斯坦福大學近日公布了一項研究成果，可以顯著提高風場發電量，尤其對于低風速地區的風場，發電量增長甚至接近50％！

尾流效應

尾流效應是指風力發電機從風中獲取能量的同時在其下游形成風速下降的尾流區。若下游有風機位于尾流區內，下游風機的輸入風速就低于上游風機的輸入風速。尾流效應造成風電場內風速分布不均，影響風電場內每臺風機的運行狀況，進一步影響風電場運行工況及輸出；且受風電場拓撲、風輪直徑、推力系數、風速和風向等因素影響。

尾流效應“終結者”，發電量暴漲

這項名為“尾流轉向”的研究，通過在整個風電場中根據主風向逐行偏轉風機，來改善這一問題。


在加拿大阿爾伯塔省的TransAlta Renewables風電場進行的測試顯示，在使用“尾流轉向”策略后，風場平均發電量提升了7%~13%，而在風速較低時，風場發電量提升了增加了47％！并且，還減少了因風速變化而造成的發電量大幅波動。

項目研究者，來自斯坦福大學土木、環境和機械工程教授John Dabri表示：“為了實現可再生能源發電的全球目標，我們需要找到從現有風電場獲得更多能源的方法。一直以來，風電場研究的重點一直是風電場中單臺風機的性能，但實際上應該考慮整個風場，而不僅僅是其各個部分的總和。”

在使用“尾流轉向”的策略后，前排風機的發電量會降低，但由于尾流效應的減小，后排風機的發電量顯著增加。

“尾流轉向”也有助于風場的電力輸出更平穩，特別是在低風速地區運行的風場。大量的風機在原本輸入極低的風速條件下，局部位置的風機發電量提高了72%。

優點不止一個

其實，“尾流轉向”并非全新的研究，此前也有許多專家和學者認識到了它在風力發電領域的潛力，但直到最近才通過測試驗證了這一理論。

有些運營商擔心，所有風機轉向，長期來說是否會影響風機結構的穩定性，而測試結果卻恰恰相反，“尾流轉向”不僅不會損害風機結構，反而會減少機械疲勞。


目前，測試在繼續進行，以收集更多的數據進行下一步研究。一旦確認“尾流轉向”策略的有效性，這將不僅僅是運行策略，而是會應用到風場的設計階段，按照運行時使用“尾流轉向”策略來考慮尾流效應，這樣排布風機密度更大，從而提高風場土地利用率和發電量。