绿色机器:风电场像鱼一样

2019-02-04 08:20:09

作者:保罗·马克斯(Paul Marks)教育鱼的轻弹尾巴可以帮助从风电场中挤出更多的电力吗一群航空工程师似乎这么认为受到鱼类学校产生的动荡的启发,他们现在正在测试是否可以定位风力涡轮机以便它们相互帮助 - 从而提高农场的能量输出风电场涡轮机往往分为两种类型三叶水平轴风力涡轮机更为常见 - 本周世界上最大的HAWT农场在英国肯特郡海岸开放然而,一种新型的垂直轴风力涡轮机(VAWT)正在向上和向上 VAWT具有垂直轴,气流截流翼围绕该垂直轴旋转(见图)风的“升力”切向地拉动涡轮机他们的优势它们可以从各个方向收集气流,而且比标准涡轮机更便宜,因为它们的发电机和变速箱位于地面上或附近帕萨迪纳市加州理工学院的航空工程师John Dabiri说,一个缺点是单个VAWT的效率低于典型的三转子涡轮机然而,HAWT并不完美它们必须间隔很宽 - 高达转子直径的10倍 - 以避免相邻涡轮机的叶片过度减慢风速这意味着在离岸或有充足土地的地方建造它们 VAWT可以减少周围空气的流失因此,Dabiri及其同事希望了解尽可能紧密包装它们是否可以与典型风电场的整体效率相媲美当他们这样做时,灵感袭击了达比里:“在我看来,我写的方程式与我之前在一群鱼的漩涡模型中看到的相同从概念上讲,从那里开始只是连接点,“他说鱼群游泳的一个原因是它允许它们比独自游泳时旅行的时间长两到六倍 1973年,剑桥大学的Daniel Weihs(Nature,DOI:10.1038 / 241290a0)提出,学校里一条鱼的尾巴流下的漩涡使周围的水流动得更快,这样邻近的鱼就可以加快速度空气中的涡轮机能否相互帮助通过修改空气动力学的流体动力学鱼类方程,然后将它们输入流体动力学模型,他们能够计算出最佳的涡轮机位置以这种方式定位的VAWT农场可以产生相同区域的HAWT农场的10倍的能量 “我们建议即使对于大规模的公用事业发电,VAWT也可以成为更有效的解决方案,”他说现在,团队正在考虑他们的想法今年夏天,加州理工学院的团队在洛杉矶以北运营着六台垂直涡轮机涡轮机高约10米,安装在移动平台上这些平台允许团队移动涡轮机以测试最有效的风电场布局他们将他们的结果与类似土地上的HAWT农场的结果进行了比较就目前而言,Dabiri将结果保持在他的胸前 - 仅表示他们“很有希望” - 但他已经受到鼓励,足以继续推进专利申请并寻求进一步的测试 “下一步将有望成为更大规模的现场演示,”他说加拿大不列颠哥伦比亚大学的罗伯特布莱克和该作品出版的期刊编辑的客座编辑说,这项研究是“创新的”,“说明生物系统可以提供良好的工程模型”Thorsteinn Sigfusson,导演 - 雷克雅未克冰岛创新中心总干事补充道:“在像我这样的国家,风力不稳定,快速改变方向[VAWT]可能是一项重大贡献我期待听到他们的大规模测试如何进行“期刊参考:Biomimetics and Bioinspiration,DOI:10.1088 / 1748-3182 / 5/3/035005阅读以前的绿色机器专栏:为什么我们的墙应该真的有耳朵,挤压太阳能汁从水母,完善工厂的方式到电力,波浪电源线插入电网,战斗效率谬误,不燃烧植物废物,埋葬它,无插电动车的隐藏成本,空气不温暖地球,池塘浮渣动力的新推动,绿色汽车的梦想与现实更多关于这些主题: