高科技助力風能效率提高

　　風能是人們(men) 所看好的、發展前景相當可觀的可再生能源。然而，風能也麵臨(lin) 著利用率或效率方麵的問題，導致此問題的因素在於(yu) 風能自身存在的易變性。在風速穩定的情況下，風力發電機的空氣動力性能表現極佳。然而，在遇到陣風、湍流和風剪流時，風力發電機葉片的效率則會(hui) 出現降低情況。對此，科學家在不斷努力，幫助大型風力發電機組在不同風力條件下提高風能的利用率。

　　智能控製係統可大大提高風能利用率

　　美國雪城大學L.C.史密斯工程和計算機學院部分研究人員正在進行這方麵的研究工作。目前，他們(men) 正在測試自己開發的主動式風流動智能控製係統。該係統的基本出發點是根據表麵測量而估算流過葉片表麵風的狀況，然後將此信息傳(chuan) 遞給智能控製器，以便對葉片采取實時調整控製氣流和提高風力發電機係統的整體(ti) 效率。此舉(ju) 還有可能降低因流動分離而產(chan) 生的過度噪音和葉片振動。  

　　參與(yu) 研究的人員包括王冠南（英譯）、巴斯曼·哈迪迪和馬克·格勞澤爾，他們(men) 完成的初期仿真結果顯示，對葉片1/2半徑以外的外側(ce) 板施以氣流控製，能在風力發電機額定功率輸出相同的情況下，顯著地增大風力發電機整體(ti) 工作範圍；或者說，在相同的工作範圍，可適當地提高風力發電機的額定輸出功率。  

　　研究人員認為(wei) ，在采用氣流控製後，風力發電機的工作範圍可以有效地提高80%，額定功率輸出不變；或者將額定輸出功率增加20%，工作範圍保持不變。他們(men) 表示，最佳的氣流控製部位為(wei) 葉片外側(ce) 板超出半徑一半的位置。  

　　借助雪城大學新落成的無回聲風洞設施，研究人員同時還在分析和了解特定的葉片形狀，以決(jue) 定在氣流極其不穩定的環境下，不同形狀的葉片在受到適當氣流控製時，其所具有的升力和阻力特性。此外，研究人員還將利用無回聲風洞來評估和測量氣流控製對風力發電機噪聲頻譜的影響。  

　　美國能源部支持的明尼蘇達大學風能聯盟專(zhuan) 門從(cong) 事與(yu) 風能相關(guan) 的研究，雪城大學的主動風流動智能控製係統研究屬於(yu) 聯盟整體(ti) 工作的組成部分。身為(wei) 機械和航空工程教授的格勞澤爾表示，很高興(xing) 能參與(yu) 明尼蘇達大學牽頭的具有世界水平的風能研究聯盟，這是將在氣流智能控製係統方麵的專(zhuan) 業(ye) 知識用於(yu) 可再生能源領域的極好機會(hui) 。

　　排骨狀V形槽能將效率提高3%

　　在雪城大學研究人員研究風力發電機氣流智能控製係統的同時，明尼蘇達大學的科研人員則在研究影響風能效率的另外一個(ge) 問題，那就是風阻。他們(men) 在風力發電機葉片上開鑿許多細小的凹槽了解是否能夠減少風阻。凹槽分布在葉片表麵外層上，槽身十分淺（隻有40至225微米），人眼根本看不出來。通過對發電能力為(wei) 2.5兆瓦的風力發電機葉片表麵進行風洞試驗以及計算機模擬，研究人員研究了不同凹槽形狀和凹槽走向的效果。研究人員羅格·阿恩德等人相信，排骨狀V形槽將能夠將風力發電機的效率提高3%。

　　在不久前舉(ju) 行的美國物理學會(hui) 流體(ti) 力學分部會(hui) 議上，雪城大學和明尼蘇達大學的研究人員分別介紹了他們(men) 的研究情況。