Forscher der University of Illinois entwickelten eine Methode, um Windparks gemeinsam zu bewegen, um ihre Leistung zu maximieren, eine Presseerklärung enthüllt.
Die Arbeit des Teams der University of Illinois ist nicht nur eine treffende Metapher für die Notwendigkeit einer umfassenden Zusammenarbeit im globalen Kampf gegen den Klimawandel, sondern hat auch das Potenzial, die Effizienz von Windparks erheblich zu verbessern und die Einführung erneuerbarer Energien weiter zu fördern.
Wenn der Wind durch eine Turbine strömt, verlangsamt er sich, während er seine Energie überträgt, und erzeugt effektiv einen Nachlauf, der die durchschnittliche Abwindgeschwindigkeit verringert.
Wenn jede Turbine so optimiert ist, dass sie für sich selbst die bestmöglichen Ergebnisse erzielt, kann dies ein Problem für den gesamten Windpark darstellen, da sie nicht so gesteuert wird, dass die reduzierte Abwindgeschwindigkeit berücksichtigt wird.
In einem in der veröffentlichten ArtikelJournal of Renewable and Sustainable Energy, die Forscher der University of Illinois beschreiben ihre Methode zur Steuerung von stromaufwärts gelegenen Turbinen auf eine Weise, die eine Beeinträchtigung der stromabwärts gelegenen Turbinen verhindert.
Die Forscher haben Steuerungen entwickelt, die das Windparksystem als gekoppeltes Netzwerk betrachten und es ihnen ermöglichen, erneuerbare Energie effizienter zu erzeugen.
"Wenn Sie sich einen Windpark als eine Gruppe von Turbinen vorstellen, die jeweils um den ankommenden Wind wetteifern, wenn jede Turbine gierig ist und versucht, ihre eigene Leistung zu maximieren, ist das System als Ganzes suboptimal", sagte Autor Lucas Buccafusca. "Unsere Arbeit zielt darauf ab, Steuerungen für Turbinen zu entwerfen, die kollektiv arbeiten und dadurch die Leistung verbessern."
Wake-Steering-Implementierung für leistungsfähigere Windparks
Für ihre Forschung wendete das Team der University of Illinois ein Modell der prädiktiven Steuerung MPC an, das sich ändernde Windgeschwindigkeiten analysiert und Nachlaufsteuerungstechniken anwendet.
Diese Techniken sind der Schlüssel zur Verbesserung der Gesamtleistung von Windparks, da sie den Nachlauf der stromaufwärts gelegenen Turbine von den stromabwärts gelegenen Turbinen wegführen.
Mit Hilfe von Simulationen fanden die Forscher heraus, dass sie durch den Einsatz von Algorithmen der künstlichen Intelligenz, die den nachgelagerten Effekt von Turbinen berücksichtigen, die Leistung spürbar steigern könnten.
"Wenn man die Leistungsentnahmen beobachtet, ist es überraschend, wie groß die Gewinne selbst für kleine Windturbinen-Arrays sein können, einfach durch die Implementierung von Nachlaufsteuerungstechniken", sagte Buccafusca.
Andere Innovationen bei Windkraftanlagen, die die Nutzung erneuerbarer Energien erhöhen, umfassen schwimmende Windturbinen von GE die einen flächendeckenden Ausbau von Windparks in den Ozeanen ermöglichen sollen. Ein weiterer Konzept vom Startup Alpha 311 zielt darauf ab, Windböen aus dem Verkehr auf Autobahnen zu nutzen.
Das Team der University of Illinois glaubt, dass ihre Methode eine würdige Ergänzung zu den neuesten Windparkinnovationen ist. Wenn sie auf zukünftige Steuerungsalgorithmen von Windturbinen angewendet wird, verbessert sie die Fähigkeit der Menschheit, die negativen Auswirkungen des Klimawandels umzukehren, indem sie mehr Energie als zuvor bereitstelltüber Erneuerbare möglich.