(Pinasasalamatan: Don Sniegowski/Flickr)
Ang pagturo ng mga turbin na bahagyang palayo sa paparating na hangin—na tinatawag na wake-steering—ay maaaring mabawasan ang interference na iyon at mapabuti ang parehong dami at kalidad ng kapangyarihan mula sa mga wind farm, natuklasan ng pananaliksik.
Ang pagbabago ay malamang na magpapababa rin ng mga gastos sa pagpapatakbo.
Ang mga nag-iisang wind turbine ay gumagawa ng pinakamaraming lakas kapag direktang tumuturo sa hangin. Ngunit kapag ang masikip na mga linya ng turbine ay humarap sa hangin sa mga wind farm, ang mga wakes mula sa upstream generator ay maaaring makagambala sa mga nasa ibaba ng agos. Tulad ng isang speedboat na pinabagal ng maalon na tubig mula sa isang bangka sa unahan, ang wake mula sa isang wind turbine ay nagpapababa ng output ng mga nasa likod nito.
"Upang matugunan ang mga pandaigdigang target para sa renewable energy generation, kailangan nating maghanap ng mga paraan upang makabuo ng mas maraming enerhiya mula sa mga umiiral na wind farm," sabi ng senior author na si John Dabiri, propesor ng civil at environmental engineering at ng mechanical engineering sa Stanford University. "Ang tradisyunal na pokus ay sa pagganap ng mga indibidwal na turbine sa isang wind farm, ngunit kailangan nating simulan ang pag-iisip tungkol sa sakahan sa kabuuan, at hindi lamang bilang kabuuan ng mga bahagi nito."
Maaaring bawasan ng turbine wakes ang kahusayan ng mga downwind generator ng higit sa 40 porsyento. Noong nakaraan, ang mga mananaliksik ay gumamit ng mga simulation ng computer upang ipakita na ang mga maling turbine mula sa umiiral na hangin ay maaaring magpataas ng produksyon ng mga downstream turbine. Gayunpaman, ang mga hamon sa paghahanap ng wind farm na handang ihinto ang mga normal na operasyon para sa isang eksperimento at sa pagkalkula ng pinakamahusay na mga anggulo para sa turbine ay humadlang sa pagpapakita nito sa isang tunay na wind farm—hanggang ngayon.
Una, ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang mas mabilis na paraan upang kalkulahin ang pinakamainam na mga anggulo ng misalignment para sa mga turbine, na inilalarawan nila sa Paglilitis ng National Academy of Sciences.
Pagkatapos, sinubukan nila ang kanilang mga kalkulasyon sa isang wind farm sa Alberta, Canada sa pakikipagtulungan ng operator na TransAlta Renewables. Ang kabuuang output ng kuryente ng sakahan ay tumaas ng hanggang 47 porsiyento sa mababang bilis ng hangin—depende sa anggulo ng mga turbine—at ng 7 hanggang 13 porsiyento sa karaniwang bilis ng hangin. Nabawasan din ng wake steering ang mga pag-agos at pag-agos ng kapangyarihan na karaniwang isang hamon sa lakas ng hangin.
"Sa pamamagitan ng wake steering, ang front turbine ay gumawa ng mas kaunting lakas gaya ng inaasahan namin," sabi ng lead author na si Michael Howland, isang mechanical engineering PhD student. "Ngunit nalaman namin na dahil sa nabawasan na mga epekto ng paggising, ang mga downstream turbine ay nakabuo ng higit na lakas."
Pagpapabuti ng mga wind farm
Pinapahirap ng variable na output ng wind farm ang pamamahala sa grid sa dalawang mahahalagang paraan.
Ang isa ay ang pangangailangan para sa mga backup na supply ng kuryente, tulad ng natural na gas-fired power plants at malalaking, mamahaling baterya. Sa pag-aaral, ang pagpapabuti ng kuryente sa mababang bilis ng hangin ay partikular na mataas dahil ang mga turbine ay karaniwang humihinto sa pag-ikot nang mas mababa sa pinakamababang bilis, ganap na pinuputol ang produksyon at pinipilit ang mga tagapamahala ng grid na umasa sa backup na kapangyarihan. Sa mabagal na hangin, binawasan ng wake-steering ang dami ng oras na bumaba ang bilis sa ibaba ng minimum na ito, natuklasan ng mga mananaliksik. Kapansin-pansin, ang pinakamalaking nadagdag ay sa gabi, kapag ang enerhiya ng hangin ay karaniwang pinakamahalaga bilang pandagdag sa solar power.
Ang isa pa ay ang pangangailangang tumugma nang eksakto sa dami ng kuryenteng ibinibigay at ginagamit sa isang rehiyon bawat sandali upang mapanatiling maaasahan ang grid. Ang turbulence ng hangin mula sa wakes ay maaaring gumawa ng wind farm production na mali-mali minuto-minuto—isang yugto ng panahon na masyadong maikli para magpagana ng gas generator. Ginagawa nitong mas mahirap ang pagtutugma ng supply at demand para sa mga operator ng system sa napakaikling panahon. Mayroon silang mga tool upang gawin ito, ngunit ang mga tool ay maaaring magastos. Sa pag-aaral, binawasan ng wake steering ang napaka-short-term variability ng power production ng hanggang 72 percent.
Bukod pa rito, ang pagbabawas ng pagkakaiba-iba ay maaaring makatulong sa mga may-ari ng wind farm na bawasan ang kanilang mga gastos sa pagpapatakbo. Ang turbulence sa wakes ay maaaring maka-strain sa mga blades ng turbine at mapataas ang mga gastos sa pag-aayos. Bagaman hindi nagtagal ang eksperimento upang patunayan na ang wake steering ay binabawasan ang pagkapagod ng turbine, iminumungkahi ng mga mananaliksik na mangyayari ito.
"Ang unang tanong na itinatanong sa amin ng maraming operator ay kung paano ito makakaapekto sa pangmatagalang kalusugan ng istruktura ng kanilang mga turbine," sabi ni Dabiri. "Nagsusumikap kami sa pagtukoy ng eksaktong mga epekto, ngunit sa ngayon ay nakita namin na maaari mong bawasan ang mekanikal na pagkapagod sa pamamagitan ng wake steering."
Pagkuha ng mga anggulo ng tama
Upang kalkulahin ang pinakamahusay na mga anggulo ng misalignment para sa pag-aaral na ito, ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang bagong modelo batay sa makasaysayang data mula sa wind farm.
"Ang pagdidisenyo ng mga wind farm ay karaniwang isang napaka-data at computationally intensive na gawain," sabi ni Sanjiva Lele, isang propesor ng aeronautics at astronautics at ng mechanical engineering. "Sa halip, nagtatag kami ng mga pinasimple na representasyong matematika na hindi lamang gumana ngunit binabawasan din ang pag-load ng computational ng hindi bababa sa dalawang order ng magnitude."
Ang mas mabilis na pag-compute na ito ay maaaring makatulong sa mga operator ng wind farm na malawakang gumamit ng wake steering.
"Ang aming modelo ay mahalagang plug-and-play dahil magagamit nito ang data na partikular sa site sa pagganap ng wind farm," sabi ni Howland. "Magagamit ng iba't ibang lokasyon ng sakahan ang modelo at patuloy na ayusin ang kanilang mga anggulo ng turbine batay sa mga kondisyon ng hangin."
Bagama't hindi nasusukat ng mga mananaliksik ang pagbabago sa taunang produksyon ng kuryente dahil sa limitadong 10 araw na tagal ng field test na ito, ang susunod na hakbang, sabi ni Dabiri, ay ang magpatakbo ng mga field test para sa isang buong taon.
"Kung makakarating tayo sa punto kung saan maaari nating i-deploy ang diskarteng ito sa malakihan para sa mahabang panahon, maaari nating i-optimize ang aerodynamics, produksyon ng kuryente at maging ang paggamit ng lupa para sa mga wind farm sa lahat ng dako," sabi ni Dabiri.
Ang suporta para sa pananaliksik ay nagmula sa National Science Foundation, isang Stanford Graduate Fellowship, at Stanford's TomKat Center para sa Sustainable Energy. Ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng mga pagsubok sa larangan sa pakikipagtulungan sa TransAlta Corp.
Source: Stanford University
Mga Kaugnay Books
Paglabas ng Drawdown: Ang Karamihan sa Komprehensibong Plano na Ipinanukalang Bumalik sa Pag-init ng Mundo
ni Paul Hawken at ni Tom Steyer
Sa harap ng malawakang takot at kawalang-interes, isang internasyonal na koalisyon ng mga mananaliksik, mga propesyonal, at mga siyentipiko ay nagtagpo upang mag-alok ng isang makatotohanang at matapang na solusyon sa pagbabago ng klima. Ang isang daang mga diskarte at gawi ay inilarawan dito-ang ilan ay kilala; ang ilan ay hindi mo pa naririnig. Saklaw nila mula sa malinis na enerhiya sa pagtuturo sa mga batang babae sa mga bansang mas mababa ang kita upang magamit ang mga gawi sa paggamit ng lupa na kumukuha ng carbon mula sa hangin. Ang mga solusyon ay umiiral, ay maaaring mabuhay nang matipid, at ang mga komunidad sa buong mundo ay kasalukuyang nagpapatrabaho sa kanila ng kasanayan at determinasyon. Available sa Amazon
Pagdidisenyo ng Mga Solusyon sa Klima: Isang Gabay sa Patakaran para sa Low-Carbon Energy
ni Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Sa mga epekto ng pagbabago ng klima sa atin, ang pangangailangan na gupitin ang mga global na emissions ng greenhouse gas ay hindi mas mababa kaysa sa kagyat na. Ito ay isang nakakatakot na hamon, ngunit ang mga teknolohiya at diskarte upang matugunan ito umiiral ngayon. Ang isang maliit na hanay ng mga patakaran sa enerhiya, na dinisenyo at ipinatupad nang maayos, ay maaaring mailagay tayo sa landas patungo sa isang mababang carbon sa hinaharap. Ang mga system ng enerhiya ay malaki at kumplikado, kaya ang patakaran sa enerhiya ay dapat na nakatuon at epektibo sa gastos. Ang isang sukat na sukat sa lahat ng mga diskarte ay hindi magagawa ang trabaho. Ang mga tagagawa ng patakaran ay nangangailangan ng isang malinaw, komprehensibong mapagkukunan na nagbabalangkas sa mga patakaran ng enerhiya na magkakaroon ng pinakamalaking epekto sa ating kinabukasan sa klima, at naglalarawan kung paano idisenyo nang maayos ang mga patakarang ito. Available sa Amazon
Ito Pagbabago Everything: Kapitalismo kumpara Klima Ang
ni Naomi Klein
In Ito Pagbabago Everything Naomi Klein argues na pagbabago ng klima ay hindi lamang ng isa pang isyu na maayos na filed sa pagitan ng mga buwis at pangangalaga ng kalusugan. Ito ay isang alarma na tumawag sa amin upang ayusin ang isang pang-ekonomiyang sistema na ay nabigo sa amin sa maraming paraan. Ang Klein ay matigas na nagtatayo ng kaso kung gaano kalawak ang pagbawas ng ating greenhouse emissions ay ang aming pinakamagandang pagkakataon upang mabawasan nang sabay-sabay ang mga nakakatawang di-pagkakapantay-pantay, muling ipalagay ang ating mga sirang demokrasya, at muling itayo ang ating mga lokal na ekonomiya. Inilantad niya ang ideological desperation ng mga klima-pagbabago deniers, ang messianic delusyon ng magiging geoengineers, at ang trahedya pagkatalo ng masyadong maraming mga mainstream na hakbangin berdeng. At nagpapakita siya ng eksaktong dahilan kung bakit ang merkado ay hindi-at hindi maayos ang krisis sa klima ngunit sa halip ay gagawin ang mga bagay na mas masahol pa, na may mas matinding at ekolohikal na nakakapaminsalang mga paraan ng pagkuha, na sinamahan ng laganap na kapitalismo ng sakuna. Available sa Amazon
Mula sa Ang Publisher:
Ang mga pagbili sa Amazon ay pumunta upang bayaran ang gastos ng pagdadala sa iyo InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, at ClimateImpactNews.com nang walang gastos at walang mga advertiser na sumusubaybay sa iyong mga gawi sa pagba-browse. Kahit na nag-click ka sa isang link ngunit hindi bumili ng mga napiling produkto, anumang bagay na binili mo sa parehong pagbisita sa Amazon nagbabayad sa amin ng isang maliit na komisyon. Walang karagdagang gastos sa iyo, kaya mangyaring tumulong sa pagsisikap. Maaari mo ring gamitin ang link na ito gamitin sa Amazon sa anumang oras upang matulungan kang suportahan ang aming mga pagsisikap.
