Experimentul realizat de către oamenii de știință în timpul unei furtuni de zăpadă
Pe măsură ce producția de energie eoliană se extinde în întreaga lume, inginerii au identificat o problemă la morile de vânt: când o turbină eoliană se învârte, lamele sale crează perturbări în aer care pot reduce cantitatea de energie produsă.
Această turbulență, afirmă experții, poate reduce cantitatea de energie electrică produsă de o fermă eoliană cu până la 20%. Totuși, nu a fost deloc ușor pentru specialiști să analizeze problema. Aceștia s-au folosit de simulări pe calculator, însă e dificil să observi fenomenul pe o turbină mare, la scară comercială, în lumea reală, deoarece schimbările curenților de aer sunt invizibile cu ochiul liber.
Acum, cercetătorii de la Universitatea din Minnesota au găsit o soluție: pentru a vedea modul în care o turbină eoliană distribuie aerul din jur, specialiștii au analizat-o în timpul unei furtuni de zăpadă, scrie National Geographic.
Oamenii de știință au publicat, marți, concluziile studiului în revista Nature Communications, ei fiind primii care au măsurat în detaliu astfel de tulburări de aer la o scară atât de mare.
Energia eoliană este încă o sursă de energie relativ mică, reprezentând doar 2,5% din totalul producției de energie electrică din lume. Însă cifrele se află în creștere rapidă. Datele de la Consiliul Global pentru Energie Eoliană arată că producția de energie eoliană din lume a crescut cu mai mult de 60% în ultimii cinci ani și este de așteptat să se dubleze până în 2018.
Muncă la temperaturi foarte scăzute
Rezolvarea acestei turbulențe ar putea ajuta la dezvoltarea industriei eoliene, creșterea eficienței și prelungirea duratei de viață a fiecărei turbine.
Noua cercetare a fost condusă de către Jiarong Hong, profesor asistent la Universitatea din Minnesota, a cărui echipă a petrecut mult timp în așteptarea unei furtuni pe timp de noapte, ocazie pentru oamenii de știință de a lumina fulgii de zăpadă din jurul unei turbine eoliene.
„Când te uiți la fulgii de zăpadă din jurul unei lămpi stradale, acestea ilustrează viu cum mișcările de zăpadă pot fi capturate și cum pot fi utilizate pentru a urmări mișcările aerului,” spune Hong.
Uneori, echipa sa de șapte persoane a mers la stația de observare, specialiștii au instalat toate echipamentele, însă nu a avut loc nici o furtună. Alteori, aceștia au îndurat zeci de ore de muncă la temperaturi de sub zero grade, doar pentru a rezolva unele defecțiuni la echipamente. „A fost, într-adevăr, un efort eroic pentru a obține aceste date,” punctează liderul echipei.
Experimentul a avut loc în jurul orei 2:00 noaptea, în timpul unei furtuni de zăpadă din luna februarie a anului trecut, atunci când cercetătorii au poziționat un reflector în spatele unei turbine eoliene de 2,5 MW. Reflectorul a fost montat în așa fel încât să lumineze zăpada din jurul turbinei eoliene.
Un pas înainte spre îmbunătățirea eficienței turbinelor eoliene
Hong și echipa sa au avut în cele din urmă posibilitatea de a aduna date care arată cum se comportă aerul din spatele unei turbine eoliene, oferind perspective noi privind modul în care funcționează turbulențele. De exemplu, au descoperit că tulburările de aer detectate și de către alți cercetători apar mai aproape de paletele turbinei, față de ce a fost descris în studiile anterioare.
Efectuarea acestor măsurători este esențială pentru optimizarea turbinelor individuale și pentru maximizarea eficienței într-un parc eolian. Hong spune că „fluxurile nesigure” — vârtejuri de aer mici produse de lamele turbinei — pot afecta alte turbine amplasate în aval, reducând cantitatea de energie produse de acestea.
De asemenea, aerul instabil pune presiune pe o turbină, reducând durata de viață a acesteia. „Dacă înțelegem aceste fluxuri nesigure, putem atenua un astfel de impact”, a declarat Hong.
Echipa sa va merge înapoi la baza de cercetare iarna viitoare, pentru a îmbunătăți acuratețea și gama de măsurători. Șeful echipei speră ca tehnica să ajute la proiecte de cercetare mai largi.
Roxana Muntean
