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世界风能研究面临三大挑战—新闻—科学网
发表时间:2019-11-06 17:39     阅读次数:
世界风能研究面临三大挑战

 

科技日报讯 (记者顾钢)在美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的领导下,一个国际科学家团队确定了全球风能研究面临的三个最大挑战。这项研究已发表在最近的《科学》杂志上。

近几十年来,风能已成为全球能源不可或缺的一部分。但要释放风能的全部潜力并满足全球对清洁能源的需求,还需要更多的创新。来自美国、德国、丹麦、芬兰、瑞典、西班牙巴黎人登入挪威的风能专家在《科学》杂志上提出了当今风能研究面临的三个最大挑战。

第一个挑战是要更好地了解大气中的风力环境。为了获得更多的风能,风力涡轮机建造得越来越高,彼此之间的距离也越来越远。因此,研发人员必须了解在这些海拔高度下的风力环境。之前,运营商使用简化的物理模型巴黎人登入简单的观测技术,可以在一般地形中安装风机,但是对于复杂地形的大气风力知识知之甚少。如果能更精确地计算出复杂地形下的风力条件,则可以进一步在经济巴黎人登入技术上优化风机,将其安装在适当的位置。

第二个挑战是解决巨型风机的旋转机械结构巴黎人登入系统动力学问题。风力涡轮机是目前世界上最大的柔性旋转机械,其叶片长度超过80米,塔架高度超过100米。相比之下风机的转子所扫过的区域相当于空客A380-800的三架最大客机的机头。随着风力涡轮机变得越来越大,需要新的材料巴黎人登入制造工艺来解决可伸缩性、运输巴黎人登入回收问题。上一代风力涡轮机设计时使用的许多简化条件不再有效。风能研究人员不仅必须了解大气,还需要评估如何同时确保结构安全巴黎人登入高效发电。

第三个挑战是设计巴黎人登入操作风力涡轮机,使其能够支持并提高电网的可靠性巴黎人登入弹性。来自风能巴黎人登入太阳能的更高馈入将极大地改变未来的电网。创新的控制概念可以利用风力涡轮机的特性来优化能源产量,同时支持电网稳定性。通过评估传感器的测量结果,可以提高风能产量,降低成本,并使操作适应电网要求。为了实现未来的愿景,需要进行广泛的研究,重点是模拟大气流动,各个涡轮机动力学以及与高级电力系统结合的系统控制。

 
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