Chiến lược "Wake steering" giúp thúc đẩy sản xuất năng lượng tại các nhà máy điện gió tại Mỹ

"Wake steering" là một chiến lược được áp dụng tại các nhà máy điện gió liên quan đến việc điều chỉnh sai các tuabin ở thượng nguồn với hướng gió để làm lệch hướng "đánh thức" khỏi các tuabin ở hạ nguồn, do đó làm tăng sản lượng thực của điện gió tại một nhà máy.

Trong Tạp chí Năng lượng Tái tạo và Bền vững, của Nhà xuất bản AIP, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (NREL) đã minh họa cách thức chỉ đạo có thể giúp tăng sản lượng năng lượng để lấy mẫu lớn các nhà máy điện gió thương mại trên đất liền của Hoa Kỳ.

Ảnh minh họa. Nguồn: Internet

Trong khi một số nhà máy cho thấy ít tiềm năng hơn đối với hệ thống l"Wake steering" do điều kiện khí tượng bất lợi hoặc cách bố trí tuabin, một số nhà máy điện gió trở thành những ứng viên lý tưởng để có thể được hưởng lợi rất nhiều từ việc điều khiển chế độ lái thức.

Nhìn chung, mức tăng sản lượng trung bình hàng năm được dự đoán là 0,8% đã được tìm thấy đối với nhóm các nhà máy điện gió được nằm trong diện kiểm tra. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đối với các nhà máy điện gió sử dụng hệ thống này, các tuabin gió có thể được đặt gần nhau hơn, làm tăng gần 70% lượng điện năng được sản xuất trong một khu vực nhất định trong khi vẫn giữ nguyên chi phí sản xuất năng lượng.

Tác giả David Bensason cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy rằng vẫn có một lượng lớn sự thay đổi trong khả năng cải thiện năng lượng từ hệ thống "Wke steeing", ngay cả sau khi đã tính đến tổn thất khi "đánh thức" của các nhà máy điện gió khác nhau.

Cũng giống như những chiếc ô có thể tạo bóng, các tuabin gió tạo ra một vùng có luồng không khí chậm hơn, lưu chuyển nhiều hơn ở hạ lưu cánh quạt của chúng, được gọi là "vùng thức dậy". Khi các vùng này chảy vào tuabin khác, chúng sẽ làm giảm công suất sản xuất điện của nó.

Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên sử dụng mô hình thức Gauss-Curl-Hybrid mà NREL đã phát triển. Mô hình này dự đoán hành vi "đánh thức" trong nhà máy điện gió chính xác hơn so với các mô hình trước đó và ghi lại các hiệu ứng nổi bật hơn ở các nhà máy quy mô lớn. Các nhà nghiên cứu cũng kết hợp một số cơ sở dữ liệu và công cụ có sẵn công khai để cùng nhau thực hiện việc điều tra về tiềm năng đánh thức của một mẫu lớn các nhà máy điện gió ở Hoa Kỳ.

"Chúng tôi hy vọng rằng nghiên cứu này, làm nổi bật tiềm năng của hệ thống "Wake steering" cho một số lượng lớn các nhà máy điện gió thương mại hiện có ở Hoa Kỳ, thúc đẩy các chủ sở hữu nhà máy điện gió triển khai hệ thống "wake steering" để tăng sản xuất năng lượng và góp phần làm cho năng lượng gió trở thành nguồn năng lượng sạch, với chi phí hợp lý được triển khai rộng rãi" - Đồng tác giả Eric Simley cho biết.

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210518114759.htm

Hà Trần biên dịch (Theo ScienceDaily)