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垂直轴风机还有市场吗?英国科学家发现更适合大型风电场

日期:2021-05-13    来源:十轮网

国际风力发电网

2021
05/13
09:49
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关键词: 垂直轴风机 风电机组 海上风电机组

近年来风力发电成本下滑,全球风电设备量已来到733GW,其中目前较为常见的风机为有如超大电风扇的水平轴风力发电机(HAWT),具有对风设备、能随着风向改变而转动,不过最近英国科学家发现,其实另一种风机——垂直轴风机(VAWT)更适合应用在大型风力发电场景中,可以将邻近风机性能提高15%。

垂直轴风力发电机较为少见,其转动轴与风向成垂直,不用随着风向改变而调整方向,虽然有着不受地形、风向影响,以及噪音较小的优点,但是转速相对较慢,设计复杂连带制造成本也比较高。

不过最近英国牛津布鲁克斯大学发现垂直轴风机的优势,工程、运算与数学学院(ECM)研究团队经过超过1.1万小时的计算机模拟,调整数组角度、旋转方向、涡轮机间距和转子数量等,最终发现,若用垂直轴风机将传统风机取而代之,并以网格形式排列,垂直轴风机可以“彼此增幅”提高发电量。

由水平轴构成的风力发电场往往会面对尾流效应(wake effect)与堵塞效应(blockage effect)问题,进而影响风场收益。其中尾流效应是指,风吹过一架风机后会减弱并产生乱流,进而影响后方位于尾流处的风机发电量;堵塞效应(又称阻塞效应)则发生在风靠近风机时速度变慢的情形。

研究主要作者Joachim Toftegaard Hansen表示,前排风机将一半的风能转换成电能,然而后排可用的风能就下降25-30%,考虑到每台风机的成本超过每MW200万英镑,得想出一个更具成本效益的方法。

其中根据2021年全球风能报告,未来若要实现零排碳目标、减缓气候变迁,全世界需要以三倍的速度安装风力发电。团队指导教授Iakovos Tzanakis表示,垂直轴风机设置距离可以更近,进而提高效率并降低电价,从长远来看,垂直轴风机可以加速我们能源转型的脚步,设置更多再生能源。


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