德国科学家发现高密度安装风电涡轮机会降低风能转化效率

发布时间:2022年06月18日

       截至 2014 年底, 德国安装的风力涡轮机装机容量总计 38 兆瓦。
       德国联邦环保局希望达到1200兆瓦的额定功率,

供应德国14%的地区。这相当于每平方米装机容量23瓦发电6.7瓦。但事实证明, 这个估计过于乐观了。德国和美国马克斯普朗克生物地球化学研究所最近的一项合作研究发现, 虽然美国堪萨斯州风能资源丰富, 装机容量接近德国的一半, 但目前的装机容量约为每平方 2.7 瓦电表只能产生 0.013 瓦的电力。据测算, 该区域最多只能获得1.1瓦/平方米的风电转化率。研究人员认为, 理论上的输出效率应该是目前的50倍。原因是风力涡轮机降低了风能, 转换效率不随装机容量增加。这种现象非常普遍, 在高密度的大型风电场中更为突出, 区域间差异不大。马克斯普朗克生物地球化学研究所的项目负责人解释了限制风能转化为电能的原理:当大气将风驱动到涡轮机表面时,

它传输的能量非常少。涡轮机带走的能量越多, 风速就越慢。
       如果不超过风电场的装机容量, 则可以补充从周围环境中获取的能量。装机容量越高, 风电场的整体效率越低。因此, 大型风电场的涡轮机产生的能量明显低于通常单独安装的风力涡轮机。这种缓解效应显着限制了德国和其他地方的风能利用潜力。影响的实际程度还取决于位置风资源状况。
       研究人员目前正在调查德国的风能潜力。但近7瓦/平方米的风电转换效率几乎是不可能的。
       因此, 目前风力发电量明显低于太阳能发电量。
       后者可以实现高达每平方米 20 瓦的效率。同时, 太阳能装置没有缓解作用。

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