ساخت توربین های بادی مقاوم در برابر طوفان با تولید 50 مگاوات برق

برخلاف انرژی خورشیدی که به واسطه برخی مشکلات هر روز قطعی دارد، توربین‌های بادی می‌توانند به صورت شبانه روزی کار کنند تا انرژی بدون کربن تولید کنند. مزارع بادی فراساحلی را می توان برای کاهش نگرانی های ناشی از کمبود نیروگاه های برق در مناطق دورافتاده ایجاد کرد. به عنوان مثال، کشورهای دو طرف دریای شمال در حال ایجاد مزارع بادی فراساحلی هستند که هر سال بزرگتر می شوند و هدف آنها ایجاد انرژی پاک برای ساکنین آن مناطق است.

توربین های بادی و طوفان ها
همانطور که می دانید تولید انرژی های پاک و تجدید پذیر با چالش هایی رو به رو است. در ایالات متحده، سکوهای فراساحلی در سواحل شرقی در معرض خطر طوفان های قدرتمندتر در اقیانوس اطلس قرار دارند. تنها بین ژوئن تا نوامبر 2022 شش طوفان با سرعت باد 111 مایل در ساعت (178 کیلومتر در ساعت) یا بیشتر پیش بینی می شود.
برای جهانی که به مزارع بادی فراساحلی به‌عنوان منبع قابل اعتماد انرژی در آینده نگاه می‌کند، زیرساخت‌های تولید انرژی نیز باید بتوانند در برابر چالش‌های شدید مقاومت کنند. لوسی پائو و تیم تحقیقاتی او در CU Boulder به درختان نخل نگاه کردند تا یاد بگیرند که چگونه از این بادهای پرسرعت در امان بمانند.

محققان دریافتند که از آنجایی که روتورهای بادگیر - جایی که سطح روتور روتور به سمت باد است، وزن سبک‌تری دارند و با مواد کمتری ساخته شده‌اند، می‌توانند انعطاف‌پذیر باشند و به‌جای شکستن، به سادگی در مقابل بادهای قوی خم شوند، مثل درختان خرما !

SUMR-D، نمایشگر فناوری
محققان با همکاری آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) و سایر دانشگاه های ایالات متحده، روتور (Segmented Ultralight Morphing Rotor (SUMR) را توسعه دادند، و یک توربین دو پره برای آزمایش ایده خود پیاده سازی کردند. خروجی ساخت این توربین های انعطاف پذیر 53 کیلووات به طور متناوب و ثابت و بدون قطعی بود.

این تیم بهبودهایی در کنترل کننده توربین انجام داده است، بخشی که تعیین می کند چه زمانی برق باید تولید شود و چه زمانی باید خاموش شود. سرعت بالای باد می تواند ظرفیت تولید برق توربین را تحت تاثیر قرار دهد و باعث اضافه بار سیستم شود.

توربین‌های بادی مجهز به نرم‌افزاری هستند که به موتورهای کنترل‌کننده می‌گوید برای تولید برق با حداکثر بازده چه کاری انجام دهند.

اگرچه SUMR-D دارای طراحی توربین دو پره است، یافته های تحقیق می تواند در مورد توربین های سه پره نیز که امروزه در بازار رایج هستند، اعمال شود. محققان قبلاً کار مدل‌سازی توربین‌های بادی در مقیاس بزرگ را آغاز کرده‌اند که می‌توانند روزی ۲۵ مگاوات و حتی ۵۰ مگاوات نیرو تولید کنند.