風力發(fā)電場或將很快用上由一支瑞士研究團隊打造的無人機群，解決令人頭疼的下游湍流風問題、并確定安置風力渦輪機的最有效位置。岸上和離岸風電場，有望成為未來全球混合能源產(chǎn)出的一部分。不過，即使這是一種可持續(xù)的能源，還是要對大規(guī)模部署的兆瓦級風電機組，盡可能選擇最經(jīng)濟、高效的布局。
瑞士團隊打造的這款新式裝備無人機在實地測試時的一個視角。
“尾流效應”(the wake effect)，即氣流在穿過一個渦輪時變?nèi)?、四散開來、并產(chǎn)生了渦流(類似有船駛過) —— 這種現(xiàn)象不僅導致功率輸出最多減少40%，還會耗損零部件，風電場管理者和投資者都對這一現(xiàn)象感到頭痛不已。
關鍵挑戰(zhàn)是如何將渦輪機布置在一個可用的區(qū)域內(nèi)，將這種影響最小化和產(chǎn)出更多的能源。與此同時，還得盡量降低基礎設施的成本(比如輸電線的長度)。換言之，風力發(fā)電機的間隔必須盡可能近、同時尾流影響也最小。
直到現(xiàn)在，風力發(fā)電場的管理者們都依靠于數(shù)學公式計算、風道測試、以及計算機建模，來為風力渦輪機選定位置。但是顯然，風道測試無法完全模擬實地各個時段的情況。
為實現(xiàn)最高效率，業(yè)內(nèi)急需一款實用工具，用以精確測量和模擬不同的分離渦輪機配組。
瑞士聯(lián)邦理工學院的這支跨學科團隊(包括氣體動力學、大氣流動物理、能源技術、以及材料科學的磚家們)，已經(jīng)開發(fā)出了一款配備了全套傳感器的新穎無人機，能夠精確收集復雜的地形和氣流等現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
研究人員們顯示開發(fā)出了一款機械無人機進行實地測試，它能夠詳細記錄下風電場附近和順風信息。首席研究員Ndonga Chokani博士說到：“這有助于加速仿真工具的開發(fā)，優(yōu)化風力渦輪機在岸上和海上的位置”。
當前階段的無人機有7個傳感器，其中快速響應氣動探針能夠記錄時風變量。它依賴于現(xiàn)有的測量技術(早已在傳統(tǒng)發(fā)電廠采用)，最初也是在該校發(fā)展出來的。
現(xiàn)在，研究人員們已經(jīng)證實了無人機測量概念的可行性，下一步將嘗試讓多臺檢測無人機同時進行測量。相關研究已在本周早些時候于俄勒岡州舉辦的《第69屆波特蘭APS動力學年會》上進行了討論。
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