ИА «ПроВИЭ» Группа ученых из США и Канады разработала методику испытаний ветрогенераторов, которая позволяет точнее моделировать реальные атмосферные условия в лаборатории. Новый подход поможет оптимизировать управление турбинами и увеличить выработку электроэнергии как на действующих, так и на будущих ветропарках. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS Nexus.
Эффективность ветроэнергетики во многом зависит от того, насколько точно инженеры могут протестировать новые конструкции и алгоритмы управления. Однако полевые испытания затруднены из-за постоянно меняющихся погодных условий, а тесты уменьшенных моделей в обычных аэродинамических трубах не отражают физику работы полноразмерных установок – крупнейших вращающихся механизмов в мире.
Исследователи решили эту проблему, применив аэродинамическую трубу высокого давления. Повышая давление воздуха до 240 атмосфер, они смогли добиться того, чтобы 15-сантиметровая модель турбины вела себя так же, как ее полноразмерный аналог диаметром 15–35 метров. Это позволило с высокой точностью воспроизвести аэродинамические процессы.
Эксперименты показали, что выработку можно существенно увеличить, если корректировать скорость вращения лопастей в зависимости от угла отклонения турбины от направления ветра. Сейчас такой способ управления практически не применяется на ветропарках. По оценкам авторов, комплексная оптимизация работы турбин может приносить дополнительно десятки тысяч долларов дохода в год с каждой установки.
Кроме того, полученные в ходе тестов данные подтвердили точность новой компьютерной модели, разработанной в Массачусетском технологическом институте. Эта модель достаточно проста, чтобы инженеры могли использовать ее для расчетов на обычных ноутбуках.
Новый метод испытаний заполняет пробел между теоретическими расчетами и дорогостоящими натурными экспериментами. Он открывает возможность быстрее и дешевле проверять новые гипотезы и технические решения, что способно ускорить развитие всей отрасли.
