해양 전력은 심해에서 농사를 짓기 위해 전통적인 풍차를 넘어서야 합니다

: By Maurizio Collu, Cranfield University 및 Michael Borg, Technical University of Denmark

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근해 힘은 심해를 농장하기 위하여 전통적인 풍차 저쪽에 봐야한다

s의 풍력 발전 회사가 더 깊은 바다 속으로 뛰어든다면 전통적인 풍차 스타일의 터빈이 가장 적합한 해결책이 아닐 수도 있습니다. 대안을 찾아야 할 때입니다.

풍력 터빈은 전통적으로 수평 축을 중심으로 회전 블레이드가 있고, 이것은 현대 풍력 발전소의 표준 남아있다. 기존의 수평 축 풍력 터빈 (수 평형 풍력 터빈은) 토지 및 해양 얕은 바다에서 모두 풍력 에너지 시장을 지배했다.

그러나 가장 좋은 풍력 발전 단지는 종종 바람 장애, 운송 차선, nimbys 및 마이 그 레이션 조류에서 멀리 깊은 바다에서 발견된다. 해저에 단단히 고정 된지지 구조는 50m 너머에서 경제적으로 실행 가능하지 않을 수 있으므로 엔지니어는 대신 유동 기반으로 전환합니다.

이것은 풍력으로부터 전기를 발생시키는 매우 다른 조건이며, 이는 대안적인 풍력 터빈 구성에 대한 관심을 다시 불러 일으켰다. 우리가보고 할 때 왕립 학회의 철학적 거래 수직 회전축을 채택하는 것이 그러한 대안 중 하나이다. 항상 바람에 직면하는이 터빈은 수직축 풍력 터빈 (VAWT)으로 알려져 있습니다.

안정된 구조

전통적인 수평축 터빈 맨 무거운, 블레이드 반드시 타워의 상단에 고정 된 전력을 생성하는 장비이다. 대형 해상 터빈에서이 부분은 수백 톤의 무게와 해발 100m 주위.

수직축 터빈에서 발전 시스템은 타워 바닥에서 훨씬 낮은 높이에있을 수 있습니다. 이것은 VAWT가 훨씬 낮은 무게 중심을 갖는 경향이 있음을 의미합니다.

부양 지원에서이 이점은 확대됩니다. 카누에 서있을 때 얼마나 안정적인지 생각하십시오.

발전기를 낮추면 유지 보수 또는 교체가 훨씬 쉬워지고 쉽게 처리 할 수 있습니다. 예를 들어 VAWT를 사용하는 근로자는 끊임없이 움직이는 100m 타워를 오르기보다는 기계에 접근하기 위해 짧은 거리 만 올라야합니다.

크기 사항

일반적으로, 더 큰 풍력 터빈은 싼 전기를 생산하고 있습니다. 이 50m 블레이드는 이제 일상적인 곳, 특히 해양, 지금 더 크고 더 강력한 점점 터빈을 주도하고 일부는 심지어입니다 훨씬 더 큰.

그러나 그러한 지평선 회전 거인들은 곧 한계에이를 것입니다. 블레이드의 축이 고려되면,이 블레이드가 수평 일 때 중력은 수직이며, 블레이드가 수직 (상향) 일 때 중력은 축과 평행하고 블레이드의 루트를 향하게됩니다. 마지막으로 블레이드가 다시 수직 (하향) 일 때, 중력은 블레이드 축과 평행하지만 팁을 향하게됩니다. 약간 연구 이 진동 중력 하중 수평축 터빈의 크기를 제한한다 항.

수직축 터빈은 회전 할 때 항상 같은 방향으로 일정한 중력을 경험하기 때문에이 문제를 해결합니다. 한쪽 끝에 80m 금속 블레이드를 고정시키는 스트레스가 없으면 VAWT는 잠재적으로 훨씬 커질 수 있습니다.

리써치 또한 보여준다 수직 터빈은 바람 농장에서 서로 가깝게 배치 될 수있다. 따라서 특정 영역에 대한 자세한 VAWTs 설치 될 수 있고, 더 많은 전력이 평형 풍력 터빈은 따라서 전기 비용을 절감 사용 된 경우보다 발생.

축 혁명

그래서 지금 명백한 의문이 생깁니다 : 왜 VAWT가 그렇게 유리한지 아직 사용되지 않았습니까? 주된 이유는 그것이 여전히 새로운 기술이라는 것입니다. 연구자들이 수십 년 동안 수직축을 살펴 보았지만, 재료 및 베어링 시스템의 한계로 인해 기술이 뒤쳐졌습니다. 투자자들은 여전히 알려진 기술을 안전한 배팅으로보고 있으며 심해의 바람을 볼 때조차도 부동 플랫폼에서 수평축 터빈을 지원하는 경향이 있습니다.

그러나 정부와 진보적 인 회사 모두 지금은 깊은 바다 해상 풍력에 대한 VAWTs의 잠재력에 투자하고있다. 그만큼 노바 프로젝트영국 정부가 자금을 조달 한 수직 형 축산업은 상업적으로 실행 가능했다. 샌디 아 국립 연구소, 미국 에너지 부서의 지원을 받아 여러 EU 지원 프로젝트 또한이 기술을 지원했습니다.

영국의 VertAx Wind 나 노르웨이의 Gwind와 같은 산업체들도 다른 개념의 개발을 통해 이의를 제기하고 있습니다. 프랑스 회사 인 Nenuphar는 VAWT 설계를 추진하고 있으며, 첫 번째 부유 식 풍력 발전 단지를 설치하기위한 계획 (이 기사 상단에 그림이 있음) 마르세이유에서 벗어난 곳.

에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 우리는 모든 가능한 해결책을 모색해야합니다. 심해에 위치한 수직축 풍력 터빈은 이러한 솔루션 중 하나 일 가능성이 큽니다.

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저자 정보

콜루 마우리 지오 마우리 치오 Collu는 크랜 필드 대학의 강사, 해양 신 재생 에너지 센터입니다. 박사 Collu 고급 기계 공학 석사의 과정 디렉터 및 유체 역학 및로드, CEng, MRINA 및 MEI의 강사입니다. 그는 신흥 부유 풍력 터빈 산업에 대한 해외 지원 구조의 개념 및 예비 설계에 특히 참여하고있다.