基于多飞行器系统的高单位地面面积功率密度垂直空中风能风电场
系统与控制
2022-11-30 v1 系统与控制
摘要
本文提出并模拟了基于多飞行器系统、具有高单位地面面积功率密度（PD）的垂直空中风能（AWE）风电场。这些风电场由许多独立地面定位的系统组成，这些系统以相同的倾斜角飞行，但系绳长度不同，使得所有飞行器在一个垂直于系绳的大平面椭圆区域内飞行。根据风向，为各个系统分配不重叠的飞行圆柱体。详细计算考虑了贝茨极限，并假设立方平均风功率密度为 7 m/s，得出潜在的年平均 PD 为 43 MW/km。在相同风场中，具有典型排布密度的传统风电场将产生 2.4 MW/km 的 PD。使用最优控制进行的更精细模拟显示，对于实际推荐的飞行轨迹，PD 更为保守，为 6 MW/km。这一 PD 已经可以通过翼展为 5.5 米的小型飞行器实现。模拟还表明，可实现的 PD 比具有相同翼展的单飞行器 AWE 系统高出一个数量级以上。
引用
@article{arxiv.2211.15813,
title = {Vertical Airborne Wind Energy Farms with High Power Density per Ground Area based on Multi-Aircraft Systems},
author = {Jochem De Schutter and Jakob Harzer and Moritz Diehl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15813},
year = {2022}
}
备注
Submitted to European Control Conference (ECC) 2023. 6 pages