能量成本=風(fēng)機成本/AEP
這個公式大家都很熟悉,分母就是風(fēng)電場的發(fā)電量。發(fā)電量的提升主要依靠風(fēng)場的整體優(yōu)化。如果能提高10%,再提升15%,甚至再提升到超乎想象的程度,那么風(fēng)電場的開發(fā)商應(yīng)該會非常開心。
為什么要進行風(fēng)場的整體優(yōu)化?因為經(jīng)過風(fēng)機的擾動,風(fēng)的流場已經(jīng)不像自然流那樣干凈、純粹,會產(chǎn)生眾多尾流,一方面這些尾流具有的能量在急劇下降,另一方面也會對設(shè)備的使用會產(chǎn)生很大的影響。每一臺風(fēng)機可以改變后面的尾流軌跡,這樣一個尾流軌跡的改變將會顯著影響到它的配合的隊友的性能。基于這一點,就需要讓整個風(fēng)電場的每一臺風(fēng)機都能夠相互配合起來,使得自己在發(fā)電量增加的同時,或者在發(fā)電量最優(yōu)的同時,能夠不影響或者盡可能少影響其它風(fēng)機。
案例
在美國Pattern能源的項目中,研究人員通過一臺風(fēng)機在啟動尾流控制和不啟動尾流控制后的表現(xiàn)來展示尾流控制的重要性。
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圖中幾個點展現(xiàn)的發(fā)電量是49號風(fēng)機的發(fā)電量,49號風(fēng)機屬于第二排,處于可能受到最前面的風(fēng)機影響的位置,當(dāng)沒有啟動尾流控制的時候,這臺風(fēng)機的發(fā)電量低于前排所有風(fēng)機平均的發(fā)電量。而啟動尾流控制之后,幾乎任何一個時刻,49號風(fēng)機都高于它前排所有風(fēng)機的平均發(fā)電量。
只有看清楚風(fēng)流的軌跡之后,才能夠真正意義上發(fā)出整個風(fēng)電場的協(xié)同控制命令,讓每一臺風(fēng)機在發(fā)自身電力的同時,控制好自己的發(fā)電量,也控制好產(chǎn)生的尾流軌跡。因為這兩點都做到了,Pattern能源至少可以提升15%以上的發(fā)電量。
看清楚風(fēng)的軌跡,對于我們的度電成本是一個非線性變化過程中拐點的所在。當(dāng)我們看清楚風(fēng)的那一刻,當(dāng)我們能用數(shù)學(xué)模型在飛機控制器里準(zhǔn)確描述風(fēng)輪前面風(fēng)場變化的時候,實際上我們距離風(fēng)機非線性拐點就很接近。
------遠(yuǎn)景能源陸上風(fēng)機產(chǎn)品線負(fù)責(zé)人王曉宇
風(fēng)機技術(shù)其實是由航空專家發(fā)展出來的?
你沒看錯,風(fēng)機設(shè)計的理論和技術(shù)全部是航空系的教授和航空界的工程師們發(fā)展的。在80年代,第一臺大的風(fēng)機就是波音工程師跟NASA的工程師聯(lián)合研發(fā)的。遠(yuǎn)景休斯頓創(chuàng)新中心的葉片翼型專家孫毓平先生也曾是波音公司的翼型專家。孫博士告訴我們,風(fēng)機技術(shù)的發(fā)展如果遇到什么問題可以找航空航天技術(shù)來幫幫忙。