Computermodeller viser klar fordel ved ny vindmølletype
Med sine 220 meter i diameter bliver vindmøllerne ved den kommende møllefarm Dogger Bank i Nordsøen verdens hidtil største. Men stor, større, størst er ikke nødvendigvis bedst, når det kommer til vindmøller.
Nu har forskere fra Aarhus Universitet, og Durham University i Storbritannien modelleret fluiddynamikken ved multirotor-vindmøller via højtopløselige numeriske simulationer, og det viser sig, at vindmøller med fire rotorer på ét fundament har en række fordele.
En vindturbine høster energi fra indkommende vind, men når vinden passerer møllevingerne, skabes en region med lavere vindhastigheder og højere turbulens. En anden mølle nedstrøms påvirkes af dette på flere måder. For det første producerer den mindre energi, og for det andet oplever den øget strukturel belastning pga. turbulensen.
”I studiet fandt vi, at hvirvler og strømninger i kølvandet på turbinerne genoprettes langt hurtigere ved multirotorturbiner. Det betyder, at en anden mølle nedstrøms producerer mere energi og udsættes for mindre laster, fordi turbulensen er tilsvarende mindre,” siger Mahdi Abkar, adjunkt ved Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet og ekspert i flowfysik og turbulens.
Billigere, mindre besvær, mere energi
En mølletype med flere end én rotor skaber således mindre turbulens, og vinden ”genoprettes” hurtigere, hvilket betyder mere energi-output. Og det er vigtig viden i en tid, hvor vindmøller ellers bliver større og større og dermed også dyrere og dyrere.
”Man kan altid øge energiudbyttet ved at øge diameteren på møllevingerne, men der er nogle store strukturelle udfordringer ved at bygge disse enorme, massive konstruktioner, når diameteren overstiger 150 meter. Der er øgede materialekrav, transporten af strukturerne er besværlig og dyr, og det bliver dyrere at vedligeholde vindmøllerne,” siger Mahdi Abkar.
En mølle med 4 rotorer koster ca. 15 pct. mindre at bygge end en mølle med 1 rotor, selvom vingerne i alt dækker samme areal. Samtidig er konstruktionen med 4 rotorer væsentligt lettere og dermed lettere at transportere. Og hvis én af rotorerne holder op med at virke, producerer resten af møllen stadig energi, til forskel fra ordinære vindmøller.
Derudover har forskerne fundet, at individuelle multirotor-møller faktisk producerer en anelse mere energi end enkeltrotor-møller: Ca. 2 pct. mere.
”Vi har undersøgt flere forskellige geometrier og dynamikker ved multirotor-møller og har fundet, at den optimale konstruktion er en mølle med fire rotorer, hvor disse sidder så langt fra hinanden som muligt. Sidstnævnte giver mindre nedstrøms turbulens og dermed en hurtigere stabilisering af luftstrømningen bag møllerne,” siger adjunkt Mahdi Abkar.
Nøgleord
Kontakter
Adjunkt Mahdi Abkar
Mail: abkar@eng.au.dk
Tlf.: 93521694
Billeder
Information om Aarhus Universitet Technical Sciences
Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet
Institut for Ingeniørvidenskab blev etableret i 2011 og samler i dag Aarhus Universitets forskningsaktiviteter inden for det teknisk videnskabelige område: Biological and chemical engineering, Civil and architectural engineering, Electrical and computer engineering og Mechanical engineering, hvor der bliver undervist af forskere med basis i allernyeste viden for at bygge Danmarks nye elite ingeniørvidenskabelige miljø.
Som en del af en større strategisk satsning på det teknisk videnskabelige område åbnede Aarhus Universitet i 2019 tre nye 5-årige civilingeniøruddannelser. Endnu en uddannelse åbner i 2020. Målet er at uddanne ingeniører, som kan udvikle den højteknologi, der er nødvendig for at løse vores største globale udfordringer.
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Digitale tvillinger skal gøre fremstillingsindustrien mere robust over for uforudsete begivenheder27.3.2024 09:15:13 CET | Pressemeddelelse
Force majeure, ufred, blokerede handelsruter, pandemier. Uforudsete nedbrud i den globale forsyningskæde som følge af pludselige hændelser gør fremstillingsindustrien sårbar. Det skal et nyt internationalt forskningsprojekt nu forsøge at tackle.
Danske spildevandsanlæg leder masser af medicinrester ud i naturen: Nu er løsningen der25.3.2024 06:30:00 CET | Pressemeddelelse
Forskere fra Aarhus Universitet har demonstreret, at det er muligt at fjerne mere end 95 procent af de aktive stoffer fra medicinresterne i spildevandet, inden det ledes ud i naturen. I dag fjerner vi kun omkring 20 procent.
Østgrønlændere har store mængder miljøgifte i kroppen: Får giften ind gennem maden19.3.2024 14:26:32 CET | Pressemeddelelse
Især de østgrønlændere, der spiser isbjørn, sæl og hval, har forhøjede niveauer af giftstoffer i blodet, viser ny forskning.
Hvad er værdien af arealbaserede naturindsatser?19.3.2024 12:55:58 CET | Pressemeddelelse
Dansk Naturindikator 2.0 skal give svaret i et nyt forskningsprojekt til gavn for lodsejere, virksomheder og kommuner.
Forskere slår alarm: Hvert år dør alt for mange marsvin i fiskernes garn7.3.2024 07:34:11 CET | Pressemeddelelse
For at holde den nuværende bestand af marsvin i de indre danske farvande stabil, må kun 24 marsvin dø i fiskernes net om året. Som det er nu, dør over 900 årligt.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum