風力渦輪機

風力渦輪機

風力渦輪機 是一種採用風能做動力的渦輪機。美國麻薩諸塞州威爾布拉漢的某航空航天研究機構已經研發了一種風力渦輪機,其發電時的成本僅為常規渦輪機的一半。 風力渦輪機,該項新的設計產生的電力與傳統的風力渦輪機相當,但葉片的直徑僅為後者的一半。較小的葉片尺寸和其他因素使得新渦輪機可以比傳統的渦輪機聚集地更緊密,增加了每英畝土地的產電量。

簡介

風力渦輪機 是一種採用風能做動力的渦輪機。美國麻薩諸塞州威爾布拉漢的某航空航天研究機構已經研發了一種風力渦輪機,其發電時的成本僅為常規渦輪機的一半。

技術原理

通常情況下,當風通過渦輪機,幾乎有一半的空氣被迫停留在葉片周圍,而不是通過它們,這些風中的能量就丟失了。傳統的風力渦輪機最多只能利用59.3%的風能,這個值被稱為貝茲極限(Betzlimit)。

風力渦輪機,借鑑噴氣發動機技術的設計克服了存在於傳統風力渦輪機的一個基本缺陷。風力渦輪機的葉片周圍罩上遮蔽物,引導空氣通過葉片並使其加速,這增加了電力產量 。

風力渦輪機就像噴氣發動機的進氣口。當空氣進入時,首先會遇到一套固定的葉片,被稱為定子,它能把空氣引導進一套可轉動的葉片——轉子。空氣推動轉子並出現在另一邊,此時空氣流動的速度比在渦輪機外流動的速度更慢。遮蔽物做成合適的形狀,以便其引導在外面相對流動較快的空氣進入轉子後面的區域。快速流動的空氣加速緩慢移動的空氣,使渦輪機葉片後的區域變成低氣壓,以吸納更多的空氣通過它們。

主要特點

遮蔽風力渦輪機葉片的主意並不是新的,早期的設計都太大以至於無法付諸實踐,或者性能不好,部分原因是因為葉片必須排列地非常緊密來對準風向在30或40之間。新的葉片更小,在工作時偏離風向的角度能夠達到150~200。

社會評價

麻省理工學院機械工程學的科學家表示,這樣的設計可能會增加一倍或兩倍的渦輪機功率輸出,這是可信的。增長功率中的一部分只不過來自於用遮蔽物引導空氣進入渦輪機 。

但是斯科拉夫奧諾斯指出,這也有助於利用渦輪機周圍的風來加速空氣流動,因為風力渦輪機產生的電力與風力速度的三次方成正比。關鍵問題是,新的渦輪機是否可以維持足夠低的成本來建造。

發展狀況

該航空航天研究機構已經建造了風道測試的小型樣機。下一步是要建造一個直徑為12英尺(約3.66米)、10千瓦的系統用於現場測試。緊接著是商業化的風力渦輪機。最終公司計畫製造能達到1兆瓦的大型渦輪機。

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