Bản đồ kỹ thuật gió đầu tiên trên thế giới - Cẩm nang xây dựng tuabin gió tiết kiệm chi phí

 Giáo sư Sara C. Pryor tại trang trại gió Middlegrunden Offshore ở Đan Mạch. Ảnh nhân vật cung cấp.

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, việc sử dụng rộng rãi các tuabin gió có thể giúp giảm phát thải khí nhà kính, mở đường cho các hệ thống năng lượng phát triển bền vững hơn. 

Tuy nhiên, cho đến nay, những nhà đầu tư chỉ có thể tiếp cận một lượng thông tin hạn chế về điều kiện gió ở những vị trí họ định triển khai lắp đặt hệ thống, điều này gây khó khăn và đôi khi làm giảm hiệu quả tổng thể của việc triển khai năng dự án năng lượng gió.

Mới đây, nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã biên soạn tập bản đồ kỹ thuật số ước tính tốc độ gió cực đại nhằm cung cấp thông tin cho các nhà đầu tư trong việc triển khai tuabin gió trong tương lai. 

Tập bản đồ kỹ thuật số về tốc độ gió cực đại được công bố trên tạp chí khoa học Nature Energy, có thể hỗ trợ những người thiết kế tuabin gió có đủ thông tin cần thiết về tốc độ của gió ở các vùng mà họ sẽ triển khai dự án.

Tua bin gió thường được phân loại dựa trên các yếu tố bao gồm thời tiết và điều kiện gió tại nơi chúng được lắp đặt. Một trong những đặc điểm quan trọng mà các kỹ sư muốn biết chính là tốc độ gió tối đa mà các tuabin gió tiếp xúc trong suốt thời gian hoạt động của chúng.

Trao đổi với TechXplore, Giáo sư Sara C. Pryor, một trong những nhà thực hiện nghiên cứu cho biết "Chúng tôi muốn các tuabin gió có đủ khả năng để chịu được sức gió tối đa, nhưng cũng cần tính toán chi phí hợp lý để tránh thiết kế tuabin gió quá mức cần thiết". 

Tập bản đồ kỹ thuật số cực đại do Giáo sư Pryor và đồng nghiệp là Giáo sư Rebecca J. Barthelmie biên soạn, dựa trên phân tích dữ liệu trong vòng 40 năm trở lại đây do Trung tâm Dự báo Thời tiết Tầm trung Châu Âu cung cấp. Dữ liệu này được sử dụng để đưa ra các ước tính về tốc độ gió tối đa dự kiến ​​sẽ tác động một lần đến các tuabin gió ở một địa điểm nhất định trong 50 năm.

Giáo sư Pryor giải thích: “Chúng tôi lấy tốc độ gió trong mỗi giờ và sau đó sử dụng các phương pháp thống kê được gọi là ước tính giá trị cực đoan. "Sử dụng các phương pháp này, chúng tôi tính được tốc độ gió tối đa sẽ tác động một lần ở độ cao trung tâm của các tuabin gió trong khoảng thời gian 50 năm. Chúng tôi đã làm điều này cho mỗi một triệu ô lưới bao phủ toàn bộ Trái đất."

Giáo sư Pryor và Barthelmie là những người đầu tiên biên soạn tập bản đồ kỹ thuật số về ước tính tốc độ gió cực đại được công bố rộng rãi. Do đó, các kỹ sư và nhà đầu tư tuabin gió trên toàn thế giới có thể tiếp cận. 

Điều thú vị là những ước tính này cho thấy rằng các biện pháp an toàn hiện đang được ngành năng lượng gió áp dụng ở nhiều địa điểm là quá nghiêm ngặt hay nói cách khác là quá thận trọng.

Nói cách khác, những phát hiện của nghiên cứu gần đây này cho thấy rằng nhiều nhà đầu tư đang chế tạo các tuabin gió hoặc xây dựng chúng quá mức cần thiết so với thực tế để chống lại tốc độ gió tối đa. Trong tương lai, tập bản đồ này có thể cung cấp thông tin để sự phát triển của công nghệ gió tiết kiệm chi phí hơn.

Giáo sư Pryor nhấn mạnh: “Giảm các yếu tố dư thừa về an toàn có thể khiến việc xây dựng các tuabin gió rẻ hơn. Tuy nhiên, "Điều này không đúng ở mọi nơi, vì chúng tôi cần nghiên cứu thêm về các cực gió ở các khu vực có xoáy thuận nhiệt đới. Ngoài ra, chúng tôi hiện đang nghiên cứu về tốc độ gió cực đại cho các ứng dụng như an toàn hàng không và các ứng dụng kỹ thuật khác, đồng thời tham gia vào một dự án mới của Cơ quan Năng lượng Quốc tế tập trung vào việc cải thiện độ bền và tuổi thọ của các cánh tuabin gió".

Theo Tạp chí Điện tử / Techxplore