达拉斯德州大学工程师开创深海风机叶片设计
德州大学达拉斯分校(UT Dallas)机械工程副教授 Dr. Todd Griffith 及其团队获得美国能源部 330 万美元拨款,开发其浮式海上风机原型,将深海风能转化为电力。
新拨款是 2600 万美元高级研究计划署-能源(APRA-E)奖励的一部分,资助 13 个项目通过空气动力涡轮机、更轻更浮、航海技术和集成伺服控制(ATLANTIS)计划加速浮式海上风机技术。
能源部估计,美国沿海州和联邦水域及五大湖发电潜力达全国所有电厂总发电量两倍。收获该能源最大障碍之一是深水部署风机高成本,需要浮式平台。Griffith 项目旨在降低成本,克服安装和海底电缆接入现有电网挑战。
Griffith 的垂直轴风机设计不同于传统三叶水平轴风机,垂直叶片直立于部分露出海面、部分潜入海面的平台上。平台用缆索系泊海床而非直接锚定,水深至少 200 英尺。
按设计,涡轮叶片将升至海面 600-700 英尺,最高可达 900 英尺。
Griffith 2009 年在桑迪亚国家实验室(美国新墨西哥州阿尔伯克基)风能技术部任技术员工首席成员和海上技术负责人时开始研究垂直轴风机设计。2017 年加入 UT Dallas。
新拨款下,UT Dallas 团队包括博士生、博士后研究员和 Erik Jonsson 座席教授兼机械工程系主任 Dr. Mario Rotea,他将领导项目控制系统推进。通过控制协同设计过程,Rotea 将开发提取最大功率所需子系统,以最小涡轮机负荷,包括管理叶片受力和变化天气下涡轮转速。
据 Rotea 称,研究对扩大美国风能利用至关重要,特别是沿海地区。美国唯一商业海上风电项目 2016 年上线的 Block Island Wind Farm,位于罗德岛布洛克岛海岸 4 英里处。
UT Dallas 研究人员与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校及企业合作伙伴 Aquanis Inc.、VL Offshore 和 XFlow Energy 合作。
“对我而言,这是与优秀多学科工程团队做伟大研究的机会,”Griffith 说。“我们汇聚结构设计、气动、控制系统、浮式系统、经济和安装程序。这是真正系统级工程问题。我激动能领导这个不可思议团队汇聚所有技术实现 ATLANTIS 计划愿景。”
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