以鱼群行为为基础的垂直轴风力发电机组设计
流体动力学
2015-05-18 v1 生物物理
摘要
大多数风电场由水平轴风力发电机(HAWTs)组成，这是因为孤立涡轮机的功率系数（机械功率输出除以通过涡轮机横截面的自由流空气功率）较高。然而，当与邻近涡轮机紧密排列时，HAWTs的功率系数会降低。相比之下，先前对垂直轴风力发电机(VAWTs)的研究表明，紧密排列的VAWTs在靠近邻居时，单个涡轮机的功率系数可能仅经历小幅下降（甚至增加），从而在给定的土地面积上产生高得多的功率输出。我们开发了一个VAWT间相互作用的势流模型，以研究VAWT空间排列变化对阵列性能系数的影响，该系数将阵列中涡轮机的预期平均功率系数与空间孤立的涡轮机进行比较。基于鱼群尾流中脱落涡旋的构型，一种几何排列被证明可以显著提高16x16风力发电机阵列的阵列性能系数。结果表明，与HAWTs相比，在给定的土地面积上，功率输出增加了一个数量级以上。
引用
@article{arxiv.1002.2250,
title = {Fish schooling as a basis for vertical axis wind turbine farm design},
author = {Robert W. Whittlesey and Sebastian Liska and John O. Dabiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1002.2250},
year = {2015}
}
备注
Submitted for publication in BioInspiration and Biomimetics. Note: The technology described in this paper is protected under both US and international pending patents filed by the California Institute of Technology