Critical Emergent Design Issues in Wind Energy Production: Guidelines for Maximizing the Economic Impact of Wind Turbine Arrays

风能生产中紧急出现的关键设计问题:最大化风力涡轮机阵列经济影响的指南

基本信息

  • 批准号:
    0946765
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-08-15 至 2011-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research objective of this EAGER award is to develop design guidelines for wind energy systems by identifying the optimal conditions for maximum power-extraction at different scales of the turbulent flow, and different topographical settings. This research will explore critical aspects of wind energy systems. While this exploration is progressing nationally with deliberate speed, the proposed research is intended to fill a critical interdisciplinary void that falls at the nexus of design, economics, fluids, structures, and dynamics. The proposed research explores the impact of wind turbine arrays design on power efficiency, which will contribute to the development of design guidelines. This effort addresses critical design issues that are beyond the scope of the fluids community. In particular, we will quantify the impact of primordial external parameters (e.g., interaction between wind turbine, topography, location, size, arrangements and turbine blade pitching angle). The research provides the much-needed understanding of how these wind turbine arrays interact among themselves, and how they can optimally extract energy under highly uncertain conditions. If successful, the timely release of the results of this research will provide a design guide in the rapidly progressing research and development of wind energy production nationally. In addition, following the NSF-Alliance for Graduate Education and the Professoriate (NSF-AGEP) model for minority students under which one PI undertook his graduate studies, several activities will be set in place to further increase the number of scientist in STEM fields. NSF-AGEP goals are to increase the number of underrepresented minorities in academia. The PIs will recruit 5 undergraduate students from Puerto Rico and RPI to participate in a research-intensive summer program during the year of this research. These students and one graduate student will gain exposure to the field of engineering/wind energy with state-of-the-art technologies (modeling).
急切的奖励的这一研究目标是通过确定在湍流的不同规模和不同的地形环境下最大程度地超过的最大功率算法的最佳条件来制定风能系统的设计准则。这项研究将探索风能系统的关键方面。尽管这种探索以蓄意的速度在全国范围内进展,但拟议的研究旨在填补一个关键的跨学科空隙,该空隙属于设计,经济学,流体,结构和动态的联系。拟议的研究探讨了风力涡轮机阵列设计对功率效率的影响,这将有助于制定设计准则。 这项工作解决了关键的设计问题,这些问题超出了流体社区的范围。 特别是,我们将量化原始外部参数的影响(例如,风力涡轮机,地形,位置,大小,布置和涡轮刀片俯仰角之间的相互作用)。该研究提供了对这些风力涡轮机阵列如何相互作用以及如何在高度不确定条件下最佳提取能量的急需的理解。如果成功的话,这项研究结果的及时发布将为全国风能生产的快速发展和开发提供设计指南。此外,遵循NSF的研究生教育和教授(NSF-AGEP)模型,为少数族裔学生进行了研究生学习,将进行几项活动,以进一步增加STEM领域的科学家人数。 NSF-AGEP目标是增加学术界代表性不足的少数群体的数量。 PI将招募来自波多黎各和RPI的5名本科生,参加本研究年度研究密集型夏季计划。这些学生和一名研究生将通过最先进的技术(建模)获得工程/风能领域的接触。

项目成果

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知道了