據(jù)英國廣播公司報道,美國科學家們設(shè)計了新的風電廠模型,它模仿魚群游動,能更有效的利用氣流,顯著提高發(fā)電輸出。
這項在美國加利福尼亞州沙漠地區(qū)正在進行研究基于魚群游動的流體動力學,采用類似打蛋器的垂直軸風機,進而提高了整體的輸電效率。
傳統(tǒng)的螺旋槳式風力發(fā)電機組發(fā)電效率已經(jīng)接近極限。在當前的風電場,渦輪機之間要隔開一定的距離,以防止氣流干擾,但這卻導(dǎo)致了風電輸出的局限性。在適宜的地區(qū),風電場每平米的電力輸出約為2瓦。而采用模擬魚群設(shè)計的電場卻能在同樣的面積內(nèi),電力輸出提高十倍。
加州理工大學的航空工程師羅伯特·威特利斯(Robert Whittlesey)說:“基于魚群游動設(shè)計的風電機組排列是全新的思路。魚群在游動中的排列是基于阻力最小的原理!彼赋,新風電場可以借鑒該原理,采用間隔緊密的反向旋轉(zhuǎn)輪機,該設(shè)計可以將氣流傳向隔壁的風機,提高風能使用效率。同時,渦輪機之間產(chǎn)生的漏斗效應(yīng)也能提高輪機的發(fā)電效率。按照該設(shè)計,緊密排列的風電場每平米能發(fā)電20-30瓦,相當于普通的風電廠十倍。
另一位參與研究的加州理工科學家約翰·達比利(John Dabiri)說:“魚群和風電廠之間乍一看似乎沒有聯(lián)系,而實際上,魚群的流體物理學推論用在風電廠是合乎邏輯的。”
除此之外,新設(shè)計的風電廠還有其他的優(yōu)勢。垂直軸風機對地表影響小,對鳥類和蝙蝠的危害小,而且渦輪機的強度更高、價格更低廉。
參與研究的約翰霍普金斯大學教授查爾斯·麥納威奧(Charles Meneveau)表示,盡管新的風力發(fā)電機還有些問題需要解決,但該設(shè)計確實值得考慮。
目前,新發(fā)電機還處于規(guī)模性試驗運行,能否在真正的風電廠中使用還要繼續(xù)試驗。英國能源研究中心的教授洛夫海德說:“這是很有意思的想法,但垂直軸風機也有局限性。制造又高又輕且滿足發(fā)電要求的風機不那么容易。”而達比利認為進一步的試驗很會有希望。
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