Ученые США придумали как повысить эффективность ветряных электростанций

Гигантские ветровые турбины впечатляют и гипнотизируют своим видом. Они вдохновляют возможностью получения огромного количества экологически чистой электроэнергии, но инженеры уверены в возможности повышения их производительности.

Ветряки электростанций перестали быть экзотикой по обе стороны Атлантики, и сейчас их редко можно увидеть поодиночке: бум зеленой энергетики побудил игроков этого рынка к созданию целых «ферм» из сотен и даже тысяч ветряков. В стремлении получить как можно больше электроэнергии установки размещают под углом друг к другу для улавливания ветра во всех направлениях, и это создает неожиданную проблему: лопасти соседних ветряков разбивают воздушный поток и снижают производительность последующих установок.

Этому вопросу посвящено исследование «Устойчивость атмосферы и идеальный предел производительности ветряных ферм», опубликованном в журнале Американского физического сообщества.

«Нет смысла добавлять новые турбины на имеющийся участок земли, потому что в какой-то момент они начинают взаимно уничтожать позитивный эффект, и каждая турбина вырабатывает меньше энергии», - поясняют инженеры из Кембриджа.

Главная задача при проектировании ветрового парка состоит в том, чтобы обеспечить каждой турбине свободный доступ к высокоскоростному воздушному потоку, из которого можно получить больше электричества. Поскольку воздушный поток над ветряками намного мощнее, чем между ними, повысить производительность турбин можно посредством смешивания этих потоков.

Одним из вариантов является установка нового типа турбин, у которых лопасти вращаются не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости. Вертикальные ветрогенераторы обеспечивают более мощные завихрения потоков, особенно если лопасти соседних установок вращаются в противоположных направлениях.

Таким образом, увеличение производительности ветряных электростанций возможно не за счет увеличения числа турбин, а за счет оптимизации их числа, типа и расположения по отношению друг к другу и ландшафту.

Теперь американские ученые планируют приступить к испытаниям своих теоретических решений в реальных условиях. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Physical Review Fluids.