Aerogeneradores Marinos podría ayudar a traer Megavatios a los Estados Unidos y el Mundo

Un nuevo diseño para hojas gigantescas de más de dos campos de fútbol podría ayudar a traer 50 megavatios (MW) aerogeneradores marinos a los Estados Unidos y el mundo.

Los Ingenieros están desarrollando un importante avance en la tecnología de la energía eólica: 50 megavatios con turbinas eólicas segmentado, rotores plegables, inspirado en la palmera.

Investigación de Sandia Labs News Releases en la escala extrema segmentado Ultraligero Morphing Rotor (SUMR) está financiado por el Departamento de programa (DOE) Proyectos de Investigación Avanzada Agencia de Energía. El reto: Diseñar una turbina de 50 MW de bajo costo que requiere una pala de rotor más de 650 pies (200 metros) de largo, dos veces y media más largo que cualquier existente hoja de viento.

El equipo está dirigido por la Universidad de Virginia e incluye Sandia y los investigadores de la Universidad de Illinois, la Universidad de Colorado, la Escuela de Minas de Colorado y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Socios de asesoramiento corporativos incluyen Dominion Resources, General Electric Co., Siemens AG y Vestas Wind Systems.

“Turbinas Exascale aprovechar las economías de escala”, dijo Todd Griffith, diseñador jefe de la cuchilla en el proyecto y dirección técnica para el Programa de Energía Eólica Marina de Sandia.

El trabajo previo de Sandia en sistemas de 13 MW utiliza palas de 100 metros (328 pies) sobre el que se basan los diseños iniciales SUMR. Mientras que una turbina de viento horizontal de 50 MW es mucho más allá del tamaño de cualquier diseño actual, los estudios muestran que la alineación de carga puede reducir drásticamente las tensiones de pico y la fatiga en las palas del rotor. Esto reduce los costos y permite la construcción de palas lo suficientemente grande para un sistema de 50 MW.

La mayoría de las turbinas eólicas actuales estadounidenses producen energía en el rango de 1 a 2 MW, con cuchillas de unos 165 pies (50 metros) de largo, mientras que el más grande de turbinas disponibles en el mercado tiene una potencia de 8 MW con palas de 262 pies (80 metros) de largo.

“Estados Unidos tiene un gran potencial de energía eólica en el mar, pero las instalaciones costa afuera son caros, por lo que se necesitan turbinas más grandes para captar esa energía a un precio asequible”, dijo Griffith.

Barreras permanecen antes diseñadores pueden escalar hasta un 50 MW de turbina más de seis veces la potencia de salida de las mayores turbinas actuales.

“Aspas contra el viento convencionales son caros de fabricar, instalar y mantener más allá de 10 a 15 MW. Deben ser rígido, para evitar la fatiga y eliminar el riesgo de huelgas torre en ráfagas fuertes. Esas láminas rígidas son pesados, y su masa, que es directamente relacionados a los costos, se hace aún más problemática en la escala extrema debido a cargas de gravedad y otros cambios “, dijo Griffith.

Dijo que las nuevas palas podrían ser más fácil y rentable fabricado en segmentos, evitando el equipo escala sin precedente necesario para el transporte y montaje de palas construidas como unidades individuales.

Las turbinas exaescala estarían situados a favor del viento, a diferencia de las turbinas convencionales que se configuran las palas del rotor a de la torre.

Carga alineación de SUMR es bio-inspirado en la forma de palmeras se mueven en las tormentas. La segmentado tronco ligero se aproxima a una serie de cáscaras cilíndricas que se doblan con el viento mientras que conserva la rigidez segmento. Esta alineación reduce radicalmente la masa requerida para la lámina de refuerzo mediante la reducción de las fuerzas en las hojas utilizando el enfoque inspirado carga alineación de palmeras.

Segmentados álabes de la turbina tienen una ventaja significativa en partes del mundo en riesgo de tormentas severas, tales como huracanes, donde las turbinas en alta mar deben soportar velocidades de viento tremendas más de 200 mph. Las cuchillas se alinean para reducir las fuerzas en voladizo sobre la hoja a través de una bisagra muñón cerca del centro que responde a los cambios en la velocidad del viento.

“A velocidades de viento peligrosas, las cuchillas están estibados y alineados con la dirección del viento, lo que reduce el riesgo de daños. A velocidades de viento bajas, las palas se extienden más para maximizar la producción de energía.” Dijo Griffith.

Avanzar hacia turbinas exaescala podría ser una forma importante para cumplir con el objetivo del DOE de proveer el 20 por ciento de la energía de la nación a partir del viento en 2030.

En la Foto muestra una sección transversal de una cuchilla de 50 metros, que es parte de la vía a las turbinas exaescala de 200 metros están previstas en el marco de un programa financiado por la ARPA-E DOE. Las enormes turbinas podrían ser la base de 50 megavatios eólicos en alta mar las instalaciones de energía en los próximos años.

By sandia.gov/news/