric Simley說:“我們希望這項研究強調瞭美國現有商業風電廠大樣本的風浪轉向潛力,激勵風電廠業主在他們的風電廠中實施尾流轉向,以增加能源生產,並為使風能成為廣泛部署的可負擔的清潔能源作出貢獻。”

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