为什么风力涡轮机如此分散,而不是紧挨着彼此?

时间:2020-12-08 09:26:53   作者:
当风经过风力涡轮机叶片转子时,它会产生一个涡流和湍流场,这些涡流和湍流以较低的风速从风的上游速度移动。这种效应在4-5个叶片转子直径范围内明显消散,但在9-10个叶片转子直径范围内却没有完全消散。

所以在大型风电场中,经验法则是最小的4个转子直径偏移垂直于盛行风,最小的10个转子直径偏移于盛行风。

例如:一个地点每年有80%的时间经历东南至西南的盛行风。农场可以在东西轴线上布置紧凑的偏移,在南北轴线上布置长偏移。

在风洞中对紧密包装的涡轮转子原型进行的实验表明,下游转子会损失20%到40%的动力,以及高水平的机械振动,这些都会对结构完整性和部件寿命产生负面影响。

最全的解释:
 
  • 对于一个大型风力发电场,土地成本通常是租赁成本,而这些租赁支付给特定风力发电机半径内的土地所有者(包括邻居)。州、县和乡镇通常有不同的法律关于挫折和密度。通用电气(GE)和西门子(Siemens)等制造商的挫折要求往往比地方政府更为严格。这些建筑物比自由女神像还要高。所以对于一个110米高的涡轮机,你可能有220米的挫折,从道路和440米最小的挫折,从其他结构,包括涡轮机。这意味着你将幸运地得到2-3个大型涡轮机进入一个美国部分(1平方英里)。在像印第安纳州这样的州,每一英里都被县道网格划分,这对农场布局有很大影响。
  • 接近是有价值的,只是不是非常接近。在公用事业级别的风电场中,你通常希望每两个或三个涡轮机连接到同一个变压器,以降低集热器系统的成本和减少集热器系统的线损。
  • 在起伏不平的农田中,开发商签下了大量农民的租约,试图在当地支持下获得项目许可,试图规划结构和道路上的挫折,以及为实现最大性能布局和建模的具体涡轮机的微观选址,这些都变得相当复杂。例如:在蜿蜒10英里的冰碛之上放置一排涡轮机,可以增加15英尺的农业产量,增加10%。
  • 对于一个大型风电场来说,涡轮机和叶片可能占总成本的30-40%,其余的则是塔、基础、收集系统、变电站、SCADA、运输成本、许可成本等。因此,最大限度地提高经济效益往往更多地是为了平衡电厂的考虑,而不是尽量减小间距。
  • 风力建模和农场布局软件在过去的二十年里已经变得非常先进,可以与建筑和生产估算集成在一起。
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