康奈尔大学最近的研究展示了如何在即将快速扩张的时候提高海上风电场的效率。

美国计划在未来几年迅速扩大海上风电场，康奈尔大学的新研究表明如何提高这些风电场的效率。

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来自美国内政部的重要信息批准了白宫的计划，即为东海岸水域的众多巨型风力涡轮机租赁联邦水域。

该研究于2021年 10 月 20日发表在焦耳杂志上。

康奈尔大学地球与大气科学教授Sara C. Pryor表示，海上风力涡轮机部署的大规模升级对于实现全球和国家电力供应脱碳目标至关重要。

优越的风力资源和靠近东海岸的大型市场意味着它是美国第一阶段海上风电项目的重点，在那里将在大面积（约 170 万英亩）部署数以千计的体积更大、容量更高的风力涡轮机水，结合）以前所未有的规模。

内政部长 Deb Haaland 于2021年 10 月 13日宣布了海上风电租赁协议的行动方案，以实现白宫宣布的部署东海岸海上风电 30 吉瓦（可为 9000 万家庭供电）的目标到 2030 年的能源。

据纽约州能源研究与发展局（NYSERDA）称，纽约州目前有五个海上风电项目正在积极开发中。该州的目标是到 2035 年实现海上 9,000 兆瓦的目标。目前海上项目总计约 4,300 兆瓦，可为约 200 万户家庭供电。

即将到来的联邦海上涡轮机部署的快速扩张为减少人为引起的气候变化提供了机会；Pryor 补充说，它对优化定位海上涡轮机以有效实现发电目标提出了挑战。

根据目前的研究，由于尾流效应，一组涡轮机的发电量可能会降低约 30%。

该研究持有水的低湍流条件，以及负责的内政部海洋能源管理局拍卖的租赁区域的位置和大小。即使涡轮机阵列相距 15 到 50 英里，各个风电场也会受到彼此的尾流（扰动气流）的影响。这会导致风力涡轮机过早疲劳并降低发电量。

Pryor 的模拟可以帮助优化这些领域的涡轮机间距并支持未来部署的计划。

该行业的趋势是使用部署在更大区域的大型风力涡轮机。例如，在欧洲，风电场的容量更高，从 2010-2019 年的 321 兆瓦到 621 兆瓦。英国东海岸最近的一个项目 Hornsea 项目拥有众多风力涡轮机，可产生 1.2 吉瓦的电力。

康奈尔大学地球与大气科学教授Sara C. Pryor表示，这些行业趋势正在导致单个风电场内[能量]大量尾流损失的可能性增加，以及尾流相互作用的可能性增加。提高对风力涡轮机和风电场尾流的了解对于确保海上风电的金融投资实现发电目标并以尽可能低的成本实现至关重要。

研究人员观察到，美国远低于其风能潜力。根据美国能源信息署的数据，整个美国每年使用的电力超过 4,146 太瓦。Pryor 表示，美国周围的海上风力资源每年可生产超过 7,000 太瓦时，发电量可能超过需求。

与此同时，研究人员和政策制定者正在期待 COP26，即 2021 年联合国气候变化大会（缔约方大会）将于 2021 年 10 月 31 日开始。

Pryor 补充说，拟议的能源和基础设施法案在每个人的脑海中。随着白宫发布关于海上风能扩张的承诺和简报，以及 COP26 的开始，我们的电力供应脱碳是实现任何气候变化目标的关键组成部分。