现在熟悉的传统螺旋桨风力涡轮机可能在未来被包含更紧凑和高效的垂直涡轮机的风力农场取代。

 

牛津布鲁克斯大学的一项新研究发现，在大型风电场中，垂直涡轮机的设计比传统涡轮机的效率要高得多，当成对设置时，垂直涡轮机彼此的性能提高了15%。

 

工程学院的一个研究团队，Iakovos Tzanakis教授带领牛津布鲁克斯大学的计算和数学(ECM)进行了一项深入的研究，使用超过11500小时的计算机模拟，以证明风力发电场可以通过取代传统的螺旋桨式水平轴风力涡轮机(HAWTs)来更有效地运行。用于小型垂直轴风力涡轮机(VAWTs)。

 

垂直涡轮机比传统的风车涡轮机效率更高

 

该研究首次在现实规模上证明，大规模vawt的潜力，以超过目前的风力发电厂涡轮机。天富注册链接

 

vawt绕着垂直于地面的轴线旋转，它们表现出与著名的螺旋桨设计(HAWTs)相反的行为。研究发现，当vawt排列成网格时，彼此的性能都有所提高。风力涡轮机的定位，以最大限度地输出对风电场的设计至关重要。

 

察纳基斯教授评论道:“这项研究证明，风力发电场的未来应该是垂直的。垂直轴风力涡轮机可以设计得更紧密，从而提高效率，最终降低电价。从长远来看，vawt可以帮助加快我们能源系统的绿色转型，使更多清洁和可持续的能源来自可再生资源。”天富注册链接

 

到2030年，英国的风能容量预计将增长近一倍，这些发现为设计更高效的风电场、理解大规模风能收集技术以及最终改进可再生能源技术以更快地取代化石燃料作为能源提供了踏脚石。

 

这是满足风力发电目标的成本效益的方法

 

根据《2021年全球风力报告》，未来10年，世界需要以三倍的速度安装风力发电，以实现净零目标，避免气候变化的最坏影响。

 

该报告的主要作者、工程学士Joachim Toftegaard Hansen评论道:“现代风电场是产生绿色能源最有效的方式之一，然而，它们有一个主要缺陷:当风接近涡轮机的第一排时，湍流将产生下游。湍流对后续行的性能有害。

 

换句话说，坐在前排的人可以将大约一半的风能转化为电能，而坐在后排的人，这个数字只有25-30%。每台涡轮机的成本超过200万英镑/兆瓦。作为一名工程师，我自然想到一定有更划算的方法。”

 

本研究首次全面分析了风力机性能的多个方面，包括阵列角度、旋转方向、涡轮机间距和转子数量。这也是第一个研究，以调查性能改善是否适用于三个VAWT涡轮机系列。

 

Mahak博士是这篇文章的合著者，也是ECM的高级讲师，他评论道:“使用计算方法理解流动物理的重要性不可低估。与巨大的实验测试设施相比，这些类型的设计和增强研究的成本只是一小部分。这在初始设计阶段尤其重要，对于试图实现最大设计效率和功率输出的行业来说非常有用。”