Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa động lực học chất lỏng của tuabin gió đa rôto thông qua các mô phỏng số có độ phân giải cao. Các mô phỏng cho thấy một lợi thế rõ ràng cho một mô hình tuabin với bốn cánh quạt. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng tuabin gió hồi phục nhanh hơn nhiều với các tuabin đa cánh quạt và các tuabin đa cánh quạt tạo ra năng lượng nhỉnh hơn một chút so với các tuabin một cánh quạt. ột tuabin có bốn cánh quạt cách xa nhau nhất có thể là công trình tối ưu.
Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa động lực học chất lỏng của tuabin gió đa cánh quạt và cách chúng tương tác trong các trang trại gió. Nghiên cứu cho thấy một lợi thế rõ ràng cho một mô hình tuabin với bốn cánh quạt.
Với đường kính 220 mét, các tuabin gió tại trang trại gió Dogger Bank tương lai ở Biển Bắc có kích thước lớn nhất thế giới. Nhưng lớn nhất chưa chắc là tốt nhất khi nói đến hiệu suất tuabin gió.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Aarhus và Đại học Durham ở Anh hiện đã mô hình hóa động lực học chất lỏng của tuabin gió đa cánh quạt thông qua các mô phỏng số có độ phân giải cao và hóa ra các tuabin gió với bốn cánh quạt trên một nền tảng có một số lợi thế.
Một tuabin gió thu năng lượng từ gió đến nhưng khi gió đi qua các cánh của tuabin sẽ có một vùng có tốc độ gió thấp hơn và nhiễu loạn cao hơn được tạo ra gọi là tuabin gió “đánh thức”. Một tuabin gió thứ hai ở hạ lưu sẽ bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn này theo nhiều cách. Vì vậy nó tạo ra ít năng lượng hơn và tải trọng kết cấu được tăng lên.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học thấy rằng nhiễu loạn và dòng chảy sau khi tuabin phục hồi nhanh hơn nhiều với các tuabin đa cánh quạt. Điều này có nghĩa là với nhiều cánh quạt, một tuabin thứ hai xuôi dòng sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn và sẽ chịu tải ít hơn bởi vì nhiễu loạn tương ứng nhỏ hơn.
Ít chi phí, không phức tạp và nhiều năng lượng hơn
Tua bin gió có nhiều hơn một rôto tạo ra ít nhiễu hơn và gió được “phục hồi” nhanh hơn, có nghĩa là sản lượng năng lượng sẽ cao hơn. Và đây là kiến thức quan trọng tại thời điểm các tuabin gió ngày càng lớn hơn và do đó cũng sẽ ngày càng tốn chi phí hơn.
Bạn luôn có thể tăng sản lượng năng lượng của mình bằng cách tăng đường kính của cánh quạt nhưng có những thách thức lớn về cấu trúc trong việc xây dựng các công trình khổng lồ này với đường kính vượt quá 150 mét. Yêu cầu vật liệu tăng lên, việc vận chuyển các cấu trúc rất cồng kềnh sẽ trở nên tốn kém hơn để duy trì các tuabin gió.
Để xây dựng một tuabin với bốn cánh quạt có giá xấp xỉ ít hơn 15% so với tuabin có một rôto, mặc dù các lưỡi dao có tổng diện tích tương đương nhau. Đồng thời, một công trình có bốn cánh quạt nhẹ hơn nhiều và do đó dễ vận chuyển hơn. Nếu một trong các cánh quạt ngừng hoạt động, phần còn lại của tuabin vẫn sẽ tạo ra năng lượng, không giống như các tuabin gió thông thường.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các tuabin đa rôto riêng lẻ thực sự tạo ra năng lượng nhỉnh hơn một chút so với các tuabin một rôto: xấp xỉ tăng thêm 2%.
“Chúng tôi đã khám phá một số dạng hình học và động lực học khác nhau của tuabin đa cánh quạt và nhận thấy rằng công trình tối ưu là một tuabin với bốn cánh quạt cách nhau càng xa càng tốt. Tua bin gió, “Trợ lý giáo sư Mahdi Abkar nói.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Aarhus . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :