[ad_1]
Bạn đang ở đây
Nghiên cứu đánh giá sản xuất năng lượng tháp tuabin cao, chi phí và khả năng tồn tại
Trước đây, các bậc cha mẹ sẽ ghi lại sự tăng trưởng của trẻ con với các dấu bút chì tươi trên khung cửa. Khi công nghệ gió phát triển về quy mô và năng suất, các nhà nghiên cứu tiếp tục tìm cách tăng cường năng lượng thu được trong khi giảm chi phí. Một nghiên cứu mới của Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL), Tăng chiều cao tháp tuabin gió: Cơ hội và thách thức, khám phá các cơ hội để tăng chiều cao của các trung tâm tuabin gió, trong đó hệ thống truyền lực và cánh quạt gắn liền với điều kiện và các điều kiện và vị trí mà các tòa tháp cao hơn này sẽ có tác động mạnh nhất.
Những đổi mới từ DOE, các tổ chức nghiên cứu khác và ngành công nghiệp đã cho phép chiều cao và kích thước của cánh quạt gió (cánh quạt) phát triển và tăng sản lượng năng lượng. Kể từ những năm 1980, các rãnh bút chì mới đã được thêm vào khung cửa để tăng trưởng tuabin gió, vì chiều cao trung tâm của tuabin gió thương mại trung bình của Mỹ đã tăng gấp bốn lần (từ 20 đến 88 m) và đường kính cánh quạt đã mở rộng gấp năm lần (từ 20 đến 116 m) . Công suất đặt tên cho tuabin gió trung bình hoặc công suất của tuabin có thể tạo ra trong điều kiện lý tưởng, cũng đã tăng vọt, từ dưới 100 kilowatt mỗi tuabin lên khoảng 2,4 MW mỗi tuabin trong công suất bảng tên năm 2018.
Các tòa tháp cao hơn có thể khai thác hiệu quả các nguồn tài nguyên gió mạnh hơn tồn tại ở mức cao hơn, ngoài tầm với của các tuabin điển hình ngày nay và trên sự can thiệp từ cây cối, tòa nhà, và các đặc điểm cảnh quan hoặc địa hình. Tua bin gió cao hơn cũng cung cấp giải phóng mặt bằng cần thiết cho các lưỡi dài hơn làm tăng khả năng thu năng lượng trên mỗi tuabin.
Trong bốn thập kỷ qua, quy mô tuabin gió rất quan trọng để giảm chi phí điện gió. Nhìn về phía trước, việc mở rộng quy mô tiếp tục mang lại khả năng tiết kiệm chi phí tiềm năng, nhưng cần có những cải tiến mới để cho phép nhân rộng trong khi quản lý hiệu quả chi tiêu vốn và hậu cần của thiết bị di chuyển đến địa điểm của nhà máy, Chuyên gia nghiên cứu và nhà nghiên cứu của NREL Eric Lantz cho biết.
Phân tích NREL gần đây đã đánh giá làm thế nào tăng chiều cao trung tâm có thể tác động đến các chỉ số chính về khả năng tồn tại của năng lượng gió trên toàn quốc. Nghiên cứu đã xem xét các yếu tố về tốc độ gió, hệ số công suất và LCOE, cũng như chi phí gia tăng có thể phát sinh khi tăng chiều cao trung tâm tuabin. Nhóm cũng đã sử dụng Mô hình kỹ thuật và thiết kế hệ thống tích hợp nhà máy gió (WISDEM) để kiểm tra xem sự đổi mới trong vật liệu, thiết kế, vận chuyển và lắp đặt có thể vượt qua các giới hạn đối với đường kính cơ sở tháp và chiều cao trung tâm như thế nào. (Xem mục tin tức riêng biệt trên WISDEM để biết thêm chi tiết về công cụ lập mô hình sáng tạo này.)
Lantz nói rằng những đổi mới này có thể bao trùm một loạt các vật liệu, điều khiển, sản xuất và giải pháp vận chuyển. Vì nỗ lực này, chúng tôi đã tìm cách mô tả và cân nhắc sự tương tác của các yếu tố này với lượng năng lượng bổ sung có thể được chiết xuất để thông báo cho thiết kế và đổi mới công nghệ tháp cao có thể mang lại lợi ích mới rõ rệt.
Độ cao trung tâm cao hơn giúp khai thác tài nguyên gió một cách hiệu quả ngoài tầm với của tua-bin ngày nay. Ảnh của Dennis Schroeder, NREL 27196
Sự khác biệt về tốc độ gió trung bình hàng năm 110 m so với mặt đất trừ 80 m. Hình của NREL, dựa trên Bộ công cụ bộ dữ liệu quốc gia tích hợp gió
Sự khác biệt về tốc độ gió trung bình hàng năm 160 m so với mặt đất trừ 80 m. Hình của NREL, dựa trên Bộ công cụ bộ dữ liệu quốc gia tích hợp gió
Phân tích chỉ ra rằng có nhiều lĩnh vực có thể đảm bảo việc theo đuổi công nghệ cho phép độ cao trung tâm cao hơn. Tăng chiều cao trung tâm lên 110 m cho ba tuabin khái niệm được mô hình hóa trong lớp kích thước 3-MW đến 5-MW dẫn đến hệ số công suất tăng khoảng 10 điểm phần trăm (ví dụ: từ 35% đến 45%) ở nhiều vị trí, với công suất tiếp tục cải thiện hệ số với chiều cao trung tâm 140 m.
Độ cao trung tâm từ 110 đến 140 m cũng có thể mang lại lợi thế LCOE so với các tuabin thông thường hiện nay, đặc biệt là ở những nơi có sức gió tương đối mạnh, bao gồm phần lớn miền đông Hoa Kỳ. Một khía cạnh đáng chú ý khác của công nghệ tháp cao là tác động mà các đổi mới hệ thống có thể có đối với các cơ hội để tăng chiều cao trung tâm. Là một ví dụ về đổi mới tập trung vào hệ thống hơn, các điều khiển tiên tiến đã tăng đáng kể khả năng tồn tại của tháp thép hình ống để đạt được hiệu quả kinh tế cao hơn trong những năm gần đây.
Trên khắp thế giới, sự thúc đẩy tiếp tục cho chiều cao trung tâm ngày càng cao hơn. Ở Đức, để tối đa hóa giá trị của quốc gia đó, tài nguyên gió chất lượng thấp hơn và diện tích tương đối nhỏ hơn dành cho phát triển gió, chiều cao trung tâm tuabin cao hơn trung bình khoảng 50% so với ở Hoa Kỳ. Nghiên cứu đang thực hiện tại NREL và các phòng thí nghiệm quốc gia khác sẽ giúp định hướng nghiên cứu trong tương lai để giảm chi phí năng lượng gió và tăng sự đóng góp của gió vào lưới điện.
[ad_2]
Source link