2019年全球風(fēng)電激增，但可持續(xù)嗎?全球超過340,000臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生了超過591吉瓦的電力。在美國，風(fēng)力發(fā)電為3200萬戶家庭供電，并維持了500家美國工廠。更重要的是，得益于美國和中國蓬勃發(fā)展的海上和陸上項(xiàng)目，2019年風(fēng)電增長了19%。

康奈爾大學(xué)研究人員的一項(xiàng)研究使用超級(jí)計(jì)算機(jī)研究了如何在美國實(shí)現(xiàn)更大的風(fēng)能發(fā)電容量的未來

“這項(xiàng)研究是第一個(gè)詳細(xì)研究，旨在為風(fēng)能如何從目前美國電力供應(yīng)的7%擴(kuò)展到實(shí)現(xiàn)美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)概述的到2030年達(dá)到20%的目標(biāo)的情況進(jìn)行設(shè)想。 )。”該研究的合著者，康奈爾大學(xué)地球與大氣研究系教授Sara C. Pryor說。普賴爾(Pryor)和合著者在2020年2月的《自然科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表了風(fēng)力發(fā)電研究。

康奈爾大學(xué)(Cornell)的研究調(diào)查了在不使用額外土地的情況下如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)裝機(jī)容量擴(kuò)展的合理情況。他們的結(jié)果表明，美國可以將裝機(jī)容量提高一倍甚至四倍，而對整個(gè)系統(tǒng)的效率幾乎不變。而且，額外的容量對當(dāng)?shù)氐臍夂蛴绊懞苄?。這部分是通過部署下一代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

這項(xiàng)研究著眼于潛在的陷阱，即在給定區(qū)域內(nèi)添加更多的渦輪機(jī)是否會(huì)降低其發(fā)電量甚至破壞當(dāng)?shù)氐臍夂颍@種現(xiàn)象是由“風(fēng)力渦輪機(jī)尾流”引起的。就像摩托艇后面的水流一樣，風(fēng)力渦輪機(jī)會(huì)產(chǎn)生一股緩慢，斷斷續(xù)續(xù)的空氣，最終散布并恢復(fù)其動(dòng)量。

普賴爾說：“這種影響已經(jīng)受到業(yè)界廣泛的建模多年了，建模仍然是一個(gè)高度復(fù)雜的動(dòng)力。”

研究人員使用由國家大氣研究中心開發(fā)的廣泛使用的天氣研究預(yù)測(WRF)模型進(jìn)行了模擬。他們在美國東部地區(qū)應(yīng)用了該模型，而美國東部是目前全國風(fēng)能容量的一半。

普賴爾說：“然后，我們找到了在美國東部運(yùn)行的所有18,200臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)的位置以及它們的渦輪機(jī)類型。” 她補(bǔ)充說，這些位置來自2014年NREL研究發(fā)表時(shí)的數(shù)據(jù)。