科技日报记者 顾钢
在美国能源部国度可再生能源尝试室（NREL）的带领下，一个国际科学家团队肯定了全球风能研究面对的三个最年夜挑战。这项研究已颁发在比来的《科学》杂志上。
近几十年来，风能已成为全球能源不成或缺的一部门。但要开释风能的全数潜力并知足全球对洁净能源的需求，还需要更多的立异。来自美国、德国、丹麦、芬兰、瑞典、西班牙和挪威的风能专家在《科学》杂志上提出了现今风能研究面对的三个最年夜挑战。
第一个挑战是要更好地领会年夜气中的风力情况。为了取得更多的风能，风力涡轮机建造得愈来愈高，彼此之间的间隔也愈来愈远。是以，研发职员必需领会在这些海拔高度下的风力情况。之前，运营商利用简化的物理模子和简单的不雅测手艺，可以在一般地形中安装风机，可是对复杂地形的年夜气风力常识知之甚少。若是能更切确地计较出复杂地形下的风力前提，则可以进一步在经济和手艺上优化风机，将其安装在恰当的位置。
第二个挑战是解决巨型风机的扭转机械布局和系统动力学题目。风力涡轮机是今朝世界上最年夜的柔性扭转机械，其叶片长度跨越80米，塔架高度跨越100米。比拟之下风机的转子所扫过的区域相当于空客A380-800的三架最年夜客机的机头。跟着风力涡轮机变得愈来愈年夜，需要新的材料和制造工艺来解决可伸缩性、运输和收受接管题目。上一代风力涡轮机设计时利用的很多简化前提不再有用。风能研究职员不但必需领会年夜气，还需要评估若何同时确保布局平安和高效发电。
第三个挑战是设计和操纵风力涡轮机，使其可以或许撑持并进步电网的靠得住性和弹性。来自风能和太阳能的更高馈进将极年夜地改变将来的电网。立异的节制概念可以操纵风力涡轮机的特征来优化能源产量，同时撑持电网不变性。经由过程评估传感器的丈量成果，可以进步风能产量，下降本钱，并使操纵顺应电网要求。为了实现将来的愿景，需要进行普遍的研究，重点是摹拟年夜气活动，各个涡轮灵活力学和与高级电力系统连系的系统节制。
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