Енергийната ефективност на вятърните паркове може да се подобри чрез контролиране на ъгъла на въртене на всяка от турбините в масива (снимка: CC0 Public Domain)
Учени измислиха лесен начин за повишаване на енергийната ефективност на съществуващите вятърни паркове. Подходът е предложен от изследователи от Масачузетския технологичен институт и може да се приложи за всякакви съществуващи и бъдещи проекти за вятърни паркове.
Днес вятърните турбини произвеждат около 5% от електрическата енергия в света. По-голямата част от тях са част от мащабни вятърни паркове с десетки или дори стотици турбини, въздушните турбуленции от които могат да си влияят взаимно. Очевидно е, че ако се вземе предвид взаимното влияние на турбините, тогава може да се оптимизира общата работа на целия вятърен парк.
Именно тази възможност са изследвали учените от MIT заедно с техни колеги от други институти. Моделирането и тестовете показват, че почти всеки вятърен парк може да повиши своята енергийна ефективност, ако всяка отделна турбина работи като неразделна част от целия масив, а не като самостоятелен обект.
Оптимизацията позволява да се увеличи производството на всяка турбина с 1,2% независимо от силата на вятъра и с 3% при оптимална сила на вятъра (от 6 до 8 m/s). Ако се вземат предвид всички инсталирани вятърни турбини в света, получава се осезаем резултат от 31 TWh допълнителна и практически безплатна електроенергия на година или $950 милиона допълнителни приходи за операторите, еквивалентни на инсталиране на 3600 нови вятърни турбини.
Управлението на всяка турбина в интерес на целия масив ще реши и друг проблем – значително ще намали площта, разпределена за вятърни паркове. В идеалния случай вятърните генератори трябва да бъдат разположени възможно най-далеч един от друг, за да се избегне взаимното влияние на турбулентните въздушни потоци върху лопатките. Стратегията за контролиране на ъгъла на въртене на всяка турбина, дори до неблагоприятни стойности за нея, но като се вземат предвид всички вятърни турбини и целия парк, позволява плътно разполагане на вятърните генератори, което спестява място и намалява свързаните разходи.
Изследователите са тествали стратегията си върху частен вятърен парк в Индия, за да установят, че математическите изчисления напълно се оправдават. Учените са уверени, че предложеният от тях модел може да оптимизира енергийната ефективност на всеки съществуващ или бъдещ вятърен парк. Всяка ферма ще има собствена ефективност при оптимизация, която зависи от много фактори, но средно подобрението ще е 1,2-3%.