如何提高回轉式風機的效率呢?在美國加州流體動力學會議上,科學家們提出了改進風力渦輪機,提高風機發電效率的兩種新方法。
*一種方法專門對付風能利用效率提高面臨的*大問題:風向、風強度的多變性。根據目前回轉式風機的普遍設計,一般只有在風向穩定的情況下,風機的性能才能發揮至**。而當風機遇上紊流、陣風、亂流等不穩定氣流時,風機不但不能發揮**性能,葉片還有可能受到損壞。
而一項新的氣流控制技術或許可以在很短時間內提高大型回轉式風機在不同天氣條件下的工作效率。在美國能源部的支持下,來自美國雪城大學的研究人員正在測試是于智能系統的劇烈氣流控制方法。利用這一新手段,工作人員首先獲取流經回轉式風機葉片的氣流信息,隨后將之反饋給智能控制器,對葉片角度實施實時調整,從而提高風機的整體效率。此外,這樣做還能減少風機制造的噪音,以及由氣流引起的風機震動。
初步的模擬結果顯示,在對回轉式風機葉片進行氣流控制后,在額定輸出不變的情況下,風機的工作范圍(包括天氣、地理等因素)會大大增加;而在工作范圍一定的情況下,風機的顏定輸出側會倍增。
除開天氣因素外,風機遇到的另一大問題便是空氣阻力,禍輪機轉動時無一例外地必須克服空氣阻力。這便是*二種方法的研究課題。美國明尼蘇達大學的科學家正研究如何減少空氣阻力,而他們想到的方法是在葉片上挖出一些三角狀小槽。小槽的深度*淺,僅為40至225微米,人眼無法察覺,因此不會對葉片造成任何視覺上的沖擊。目前,研究人員正在測試不同的幾何形狀,以及不同角度(相對風向而言)的小槽對風機效率的不同影響,以求找到**形狀、**角度的設計。其實,同樣的原理早已被空客公司應用于其客機上。在將機置上刻上小槽后,空客公司經研究發現,飛機遇到的空氣阻力減小了%,節省了不少燃油。
雖然風機上的小槽設計與機翼類似,但由于二者設計上的不同(如回轉式風機葉片與支柱連接的橫截面更厚、渦輪機必須應對接近地面的特殊渦流等),風機,空氣阻力降低效果與機翼有所不同。但明尼蘇達大學的研究人員相信,這樣的設計也能使渦輪機的效率增加3%左右。
