提高風力渦輪機性能的最佳布置方法

近日，美國特拉華大學大氣與能源研究小組在研究風力渦輪機的布置時取得重大發現，即在海上風電場對渦輪機進行交錯和分隔排列，可使其性能提高33%，更有助于工程師設計改良海上風電場。

研究者將瑞典附近一座已建海上風電場作為研究基地，將現有緊密排列的網格式分布與6個不同的分布進行比較。在某些分布中，渦輪機整齊排列但行間距較大，而在另一些分布中，渦輪機每間隔一行布置都會變動。在計算機模擬每種分布時，研究小組還考慮到風力渦輪機葉片轉動制造的渦流，即不斷改變方向的氣體漩渦，以及氣體流動如何影響周圍的渦輪機。結果發現，最佳布置是兩種方法的組合。渦輪機間隔拉開、各行交錯排列的布局可有效減少渦流引起的損失，提高其整體性能。這種優化布置應考慮到渦輪機面對的盛行風向，如果盛行風改變了方向和強度，那么該布置就不一定總能達到最佳效果。因此，研究小組認為，應考慮到不同因素，以期系統地逐一研究每一種方案的利弊。

該項研究是“風力研究及其在可再生能源生產中的應用”項目的子課題。研究小組表示，未來風能可為全球提供50%的能源需求，且環境影響很小。在調查了世界范圍內風能隨季節變化的規律后，研究小組還發現，在大多數能夠建設風電場的陸地和海上區域，產能最高的時間是12月～次年2月。這些最新成果均發布在《應用地理學》上，且展示了全世界風能的詳細分布圖。