Støttekonstruktioner af vindmøller bidrager til vindmølleparkens blokeringseffekt

Offshore vindkraftproduktion er blevet en stadig mere lovende kilde til vedvarende energi. Meget om de aerodynamiske effekter af større vindmølleparker, imidlertid, forbliver dårligt forstået. Nyt arbejde i denne uges Journal of Renewable and Sustainable Energy ser ud til at give mere indsigt i, hvordan de strukturer, der er nødvendige for vindmølleparker, påvirker luftstrømmen.

Forskere fra Cranfield University og University of Oxford præsenterer en teoretisk model til estimering af vindmølletårnes aerodynamiske virkninger på vindmølleparkers ydeevne. Ved hjælp af det, der kaldes en toskala koblet momentumbalancemetode, gruppen var teoretisk og beregningsmæssigt i stand til at rekonstruere forhold, som store vindmølleparker måske står over for i fremtiden, herunder dæmpningseffekten, der følger med afstandsmøller tæt på hinanden.

Et centralt element i papiret, sagde forfatteren Lun Ma, er, at denne seneste opdatering af deres model ser ud over en vindmølles rotor.

"I denne avis, vi har nyligt taget hensyn til indflydelsen fra vindmølletårne, der fungerer som understøttelsesstrukturer, som blev ignoreret i den originale toskala momentummodel, "Sagde Ma." Derfor, i det væsentlige, den nye model hjælper os med at forstå den potentielle indvirkning af vindmøllestøttestrukturer på vindmølleparkens blokeringseffekt. "

Selv ekspansive havmølleparker står over for en blokeringseffekt, hvor vinden bremser, når den nærmer sig møller, samt en vågneeffekt, hvor møllerne bremser langsomt, når den passerer dem.

Præcis at forudsige sådanne træk ved en vindmøllepark, før den bygges, imidlertid, er stadig en stor udfordring for branchen.

For at komme til dette spørgsmål, forskerne vendte sig til toskala momentummodellering, der simulerer, hvordan effektiviteten af ​​individuelle vindmøller falder, efterhånden som flere er placeret tæt sammen i en vindmøllepark, når de betragtes i et ideal, uendelig stor vindmøllepark.

"Denne effektivitetsreduktion forudsagt af den toskala momentummodel er tæt forbundet med vindmølleparkens blokeringseffekt, "Sagde Ma." Dog, den originale toskala momentummodel var en meget forenklet model og havde brug for yderligere forbedringer til praktiske anvendelser. "

Gruppen kombinerede momentumbalanceligningen med en anden tilgang, kaldet aktuator disk teori, som lader dem omfatte andre faktorer, såsom virkningen af ​​møllestøttestrukturer. Fremgangsmåden gav dem mulighed for at begynde at overveje mere praktiske scenarier, som vindmølleparker, der er en endelig størrelse.

De udførte derefter simuleringer ved hjælp af beregningsvæskedynamik for at kontrollere, at sådanne strukturer bidrager til blokeringseffekten, især gennem det træk på vinden, de producerer.

Ma sagde, at gruppen vil se for bedre at forstå, hvordan blokeringseffekten ændrer sig med vejrforholdene.