افزایش کارایی مزارع بادی با توربین‌های عمودی

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : چهارشنبه, 08 ارديبهشت 1400 20:38

به گزارش ایسنا به نقل از آی‌ای، باد از همه طرف ما را احاطه کرده و یک منبع انرژی تجدیدپذیر پاک، رایگان و راحتی در دسترس است که انرژی آن می‌تواند توسط توربین‌های بادی مهندسی شده ویژه جذب شده و به برق تبدیل شود.

بنابراین طراحی مزارع بادی کارآمدتر و بهبود فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر برای جایگزینی سریع‌تر با سوخت‌های فسیلی از اهمیت بالایی برخوردار است، به همین دلیل مهندسان در حال کار بر روی زوایای جدیدی از این فناوری هستند.

"یواخیم توفتگارد هانسن" نویسنده اصلی گزارش تازه منتشر شده در مورد مزارع بادی عمودی توضیح می‌دهد: مزارع بادی مدرن یکی از کارآمدترین روش‌ها برای تولید انرژی سبز هستند. با این حال آنها یک نقص عمده دارند و آن اینکه با نزدیک شدن باد به ردیف اول توربین‌ها، تلاطم در پایین دست ایجاد می‌شود و این تلاطم برای عملکرد ردیف‌های بعدی توربین‌ها مضر است.

وی افزود: به عبارت دیگر ردیف جلویی توربین‌ها تقریبا نیمی از انرژی جنبشی باد را به برق تبدیل می‌کنند، در حالی که در ردیف‌های عقب‌تر، این میزان به ۲۵ تا ۳۰ درصد کاهش می‌یابد. هر توربین بیش از دو میلیون پوند به ازای هر مگاوات هزینه در بر دارد. من به عنوان یک مهندس به طور طبیعی به ذهنم رسید که باید یک روش مقرون به صرفه‌تر و کارآمدتر وجود داشته باشد.

"هانسن" و تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور "یاکوووس تزاناکیس" از دانشکده مهندسی، محاسبات و ریاضیات(ECM) در دانشگاه "آکسفورد بروکس" بیش از ۱۱ هزار ۵۰۰ ساعت شبیه‌سازی رایانه‌ای را برای مطالعه عمیق انرژی باد استفاده کردند.

با توجه به یافته‌های آنها که سنگ بنایی برای دستیابی به انرژی سبزتر در سراسر جهان محسوب می‌شود، نیروگاه‌های بادی می‌توانند به جای قرار گرفتن توربین‌های بادی در محور افقی، در محور عمودی با کارایی بیشتری عمل کنند.

این تحقیق که در مجله بین‌المللی Renewable Energy منتشر شده است، اولین تحقیقی است که عملکرد توربین‌های بادی را با توجه به زاویه آرایه، جهت چرخش، فاصله توربین‌ها و تعداد پره‌ها بررسی می‌کند.

محققان می‌گویند، اگر توربین‌ها به صورت جفتی تنظیم شوند، عملکرد یکدیگر را تا ۱۵ درصد افزایش می‌دهند که این به معنی افزایش چشمگیر کارآیی مزارع بادی عمودی نسبت به توربین‌های سنتی در مزارع بادی بزرگ است.

پروفسور "تزاناکیس" گفت: این مطالعه نشان می‌دهد که مزارع بادی در آینده باید عمودی باشند. توربین‌های نیروگاهی بادی در محور عمودی می‌توانند بسیار نزدیک به یکدیگر طراحی شده و باعث افزایش کارایی آنها و در نهایت کاهش قیمت برق شوند. در دراز مدت نیز این توربین‌ها می‌توانند به تسریع انتقال سبز به سمت سیستم‌های انرژی کمک کنند، بنابراین انرژی تمیز و پایدارتر از منابع تجدیدپذیر تأمین می‌شود.