Исследователи Техасского университета разрабатывают лопасти глубоководных ветряных турбин

Д-р Тодд Гриффит, доцент кафедры машиностроения, демонстрирует конструкцию своей лопасти для морской плавучей ветряной турбины. Гриффит возглавляет команду исследователей и сотрудников UT Dallas для создания прототипа турбины. Источник | Техасский университет в Далласе

Доцент кафедры машиностроения Техасского университета в Далласе (UT Dallas) Доктор Тодд Гриффит и его команда получили грант в размере 3,3 миллиона долларов от Министерства энергетики США на разработку прототипа их конструкции плавающей морской ветряной турбины для преобразования глубоководных ветров. в электричество.

Новый грант является частью гранта Агентства перспективных исследовательских проектов-Энергетика (APRA-E) на сумму 26 миллионов долларов, финансирующего 13 проектов по ускорению развития технологий плавучих морских ветряных турбин с помощью аэродинамических турбин, облегчения и плавучести, с морскими технологиями и интегрированным сервоуправлением (ATLANTIS). ) программа.

По оценкам министерства энергетики, воды штата и федеральные воды вдоль побережья США и Великих озер могут генерировать вдвое больше энергии, чем все электростанции страны вместе взятые. Одним из самых больших препятствий для сбора этой энергии была высокая стоимость развертывания ветряных турбин на более глубокой воде, где требуются плавучие платформы. Проект Гриффита направлен на снижение затрат и решение проблем с установкой и подключением к существующим энергосетям с помощью подводных кабелей.

Конструкция ветряной турбины с вертикальной осью Гриффитса, в отличие от традиционных трехлопастных ветряных турбин с горизонтальной осью, требует вертикальных лопастей, стоящих вертикально на платформе, которая находится частично над поверхностью океана, а частично под ней. Платформа прикреплена к морскому дну тросами, а не закреплена непосредственно на морском дне на глубине не менее 200 футов.

Согласно проекту, лопасти турбины должны подниматься на высоту от 600 до 700 футов над поверхностью океана, но могут достигать 900 футов.

Гриффит начал исследовать конструкции ветряных турбин с вертикальной осью в 2009 году, когда он был главным техническим сотрудником и техническим руководителем в отделе ветроэнергетических технологий Sandia National Laboratories (Альбукерке, Нью-Мексико, США). Он присоединился к UT Dallas в 2017 году.

В рамках нового гранта команда UT Dallas будет включать докторантов, докторантов и докторов наук Марио Ротеа, заведующего кафедрой Эрика Йонссона и главы отдела машиностроения, который возглавит направление систем управления в проекте. Ротеа сказал, что с помощью процесса, называемого совместным проектированием управления, он будет работать над разработкой подсистем, необходимых для извлечения максимальной мощности с наименьшими нагрузками на турбину, включая управление силами на лопастях и скоростью турбины в изменяющихся погодных условиях.

По словам Ротеа, исследование имеет решающее значение для расширения использования энергии ветра в Соединенных Штатах, особенно в прибрежных районах. Единственный в стране коммерческий морской ветроэнергетический проект, который был запущен в 2016 году, - это ветряная электростанция Блок-Айленд, расположенная примерно в 4 милях от побережья Блок-Айленда, штат Род-Айленд.

Исследователи UT Dallas работают с Университетом Иллинойса в Урбана-Шампейн и корпоративными партнерами Aquanis Inc., VL Offshore и XFlow Energy.

«Для меня это возможность провести отличное исследование с большой многопрофильной командой инженеров», - говорит Гриффит. «Мы объединяем структурный дизайн, аэродинамику, системы управления, плавучие системы, экономику и процедуры установки. Это настоящая инженерная проблема системного уровня. Я просто рад возможности возглавить эту невероятную группу, чтобы объединить все эти технологии для реализации видения программы ATLANTIS ».