机械工程师帮助推动巨型风力涡轮机的发展

当 Dr. 托德•格里菲思 看到棕榈树在风中摇曳，他不认为是时候喝一杯piña椰林酒放松一下了. 副教授 机械工程 在达拉斯的德克萨斯大学，他考虑的是效率.

“我在想，当强风袭来时，它的效率有多高. The fronds are flexible; they fold up in hurricane-force winds for protection. 当它们展开时，它们很好. 我想知道我是否可以把它用在风力涡轮机上。.

在加入学院之前 埃里克·琼森工程与计算机科学学院 去年, Griffith是桑迪亚国家实验室风能技术部门的主要技术人员和海上风能技术负责人. 他一直是一个多机构合作的重要成员, 由弗吉尼亚大学领导, 设计并建造一座50兆瓦的海上风力涡轮机，其功率大约是苏格兰海岸有史以来最大风力涡轮机的六倍.

由美国政府拨款资助.S. 能源部的 能源高级Research计划局 程序, 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Research人员也参与了这项合作, 科罗拉多大学博尔德分校, 科罗拉多矿业学院和 国家可再生能源实验室 (NREL).

自从来到达拉斯德州大学, 格里菲斯继续在这个项目中发挥作用, 致力于200米以上叶片的设计, 比两个足球场还长. 典型的叶片只有它的四分之一大小.

“伟德BETVLCTOR 1946-betvlctor伟德 -(澳门) 有限公司正在设计世界上最大的风力涡轮机，”格里菲斯说. “除了德克萨斯，你还会在哪里做呢?? 德州的一切都更大.”

大型涡轮机标志着传统风力涡轮机设计的大转变. 标准的风力涡轮机是一个三叶片的机器，其叶片面向来风. 叶片为新概念, 被称为分段超轻变形转子(SUMR)风力涡轮机, 面朝下风.

“如果你在海上建造风力涡轮机, 无论是在大西洋还是墨西哥湾, 你会遇到飓风事件,他说. 风速可以达到每小时200多英里. 这就是为什么伟德BETVLCTOR 1946-betvlctor伟德 -(澳门) 有限公司设计了涡轮机，让它能像棕榈树一样安然度过飓风. 它们会弯曲，但不会折断.

“当风速非常高时，涡轮机将停止运行. 叶片通过耳轴铰链调整以减少悬臂力，耳轴铰链可以响应风速的变化. 轮毂附近的铰链可以让叶片在飓风强度的大风中完全折叠和坍塌. 每个叶片将分为四到五个部分，并在项目现场组装. 这是细分方面. 项目经理不需要考虑如何运输两个足球场那么长的叶片.”

测试棕榈树启发的技术

10月, Research小组在位于戈尔登的NREL国家风能技术中心的一座12层楼高的涡轮机塔上测试了两个较小的叶片原型, 科罗拉多州.

“SUMR-Demonstrator的叶片被设计成模拟全尺寸的13.未来的2兆瓦海上风力涡轮机的叶片长度为105米. “它们大约有70英尺长，如果是水平的，相当于一栋七层楼的大小. 伟德BETVLCTOR 1946-betvlctor伟德 -(澳门) 有限公司可以将某些特征降低到五分之一, 伟德BETVLCTOR 1946-betvlctor伟德 -(澳门) 有限公司可以在哪里进行成本效益高的测试.”

在科罗拉多州测试后, 格里菲斯说，他们计划在达拉斯德州大学的新亚音速飞机上对原型机进行评估 风洞在美国，风速可以达到每小时115英里 工程与计算机科学西楼.

感动沿海地区人民

因为这个国家的大部分人口生活在沿海地区, 格里菲斯说，这些巨型涡轮机可以安装在离海岸大约10到20英里的地方. 他说，那些住得离发电厂近的人往往电费更便宜.

“如果你想从可再生能源中获得成本效益高的电力, 在美国大部分地区，海上风电可能是你的最佳选择.S. 沿海国家，”他说. “例如, 太阳能需要大量的土地, 这在人口稠密的地区，如该国东北部，是一个挑战.”

Research小组的目标是到2025年将海上风能的生产成本降低50%. 减少开支将通过使用更便宜的材料和叶片的尺寸来实现.

“用于制造风力涡轮机叶片的材料与造船中使用的材料相似,格里菲斯说. “玻璃纤维、碳纤维和轻木是最常用的材料. 挑战在于，在制造越来越大的叶片时，如何降低成本. 

“从风力涡轮机捕获的能量取决于风速, 在涡轮机中心的轮毂的大小和叶片的长度. 叶片越长，从风中提取的能量就越多.”