هذا التغيير يحصل على المزيد من الطاقة من مزارع الرياح

هذا التغيير يحصل على المزيد من الطاقة من مزارع الرياح

(الائتمان: دون سنيجوفسكي / فليكر)

تشير الأبحاث إلى أن التوربينات الموصلة بعيدًا قليلاً عن الرياح القادمة ـ والتي يطلق عليها توجيه الاستيقاظ ـ يمكن أن تقلل من هذا التداخل وتحسن كلاً من كمية ونوعية الطاقة من مزارع الرياح.

التغيير ربما يقلل من تكاليف التشغيل أيضا.

توربينات الرياح الانفرادية تنتج أكبر قدر من الطاقة عند الإشارة مباشرة إلى الريح. ولكن عندما تواجه خطوط التوربينات المحزومة بإحكام الرياح في مزارع الرياح ، يمكن أن تتداخل استيقاظ المولدات في المراحل الأولى مع المولدات. مثل الزورق السريع الذي تبطئه المياه المتقلبة من قارب أمامي ، فإن الاستيقاظ من التوربينات الهوائية يقلل من إنتاج من يقف خلفها.

يقول الكاتب الرئيسي جون دابيري ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية والهندسة الميكانيكية في جامعة ستانفورد: "لتحقيق الأهداف العالمية لتوليد الطاقة المتجددة ، نحتاج إلى إيجاد طرق لتوليد الكثير من الطاقة من مزارع الرياح الحالية". "لقد كان التركيز التقليدي على أداء التوربينات الفردية في مزرعة للرياح ، لكننا بحاجة إلى البدء في التفكير في المزرعة ككل ، وليس فقط كمجموع أجزائها."

يمكن أن تقلل تنبيه التوربينات من كفاءة مولدات الريح الخلفية بأكثر من 40 بالمائة. في السابق ، استخدم الباحثون المحاكاة الحاسوبية لإظهار أن التوربينات غير الصحيحة من الرياح السائدة يمكن أن ترفع إنتاج التوربينات في اتجاه مجرى النهر. ومع ذلك ، فإن التحديات في العثور على مزرعة للرياح على استعداد لوقف العمليات الطبيعية لإجراء تجربة وفي حساب أفضل زوايا التوربينات قد أعاقت إظهار ذلك في مزرعة ريح حقيقية - حتى الآن.

أولاً ، طور الباحثون طريقة أسرع لحساب زوايا الاختلال الأمثل للتوربينات ، والتي يصفونها وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم.

ثم ، اختبروا حساباتهم في مزرعة للرياح في ألبرتا ، كندا بالتعاون مع المشغل TransAlta Renewables. زاد إجمالي إنتاج الطاقة في المزرعة بنسبة تصل إلى 47 في المئة بسرعات الرياح المنخفضة - اعتمادًا على زاوية التوربينات - وبنسبة 7 إلى 13 في متوسط ​​سرعات الرياح. كما قللت عملية الاستيقاظ من التوجيه من تدفقات الطاقة التي تشكل عادة تحديًا لطاقة الرياح.

يقول المؤلف الرئيسي مايكل هاولاند ، طالب الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية: "من خلال توجيه الاستيقاظ ، أنتجت التوربينات الأمامية طاقة أقل كما توقعنا". "ولكن وجدنا أنه بسبب انخفاض آثار الاستيقاظ ، تولدت التوربينات في اتجاه التيار مزيدًا من القوة".

تحسين مزارع الرياح

الإخراج المتغير من مزارع الرياح يجعل إدارة الشبكة أكثر صعوبة بطريقتين مهمتين.

أحدها هو الحاجة إلى إمدادات طاقة احتياطية ، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي والبطاريات الكبيرة والمكلفة. في الدراسة ، كان التحسن في الطاقة عند انخفاض سرعة الرياح مرتفعًا بشكل خاص لأن التوربينات تتوقف عادة عن الدوران بأقل من الحد الأدنى للسرعة ، مما يقلل الإنتاج تمامًا ويجبر مديري الشبكات على الاعتماد على طاقة احتياطية. وجد الباحثون أنه في الرياح البطيئة ، قللت حركة الاستيقاظ من مقدار الوقت الذي انخفضت فيه السرعات إلى ما دون هذا الحد الأدنى. والجدير بالذكر أن أكبر المكاسب كانت في الليل ، عندما تكون طاقة الرياح هي الأكثر قيمة كمكمل للطاقة الشمسية.

والآخر هو الحاجة إلى مطابقة كمية الكهرباء التي يتم توفيرها واستخدامها في منطقة ما كل لحظة للحفاظ على موثوقية الشبكة. يمكن أن يؤدي الاضطراب الهوائي الناتج عن الاستيقاظ إلى جعل إنتاج مزرعة الرياح دقيقًا لمدة دقيقة بدقيقة - وهي فترة زمنية قصيرة جدًا لإشعال مولد الغاز. هذا يجعل مطابقة العرض والطلب أكثر تحديا لمشغلي النظام في المدى القصير جدا. لديهم أدوات للقيام بذلك ، ولكن الأدوات يمكن أن تكون مكلفة. في الدراسة ، قللت حركة التوجيه من التغير في المدى القصير للغاية من التباين في إنتاج الطاقة بنسبة تصل إلى 72 في المئة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعد التقليل من التباين في مساعدة أصحاب مزارع الرياح على خفض تكاليف التشغيل الخاصة بهم. يمكن أن تؤدي الاضطرابات التي تحدث عند الاستيقاظ إلى توتر شفرات التوربينات وزيادة تكاليف الإصلاح. على الرغم من أن التجربة لم تدم طويلاً بما يكفي لإثبات أن توجيه الاستيقاظ يقلل من إجهاد التوربينات ، إلا أن الباحثين يقترحون أن هذا سيحدث.

يقول الدبيري: "السؤال الأول الذي يطرحه علينا الكثير من المشغلين هو كيف سيؤثر ذلك على الصحة الهيكلية طويلة الأجل لتوربيناتهم". "نحن نعمل على تحديد التأثيرات الدقيقة ، ولكن حتى الآن رأينا أنه يمكنك بالفعل تقليل التعب الميكانيكي من خلال توجيه الاستيقاظ".

الحصول على الزوايا الصحيحة

لحساب أفضل زوايا الاختلال في هذه الدراسة ، طور الباحثون نموذجًا جديدًا يستند إلى بيانات تاريخية من مزرعة الرياح.

يقول سانجيفا ليلي ، أستاذ علوم الطيران والفضاء والهندسة الميكانيكية: "تصميم مزارع الرياح عادة ما يكون مهمة شاقة للغاية للبيانات". "بدلاً من ذلك ، أنشأنا عروضًا رياضية مبسطة لم تنجح فحسب ، بل إنها قللت أيضًا من العبء الحسابي بأثنين على الأقل من الحجم".

هذا الحساب الأسرع يمكن أن يساعد مشغلي مزارع الرياح على استخدام توجيه الاستيقاظ على نطاق واسع.

يقول هاولاند: "نموذجنا أساسي في عملية التوصيل والتشغيل لأنه يمكنه استخدام البيانات الخاصة بالموقع حول أداء مزرعة الرياح". "ستتمكن مواقع المزارع المختلفة من استخدام النموذج وضبط زوايا التوربين الخاصة بهم باستمرار وفقًا لظروف الرياح".

على الرغم من أن الباحثين لم يتمكنوا من قياس التغير في الإنتاج السنوي للطاقة بسبب فترة اختبار 10 المحددة لهذا اليوم ، فإن الخطوة التالية ، كما يقول الدبيري ، هي إجراء اختبارات ميدانية لمدة عام كامل.

يقول الدبيري: "إذا تمكنا من الوصول إلى النقطة التي يمكننا من خلالها نشر هذه الاستراتيجية على نطاق واسع لفترات طويلة من الزمن ، فيمكننا تحسين الديناميكا الهوائية وإنتاج الطاقة وحتى استخدام الأراضي لمزارع الرياح في كل مكان".

جاء دعم البحث من المؤسسة الوطنية للعلوم ، وهي منحة زمالة الدراسات العليا في جامعة ستانفورد ، ومركز تومكات للطاقة المستدامة في جامعة ستانفورد. أجرى الباحثون اختبارات ميدانية بالتعاون مع شركة TransAlta Corp.

مصدر: جامعة ستانفورد

كتب ذات صلة

السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي

بول هوكين وتوم شتاير
9780143130444في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون

تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون

هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
1610919564ومع تأثير تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة العالمية لا تقل عن الحاجة الملحة. إنه تحد مروع ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لتحقيقه موجودة اليوم. مجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، مصممة ومطبقة بشكل جيد ، يمكن أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذا يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. مقاربات مقاس واحد يناسب الجميع لن تنجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسة إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها الأثر الأكبر على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات بشكل جيد. متاح في أمازون

هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ

بواسطة نعومي كلاين
1451697392In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

enafarزكية-CNzh-TWnltlfrdehiiditjakomsfaptruesswsvthtrurvi

أحدث الفيديوهات

ما ارتفاع درجات الحرارة في خليج مين يعني لصناعة سرطان البحر في الدولة
by PBS NewsHour
يشتهر خليج ماين بالكركند ، الذي يشكل أساس صناعة حيوية لاقتصاد الدولة.
"نحن في وسائل الإعلام لم نقم بعملنا": تعهدات 250 + News بالتركيز على أزمة المناخ
by الديمقراطية الآن!
يأمل مشروع جديد رئيسي من The Nation and Columbia Journalism Review في تحسين التغطية العالمية للمناخ ...
كريس هايز: الديمقراطيون يركزون على أزمة المناخ "الأفضل من أي وقت مضى"
by MSNBC
ينضم كريس هايز إلى أري ميلبر في إدارة منتدى 2020 لأزمة المناخ في MSNBC ، قائلاً إنه "لم يسبق له مثيل ...
لماذا تعتبر الزراعة الكبرى أكبر عقبة أمام حل مشكلة تغير المناخ
by برنامج توم هارتمان
هل الزراعة الكبيرة هي أكبر عقبة أمام حل تغير المناخ؟ الزراعة المكثفة الكيميائية تفسد كوكبنا ...
نقص المياه: تأثير مهمل لأزمة المناخ
by أخبار NBC
بينما ساهم تغير المناخ في ارتفاع منسوب مياه البحر وزيادة العواصف الشديدة ، إلا أن العديد من المناطق حول العالم ...
MSNBC's Climate Forum 2020 Day 1 and 2
by روبرت جينينغز ، InnerSelf.com
يشمل ذلك التغطية الكاملة وبعض النقاط البارزة في منتدى المناخ 2020 كما قدمته MSNBC.
فضح لماذا لن تتحدث الأخبار عن تغير المناخ
by برنامج توم هارتمان
الأعاصير موجودة في الأخبار كثيرًا في الوقت الحالي ، لكن وسائل الإعلام لن تتحدث عن سبب قوة الإعصار العالمي ...
غريتا ثونبرغ وغيرهم من نشطاء المناخ الشباب يذهبون إلى اللجنة الفرعية التابعة لمجلس النواب
by PBS NewsHour
مثول المراهق السويدي غريتا ثونبرج وغيره من نشطاء البيئة الشباب أمام مجلس الشؤون الخارجية بمجلس النواب ...

أحدث المقالات

ما ارتفاع درجات الحرارة في خليج مين يعني لصناعة سرطان البحر في الدولة
by PBS NewsHour
يشتهر خليج ماين بالكركند ، الذي يشكل أساس صناعة حيوية لاقتصاد الدولة.
الأخضر مع الغضب: تواجه قيادات التغيير المناخي النساء هجمات عبر الإنترنت
الأخضر مع الغضب: تواجه قيادات التغيير المناخي النساء هجمات عبر الإنترنت
by تريسي راني وماكينزي غريغوري
تتعرض النساء القائدات اللائي يدعمن العمل المناخي للهجوم على الإنترنت على نحو منتظم.
لماذا إعلان حالة الطوارئ المناخية الوطنية لن يكون واقعيا أو فعالا
لماذا إعلان حالة الطوارئ المناخية الوطنية لن يكون واقعيا أو فعالا
by ديفيد هولمز
كما هو متوقع ، يقاوم كلا الحزبين السياسيين الرئيسيين دعوات هذا الأسبوع للتصويت على ضمير برلماني لإعلان ...
"نحن في وسائل الإعلام لم نقم بعملنا": تعهدات 250 + News بالتركيز على أزمة المناخ
by الديمقراطية الآن!
يأمل مشروع جديد رئيسي من The Nation and Columbia Journalism Review في تحسين التغطية العالمية للمناخ ...
ارتفاع ضغط المياه قد يقاوم التضرر العالمي
ارتفاع ضغط المياه قد يقاوم التضرر العالمي
by InnerSelf الموظفين
زيادة معدل نمو النباتات في جميع أنحاء العالم استجابة لارتفاع مستويات CO2 - ظاهرة معروفة باسم "العالمية ...
يجب السماح للطاقة النووية في أستراليا - لكن فقط بسعر الكربون
يجب السماح للطاقة النووية ولكن فقط مع سعر الكربون
by جون كيجين
بالنظر إلى حالة السياسة المتعلقة بالطاقة وتغير المناخ في أستراليا ، من المغري أن نستسلم لليأس.
ويني ، تكساس ، ضرب مع كارثة الفيضانات 2 سنوات بعد هارفي
by سي بي اس الاخبارية المسائية
كانت ويني ، تكساس ، واحدة من أكثر المناطق تضرراً خلال إعصار هارفي قبل عامين. الآن ، تم انتقاد المنطقة ...
كيف يمكن أن تمثل صور الموجة الحارة في وسائل الإعلام مخاطر المناخ بشكل أفضل
كيف يمكن أن تمثل صور الموجة الحارة في وسائل الإعلام مخاطر المناخ بشكل أفضل
by سافرون اونيل
مع انتهاء فصل الصيف في نصف الكرة الشمالي ، يبدو أنه من المناسب أن نفكر مليا في كيف أن وسائل الإعلام لديها ...