萨拉·c·普赖尔教授在丹麦米德尔格伦登海上风电场。信用:莎拉·普赖尔。在过去的几十年里，研究人员开发了越来越先进的技术，通过使用太阳能电池和风力涡轮机将自然资源转化为电能。最近，风能行业迅速扩张，越来越多的公司和政府投资使用风力涡轮机和其他风能转换器。风力涡轮机的广泛使用最终将有助于减少温室气体的排放，为更可持续的能源系统铺平道路。然而，到目前为止，那些计划开始使用风力涡轮机的人已经获得了关于他们计划安装风力涡轮机的地点的风力条件的有限信息，这有时会降低风能实施的整体效率。
康奈尔大学的研究人员最近汇编了一组极端风速估计值，可能会为未来的风力涡轮机实施提供信息。发表在《自然能源》上的一篇论文中的这份公开的极端风速数字地图集，可以帮助那些设计风力涡轮机的人确保它们足够强大，能够支持他们将要运行的区域的风力强度。
风力涡轮机通常根据天气和风力条件等因素进行分类。告知这种分类的一个特征是工程师期望风力涡轮机在其寿命期间暴露于的最大风速。
开展这项研究的研究人员之一萨拉·c·普赖尔教授告诉TechXplore，“我们希望我们的风力涡轮机足够强大，能够承受这种最大风力，但我们不想浪费金钱过度设计它们。“例如，我们不会在打算在佛罗里达州驾驶的汽车上安装雪地轮胎。考虑到这一点，我们创建了一个新的极端风速数字地图集，以帮助开发人员选择合适的风力涡轮机类别。”
由普赖尔教授和她的同事丽贝卡·巴塞尔米教授编辑的数字地图集是基于欧洲中期天气预报中心40年的再分析数据。这些数据被用来估算最大风速，预计50年一次会影响给定位置的风力涡轮机。
“我们计算每小时的风速，然后使用称为极值估计的统计方法，”普赖尔教授解释道。“利用这些方法，我们得出了现代风力涡轮机轮毂高度预计50年一遇的最大风速。我们对覆盖整个地球的一百万个网格单元中的每一个都这样做了。”
普赖尔教授和巴塞尔米是第一个编辑极端风速估算数字地图集的人，该地图集是公开的，因此可以被全世界的风力涡轮机工程师和开发者访问。有趣的是，这些估计表明，目前风能行业在许多地方采用的安全措施过于严格或保守。
换句话说，最近这项研究的发现表明，许多开发商过度设计了风力涡轮机，或者将它们建造得比抵抗最大风速所需的强度稍强。未来，这些观察结果将为开发更具成本效益的风力技术提供信息。
“减少目前存在的安全因素可能会使风力涡轮机更加便宜，”普赖尔教授说。“这并非在所有地方都是如此，因为我们需要对热带气旋地区的极端风力进行更多研究。我们目前正在研究其他应用的极端风速，例如航空安全和其他工程应用，并且还参与了国际能源署的一项新活动，该活动的重点是提高风力涡轮机叶片的耐用性和寿命。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
