Bagaimana Salju dapat Membantu Membangun Turbin Angin yang Lebih Baik?

Salju Membantu Membangun Turbin Angin

Dengan mempelajari bagaimana salju bergerak di belakang turbin, peneliti dapat mengembangkan pisau yang lebih baik dan juga meningkatkan pengumpulan energi secara lebih efisien.

Penelitian ini bisa membantu memperbaiki cara yang lebih efisien dalam mengandalkan turbin angin. Turbin angin memanfaatkan energi angin untuk menghasilkan listrik, menggunakan rotor besar yang biasanya berukuran 80-300 kaki (24-91 meter). Angin bersih dapat membuat tenaga angin yang merupakan energi alternatif di seluruh dunia. Jumlah listrik dari tenaga angin telah meningkat lebih dari 16 kali antara tahun 2000 dan 2012. Amerika Serikat mendapat 3,5 persen listrik dari angin secara keseluruhan, tetapi beberapa negara tertentu juga mendapatkan lebih banyak lagi misalnya, Iowa dan South Dakota mendapatkan lebih dari 20 persen listrik mereka dari angin, menurut American wind Energy Association. [10 Top Ide Craziest Lingkungan].

Untuk meningkatkan produksi listrik turbin angin dan kehandalan struktural, para ilmuwan ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana perangkat ini berinteraksi dengan udara sekitarnya. Aliran turbulen di belakang turbin dapat berdampak pada berapa banyak daya yang dihasilkan dalam meningkatkan ketegangan mekanik pada kerangka kerjanya.

Namun, sampai sekarang, tidak ada cara yang secara benar memvisualisasikan turbulensi udara di sekitar turbin skala penuh. Paling-paling, peneliti harus bergantung pada turbin angin 3 kaki (1 meter) atau lebih tinggi di terowongan angin laboratorium, tetapi masalah dari pekerjaan tersebut adalah bahwa aliran udara cara dapat bervariasi dengan skala, yang berarti bahwa hasil dari percobaan dengan turbin kecil mungkin tidak berlaku untuk yang lebih besar. Penelitian sebelumnya menunjukkan defisit ini dalam memahami bagaimana turbin angin menyebabkan kerja peternakan angin untuk melakukan kurang efisien, dengan daya yang hilang rata-rata 10 sampai 20 persen.

Sekarang, penulis utama dari studi Jiarong Hong, seorang dynamicist cairan di University of Minnesota di Minneapolis, dan rekan-rekannya telah mengembangkan cara untuk model turbulensi udara di sekitar turbin angin – dengan menganalisis salju seperti berpusar di sekitar turbin angin selama badai salju.

Para peneliti berhasil menganalisis perbedaan antara turbin lab dan turbin real-size. Untuk mulai dengan, aliran udara turbin real-ukuran masa lalu dapat secara signifikan lebih bergolak dibandingkan dengan turbin lab.  “Mengukur aliran udara turbulen di sekitar turbin angin ukuran modern merupakan masalah menantang yang sangat signifikan bagi pengembangan energi angin dan sangat penting untuk tidak hanya mengoptimalkan penempatan angin-pertanian dan pembangkit listrik, tetapi juga untuk memahami dampak lingkungan dari turbin angin , “kata Hong.

Selain itu, “turbin angin real-size menggunakan bahan yang berbeda dan memiliki struktur yang berbeda dari turbin lebih kecil digunakan di laboratorium, dan mereka merespon secara berbeda terhadap angin,” kata Hong. “Pada skala besar yang Anda lihat dengan turbin angin real-ukuran, mereka tidak benar-benar kaku – turbin dapat mendistorsi.” Selain itu, “kami melihat kondisi atmosfer skala nyata dengan arus yang sangat bergolak,” kata Hong. “Kondisi tersebut sangat sulit untuk mereproduksi di laboratorium.”

Para ilmuwan mencatat asosiasi potensial antara operasi turbin, kontrol dan kinerja dengan pola turbulensi angin di sekitar turbin real-size. Penelitian di masa depan dapat memodifikasi cara turbin yang dibangun dan beroperasi untuk mengoptimalkan kinerja mereka, kata para ilmuwan. Temuan ini dapat membantu meningkatkan efisiensi banyak peternakan angin di daerah dingin. Meskipun mereka mungkin tidak secara langsung berlaku untuk angin peternakan di daerah lain, “kita dapat menggunakan wawasan kita untuk mendapatkan dari salju untuk memahami dinamika dasar umum turbin, meningkatkan simulasi numerik untuk menerapkan penelitian ini untuk angin peternakan di banyak rezim lainnya,” kata Hong .

Di masa depan, “kami ingin meng-upgrade instrumen kami untuk lebih memperluas jangkauan pengukuran dan meningkatkan akurasi teknik kami,” kata Hong. Selain itu, pengaruh kondisi cuaca, ukuran kepingan salju dan faktor-faktor lain perlu penyelidikan lebih lanjut. Para ilmuwan telah merinci temuan mereka secara online pada 24 Juni dalam jurnal Nature Communications.

Baca Juga :

Energi Terbaru Dari Energy Harvesting Yang Akan Menggantikan Baterai

Pemanasan Global Yang Lebih Menakutkan Daripada Perubahan Iklim