本论文为美国国家可再生能源实验室(NREL)Paul Veers等人联合丹麦科技大学(DTU)Katherine Dykes等共同在《Science》期刊撰文,探讨了国际风能研究中的巨大挑战。
论文内容目录:前言风能科学的历史发展风能研究的重大挑战第一大挑战:增进对大气和风电场内流动机理的理解第二大挑战:大型风电机组的空气动力学、结构动力学和海上风-水动力学第三大挑战:将风电场融合到未来电网中的系统科学风能科学学科集成的作用风能经过几十年的研究和开发,已经成为一种主流能源。
不过,还需要不断的创新,以实现其满足全球清洁能源需求的潜力。
在此,我们概述了三个相互依存、跨学科的重大挑战,这些挑战是本研究工作的基础。
首先,需要更深入地了解风电场运行关键区域的大气流动机理。
第二涉及世界上最大的动态旋转机械的科学和工程。
第三个问题包括优化和控制在电网内协同工作的风电场群。
应对这些挑战可以使风电能够满足我们全球一半的电力需求。
1.前言丰富、可负担得起的多种形式能源使人类取得了显著成就,包括现代粮食和运输基础设施。
广泛获得负担得起的清洁能源对未来人类的成就和提高全球生活水平至关重要。
然而,到2050年,全球人口估计将达到98亿,高于2017年的约76亿(1)。
此外,彭博新能源金融(BNEF)估计,到2050年,全球每年的电力需求可能超过38000太瓦时,高于2017年的25000太瓦时(2)。
对低碳或零碳电力技术的需求正在增加,其他能源部门,如供暖、制冷和运输(2-4)的电力需求也在增加。
由于这两个部分耦合的大趋势,全球对低成本清洁能源的需求正在增加。
风能是广泛、零成本的可用资源,以极低的生命周期污染物排放,极有潜力成为全球日益增长的清洁能源需求的主要贡献能源。
在过去的十年中,风能、太阳能和天然气等三大电力