超级计算未来的风力发电

2019年全球风电激增，但可持续吗?全球超过340,000台风力涡轮机产生了超过591吉瓦的电力。在美国，风力发电为3200万户家庭供电，并维持了500家美国工厂。更重要的是，得益于美国和中国蓬勃发展的海上和陆上项目，2019年风电增长了19%。

康奈尔大学研究人员的一项研究使用超级计算机研究了如何在美国实现更大的风能发电容量的未来

“这项研究是第一个详细研究，旨在为风能如何从目前美国电力供应的7%扩展到实现美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)概述的到2030年达到20%的目标的情况进行设想。 )。”该研究的合著者，康奈尔大学地球与大气研究系教授Sara C. Pryor说。普赖尔(Pryor)和合著者在2020年2月的《自然科学报告》上发表了风力发电研究。

康奈尔大学(Cornell)的研究调查了在不使用额外土地的情况下如何实现风力涡轮机装机容量扩展的合理情况。他们的结果表明，美国可以将装机容量提高一倍甚至四倍，而对整个系统的效率几乎不变。而且，额外的容量对当地的气候影响很小。这部分是通过部署下一代大型风力发电机来实现的。

这项研究着眼于潜在的陷阱，即在给定区域内添加更多的涡轮机是否会降低其发电量甚至破坏当地的气候，这种现象是由“风力涡轮机尾流”引起的。就像摩托艇后面的水流一样，风力涡轮机会产生一股缓慢，断断续续的空气，最终散布并恢复其动量。

普赖尔说：“这种影响已经受到业界广泛的建模多年了，建模仍然是一个高度复杂的动力。”

研究人员使用由国家大气研究中心开发的广泛使用的天气研究预测(WRF)模型进行了模拟。他们在美国东部地区应用了该模型，而美国东部是目前全国风能容量的一半。

普赖尔说：“然后，我们找到了在美国东部运行的所有18,200台风力涡轮机的位置以及它们的涡轮机类型。” 她补充说，这些位置来自2014年NREL研究发表时的数据。

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