Lauko tyrimai rodo, kad ledas gali kainuoti vėjo jėgaines iki 80% elektros energijos

Mokslininkai nusprendė ištirti šio baldakimu vėjo malūno ledą Kinijos rytuose. Paskola Hui Hui / Ajovos valstybinio universiteto nuotr

Tyrėjai vadovavo Ajovos vadovaujamos „Hui Hui“ laboratorijos vėjo turbinų ledo tyrimui, kad išsiaiškintų, kaip ledas kaupiasi ant besisukančių ašmenų. Jie sužinojo, kad ledas prie ašmenų gali sumažinti elektros gamybą iki 80%. Lauko tyrimas taip pat patvirtino jų eksperimentinius rezultatus, teorijas ir prognozes.

Šaltomis, drėgnomis sąlygomis besisukančios vėjo jėgainės mentės gali surinkti maždaug vienos kojos storio ledą jų ašmenų kraštuose.

Tai sutrikdo ašmenų aerodinamiką. Tai sutrikdo visos turbinos pusiausvyrą. Ir tai gali sutrikdyti energijos gamybą iki 80 proc. Remiantis neseniai paskelbtu lauko tyrimu, kurį atliko Hui Hoo, Ajovos valstybinio universiteto aviacijos ir kosmoso inžinerijos profesorius Martinas S. Technologijų laboratorija.

Beveik 10 metų Hu atliko laboratorinius turbinos mentės ledo tyrimus, įskaitant eksperimentus unikaliame ISU apledėjimo tyrimų tunelyje. Didžiąją šio darbo dalį parėmė Ajovos energetikos centras ir Nacionalinis mokslo fondas.

„Tačiau mums visada kyla klausimų, ar tai, kas daroma laboratorijoje, atspindi tai, kas vyksta lauke“, – sakė Hunas. “Kas vyksta prie didelių, naudingų didelio masto vėjo jėgainių žiočių?”

Mes visi žinome, kad kažkas neseniai įvyko šioje srityje. Per praėjusios žiemos audrą Teksase vėjo energija, kiti energijos šaltiniai sustingo ir nepavyko.

Lauko svetainių paieška

Hu norėjo kiekybiškai įvertinti, kas žiemą vyksta vėjo jėgainėse, todėl prieš kelerius metus pradėjo lauko tyrimą. Bet tai buvo sunkiau, nei jis tikėjosi. Net Ajovoje, kur maždaug 5100 vėjo jėgainių generuoja daugiau nei 40 procentų valstijos elektros energijos (pagal JAV energetikos informacijos asociacijos duomenis), jai buvo neleista naudotis turbinomis. Elektros kompanijos paprastai nenori, kad būtų skelbiami jų turbinų duomenys.

Taigi Hu, palaikantis Nacionalinio mokslo fondo remiamą tarptautinį studentų patirties projektą, palaikė ryšius su atsinaujinančios energijos mokyklos Pekino elektros universiteto Šiaurės Kinijoje mokslininkais šiaurės Kinijoje, klausė, ar Kinijos vėjo jėgainės dirbs kartu.

Ledas ant vėjo turbinos mentės

Ši drono nuotrauka iš vėjo turbinų ledo lauko tyrimo rodo, kaip žiemos audros metu ledas kaupėsi turbinos mentės gale. Paskola Hui Hui / Ajovos valstybinio universiteto nuotr

34 megavatų 50 megavatų vėjo jėgainių parko operatoriai Kinijos rytuose sutiko atlikti lauko tyrimą 2019 m. Sausio mėn. Hu teigė, kad dauguma turbinų gamina 1,5 megavato elektros energijos, panašiai kaip ir komunalinės paskirties turbinos, veikiančios JAV.

Kadangi vėjo jėgainių parkas, kurį tyrė tyrėjai, nėra per toli nuo Rytų Kinijos jūros, Hunas teigė, kad ten esančios vėjo jėgainės labiau užšąla Teksase nei Ajovoje. Ajovos vėjo jėgainėse veikia šaltesnės, sausesnės žiemos sąlygos. Kai Teksase žiemą atšąla, vėjo jėgaines dėl netoliese esančios Meksikos įlankos veikia daugiau drėgmės.

Ledo matavimas

Atlikdami lauko darbus, tyrėjai naudojo bepiločius orlaivius fotografuodami 50 metrų turbinos mentes iki 30 valandų po apledėjusių žiemos sąlygų, įskaitant šalną, šalną, drėgną sniegą ir rūką.

Nuotraukos leido detaliai išmatuoti, išanalizuoti, kaip և ledas buvo surinktas turbinos mentėse. Hu teigė, kad nuotraukos leido mokslininkams palyginti natūralų ledą su laboratoriniu ledu, o tai labai patvirtino jų eksperimentinius rezultatus, teorijas ir prognozes.

Nuotraukos parodė. „Kol ledas kaupėsi per visą ašmenų plotą, buvo nustatyta, kad ašmenų kraštuose ledas buvo iki 0,3 metro storio (apie 1 pėda)“, – rašė tyrėjai naujausiame darbe. internetinis atsinaujinančios energijos žurnalas. (Visą tyrimų personalą rasite šoninėje juostoje.)

Tyrėjai naudojo turbinose sukurtas duomenų rinkimo sistemas, kad palygintų veikimo būseną ir energijos gamybą su tipiškesnėmis be ledo ašmenimis.

„Tai mums pasako, kas yra didelė problema, kokį poveikį tai daro elektros gamybai“, – sakė Hunas.

Tyrėjai nustatė, kad ledas turėjo didelį poveikį.

“Nepaisant stipraus vėjo, ledo turbinos ledo metu sukosi kur kas lėčiau; jos net dažnai išsijungdavo, dėl ledo praradusios iki 80% energijos”, – rašė mokslininkai.

Tai reiškia, kad Hu toliau dirbs kita vėjo jėgainių tyrimų kryptimi, ieškodamas efektyvių būdų, kaip išlaikyti ašmenis, kad elektra ir toliau tekėtų visą žiemą.

Nuoroda. „Ledo kaupimosi ir jo poveikio didelio masto vėjo turbinų elektros energijos gamybai tyrimas“ – Linyue Gao, Tao Tao, Yongqian Liu ir Hui Hu, 2020 m. Gruodžio 7 d. Atsinaujinanti energija,
DOI: 10.1016 / h.renen.2020.12.014

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Laimingas 9000 metų vaikas, gautas iš triušio skylės, perrašo „Svajonių salos“ priešistorę

WTSWW Skokholmo sala. Autorius: Lucy Griffiths 9 000 metų senumo atostogos pasakoja apie Skokholmo salą, Pembrokeshire. Skokholmo salos policija iš triušio skylių pasiėmė priešistorinių akmens...

Silicio kraujo kūneliai, kurių efektyvumas didesnis kaip 26%

Laboratorijos dydžio saulės elementų prototipas (TPC - skaidrus pasyvus kontaktas). Ant silicio vaflio gali būti matomos keturios silicio ląstelės, kurių kiekviena yra keturi...

NASA „New Horizons“ pasiekia didelę erdvę – beveik už 5 milijardų mylių ir vis dar laukia

NASA kosminio maršruto „New Horizons“ menininko vizija, vykstanti į 2019 m. Sausio mėn. Kuiperio juostos objekto susitikimą 2014 m. MU69. Byla: NASA Savaitėmis po...

Dalelių greitintuvų ateitis yra čia.

„Electron-Ion Collider“ (EIC) nagrinėja branduolinės medžiagos vidinę struktūrą tokią, kokia ji yra šiandien. Elektronai, susidūrę su jonais, keičiasi fotonais kaip branduolio dalelėmis, kad...

Pavojingas „gilus nežinojimas“ – ar mikrobų gyvenimas taip pat keičiasi, nes mažėja augalų ir gyvūnų įvairovė?

Kiekviena spalva reiškia skirtingą mikrobų tipą. Balta medžiaga branduolyje reprezentuoja žmogaus liežuvio ląstelių, per kurias auga mikrobai, liekanas. Autorius: Stevenas Wilbertas, Gary...

Newsletter

Subscribe to stay updated.