Самая большая ветровая турбина в мире будет выше Эмпайер Стейт Билдинг
В ветровой энергетике, больше - почти всегда лучше. Зная это, шесть лучших университетов и институций в мире объединились для того, чтобы спроектировать самую высокую ветротурбину в мире. Имея 500 метров, проект SUMR будет на 57 метров выше, чем легендарный Эмпайер Стейт Билдинг. Концепт также включает две двухсотметровые лопасти, в два раза превышающие длину футбольного поля.
За два последних десятилетия ветровые турбины стали значительно больше и выше. В 1980-ых самая большая турбина имела диаметр ротора всего в несколько метров. Сегодня почти все наземные ветровые станции имеют мощность 1,5-2 МВт - достаточно, чтобы дать энергию приблизительно в 500 средних домов, а их мачты имеют около 70 метров в высоту. Такая драматическая эволюция размеров не случайность, потому что количество выданной энергии напрямую зависит от размера лопастей и высоты мачты турбины.
Чем выше ветрогенератор, тем лучше ветер, и тем больше кинетической энергии можно использовать. Другими словами, более высокая структура может дать больше электроэнергии. Высота также дает больше места для длинных лопастей и большей площади захвата - круговой площади, которую “рисуют” лопасти при движении. Что интересно, выработка энергии турбиной зависит от размера лопастей не линейно. На самом деле важна именно площадь захвата, поэтому если длина лопастей увеличивается вдвое, генерация энергии вырастает в четыре раза.
Мегатурбина
Все это объясняет, почему университеты и компании стремятся к более высоким ветротурбинам - делать их экономически выгодно. Эрик Лот, проектный управляющий в SUMR, который напрямую финансируется Агентством перспективных исследований Департамента Энергетики США, говорит, что его команда хочет создать 50-мегаваттную турбину, лопасти которой будут иметь до 200 метров в длину. Если у них получиться, эта турбина будет примерно в 10 раз мощнее всего, что было до нее.
Проект курирует Университет Вирджинии, а также включает Университет Иллиной, Университет Колорадо, и Национальную лабораторию возобновляемой энергетики. Корпоративными партнерами стали компании Dominion Resources, General Electric Co., Siemens AG и Vestas Wind Systems.
На сегодняший день самые большие ветрогенераторы расположены возле бухты Ливерпуля. Здесь 32 гигантских сооружения упираются в небо, каждая имеет 195 метров в высоту и длину лопастей в 80 метров. Каждая турбина может генерировать до 8 МВт мощности. SUMR50 будет более чем в два раза выше. Структура ее турбины будет кардинально отличаться, потому что она будет оборудована двумя лопастями, а не тремя, для того, чтобы уменьшить вес. Обычно снижение числа лопастей до двух снижает эффективность турбины, но ученые компенсируют это с помощью улучшенного аэродинамического дизайна.
“Такие турбины будут использовать экономику масштаба,” говорит Тодд Гриффит, ведущий дизайнер лопастей в проекте и технический эксперт Программы оффшорной ветроэнергетики компании Sandia.
Как и сегодняшние наибольшие ветрогенераторы компании Dong Energy, турбины SUMR будут устанавливаться в море, около 80 километров от берега, где ветры обычно намного сильнее и где люди не видят и не слышат их.
“Соединенные Штаты имеют прекрасный потенциал для оффшорной ветроэнергетики, но такие установки стоят дорого. Поэтому большие турбины нужны, чтобы улавливать энергию с низкой стоимостью,” говорит Гриффит.
В то же время, это делает задачу еще более сложной. Построить турбину полукилометровой высоты, которая сможет противостоять ураганам - звучит совсем не просто. Лот уже думает над решением вопросов безопасности. Например, при ветрах скоростью более 95 км/ч вся система генерации энергии будет отключаться, лопасти будут поворачиваться под определенным углом к потоку ветра. Это заставит их уменьшить сопротивление и угрозу повреждения, что-то похоже на то, как пальмовые листья противостоят ураганам.
“При опасных скоростях ветра лопасти будут поворачиваться в его направлении, что будет снижать риск повреждения. При низких скоростях, лопасти разворачиваются против ветра, и это дает максимальный прирост мощности.”
Но существует также много других инженерных проблем, еще не решенных. Есть много причин, по которым никто еще не строил ветрогенераторы с двухсотметровыми лопастями. Одна из них - такие конструкции очень сложно сложить в одно целое. Тем более в море, в десятках километров от твердой земли. И хотя больше в общем лучше для ветротурбин, никто толком не знает, где находится золотая середина. Будет ли SUMR50 иметь оптимальный дизайн?
Ученые узнают больше, когда построят уменьшенный прототип к концу этого лета. У него будет только два метра диаметра, поэтому в следующем году в Колорадо построят и протестируют версию побольше с лопастями в 20 метров. Эти эксперименты будут критичными для понимания, стоит ли 500-метровая турбина своих инвестиций.
Поразительно смотреть назад и видеть, насколько изменились ветротурбины за последние 30 лет. Как и мегаструктуры солнечной энергетики, дизайн сегодняшних турбин отображает тот быстрый прогресс возобновляемой энергетики. За девять лет установленные мощности только в США увеличились в три раза. Медленно, но уверенно, слово “альтернативные” станет не про солнечную и ветровую энергетику. Они станут основными источниками глобально, несмотря на все усилия некоторых людей, которые очень не хотят, чтобы это случилось.
По материалам: https://rodovid.me/energy/samaya-bolshaya-vetrovaya-turbina-v-mire-budet-vyshe-empayer-steyt-bilding.html
За два последних десятилетия ветровые турбины стали значительно больше и выше. В 1980-ых самая большая турбина имела диаметр ротора всего в несколько метров. Сегодня почти все наземные ветровые станции имеют мощность 1,5-2 МВт - достаточно, чтобы дать энергию приблизительно в 500 средних домов, а их мачты имеют около 70 метров в высоту. Такая драматическая эволюция размеров не случайность, потому что количество выданной энергии напрямую зависит от размера лопастей и высоты мачты турбины.
Чем выше ветрогенератор, тем лучше ветер, и тем больше кинетической энергии можно использовать. Другими словами, более высокая структура может дать больше электроэнергии. Высота также дает больше места для длинных лопастей и большей площади захвата - круговой площади, которую “рисуют” лопасти при движении. Что интересно, выработка энергии турбиной зависит от размера лопастей не линейно. На самом деле важна именно площадь захвата, поэтому если длина лопастей увеличивается вдвое, генерация энергии вырастает в четыре раза.
Мегатурбина
Все это объясняет, почему университеты и компании стремятся к более высоким ветротурбинам - делать их экономически выгодно. Эрик Лот, проектный управляющий в SUMR, который напрямую финансируется Агентством перспективных исследований Департамента Энергетики США, говорит, что его команда хочет создать 50-мегаваттную турбину, лопасти которой будут иметь до 200 метров в длину. Если у них получиться, эта турбина будет примерно в 10 раз мощнее всего, что было до нее.
Проект курирует Университет Вирджинии, а также включает Университет Иллиной, Университет Колорадо, и Национальную лабораторию возобновляемой энергетики. Корпоративными партнерами стали компании Dominion Resources, General Electric Co., Siemens AG и Vestas Wind Systems.
На сегодняший день самые большие ветрогенераторы расположены возле бухты Ливерпуля. Здесь 32 гигантских сооружения упираются в небо, каждая имеет 195 метров в высоту и длину лопастей в 80 метров. Каждая турбина может генерировать до 8 МВт мощности. SUMR50 будет более чем в два раза выше. Структура ее турбины будет кардинально отличаться, потому что она будет оборудована двумя лопастями, а не тремя, для того, чтобы уменьшить вес. Обычно снижение числа лопастей до двух снижает эффективность турбины, но ученые компенсируют это с помощью улучшенного аэродинамического дизайна.
“Такие турбины будут использовать экономику масштаба,” говорит Тодд Гриффит, ведущий дизайнер лопастей в проекте и технический эксперт Программы оффшорной ветроэнергетики компании Sandia.
Как и сегодняшние наибольшие ветрогенераторы компании Dong Energy, турбины SUMR будут устанавливаться в море, около 80 километров от берега, где ветры обычно намного сильнее и где люди не видят и не слышат их.
“Соединенные Штаты имеют прекрасный потенциал для оффшорной ветроэнергетики, но такие установки стоят дорого. Поэтому большие турбины нужны, чтобы улавливать энергию с низкой стоимостью,” говорит Гриффит.
В то же время, это делает задачу еще более сложной. Построить турбину полукилометровой высоты, которая сможет противостоять ураганам - звучит совсем не просто. Лот уже думает над решением вопросов безопасности. Например, при ветрах скоростью более 95 км/ч вся система генерации энергии будет отключаться, лопасти будут поворачиваться под определенным углом к потоку ветра. Это заставит их уменьшить сопротивление и угрозу повреждения, что-то похоже на то, как пальмовые листья противостоят ураганам.
“При опасных скоростях ветра лопасти будут поворачиваться в его направлении, что будет снижать риск повреждения. При низких скоростях, лопасти разворачиваются против ветра, и это дает максимальный прирост мощности.”
Но существует также много других инженерных проблем, еще не решенных. Есть много причин, по которым никто еще не строил ветрогенераторы с двухсотметровыми лопастями. Одна из них - такие конструкции очень сложно сложить в одно целое. Тем более в море, в десятках километров от твердой земли. И хотя больше в общем лучше для ветротурбин, никто толком не знает, где находится золотая середина. Будет ли SUMR50 иметь оптимальный дизайн?
Ученые узнают больше, когда построят уменьшенный прототип к концу этого лета. У него будет только два метра диаметра, поэтому в следующем году в Колорадо построят и протестируют версию побольше с лопастями в 20 метров. Эти эксперименты будут критичными для понимания, стоит ли 500-метровая турбина своих инвестиций.
Поразительно смотреть назад и видеть, насколько изменились ветротурбины за последние 30 лет. Как и мегаструктуры солнечной энергетики, дизайн сегодняшних турбин отображает тот быстрый прогресс возобновляемой энергетики. За девять лет установленные мощности только в США увеличились в три раза. Медленно, но уверенно, слово “альтернативные” станет не про солнечную и ветровую энергетику. Они станут основными источниками глобально, несмотря на все усилия некоторых людей, которые очень не хотят, чтобы это случилось.
По материалам: https://rodovid.me/energy/samaya-bolshaya-vetrovaya-turbina-v-mire-budet-vyshe-empayer-steyt-bilding.html