风是不能被制造出来的，但是如果有一种方法可以更好地利用现有的风呢?
Biome Renewables的专家表示，他们已经发现了一种方法，他们称之为PowerCone™的技术可以做到这一点。
Biome Renewables的创始人、首席执行官兼首席技术官瑞安·丘奇(Ryan Church)表示，涡轮机中心的转子根泄漏(RRL)现象是气动损失最大的区域。
“这是风能的一个大问题，”他说。“这是因为在轮毂周围形成了一个低压区域，因为叶片从一个翼型部分变成了这个圆形根部几何形状。所以，当涡轮机运行时，那里不会产生电力。”
根据Church的说法，实际上，转子外部的低压区域与高压区域形成了对比，从而产生了压力差。这个压差导致了转子上风向的吸力效应。
他说:“风实际上是潜入了这个中心区域。”“它不仅没有发挥作用，不仅没有产生能量，而且实际上还剥夺了叶片本可以产生的能量。”
找到灵感
作为一名仿生设计师，丘奇在一个意想不到的地方找到了创作灵感:一颗小小的枫种子。
“我从自然界中寻找灵感，从中获得技术和解决方案，”他说。“枫籽是一种非常有效的空气动力学结构。使它有效的是一种叫做锥角的东西，这是枫籽下落的角度。这是基于我们创造的时间依赖能量转移现象。”
时间相关的能量传递基本上是一种原理，即种子需要更多的时间来减缓风，从而提高效率，同时限制湍流的形成。
丘奇说:“枫树种子利用了时间依赖性能量转移。”“这是一种在自然界中广泛存在的现象，反映了自然界如何应对湍流。然后我将这种现象运用到一个几何图形中，这就是PowerCone。PowerCone的锥角——它向后俯冲的方式——与落下的枫籽的锥角大致相同，尽管由于规模和流动速度的不同略有不同。关键是，一旦我看到枫种子，它就引发了我的啊哈时刻，因为你可以有一种三翅枫种子，基本上填补了风力涡轮机的损失中心区域。”bet188体育官网app下注
适用于几乎所有涡轮机
PowerCone类似于一个小型的三叶涡轮，被设计成一种增强设备，可以安装在世界上98%的涡轮机上。它可以在大约一天内安装在涡轮机的轮毂上。根据Church的说法，结果是AEP增加了10%到13%，因为PowerCone将整个功率曲线向左平移，这意味着启动速度的提高。
根据Church的说法，这种简单而优雅的技术还平衡了整个转子盘的压力分布，并减少了阵风的负面影响，从根本上提高了整个涡轮机的性能，同时减少了负载——这在风力行业几乎闻所未闻。
“有一些空气动力学机制在起作用，”他说。“它采用了我们所说的双混合空气动力学方法。它使整个转子盘的压力分布变得平滑。之前，轮毂周围有一个低压区域。当你把能量锥放在那里，现在你在那个区域有一个高压区域。你可以抚平叶片外部和涡轮中心之间的压差。当你这样做的时候，你实际上平衡了速度差并减少了转子上的负荷。所以，这是在宏观层面上发生的，在一个远离实际设备的区域。当风进入转子的表面时，它不再向中间俯冲。事实上，情况正相反。 It’s getting pushed out a little bit. We actually impact positively the aerodynamics of the entire rotor, not just the central area where it is located, which is one of the keys to understanding the AEP gains that we get.”
据Church说，除此之外，PowerCone还对直接撞击它的风有影响。
他说:“在PowerCone实际所在的地方，风会刮过来，吹到我们的结构上，摩擦着我们的叶片。”“气流被引导并集中在叶片的截面上。这样做可以通过增加局部边界层的流动速度来消除叶片的流动分离，从而减少湍流和相关振动。通常情况下，所有的振动都会进入传动系统，而现在却没有了。”
即将进行试点测试
Church表示，计划于2019年第一季度对PowerCone的一个运营风电场进行全面的试点测试，Biome Renewables与Arista、Capstone、DNV-GL和Vestas合作。两台维斯塔斯V-100涡轮机将并排运行。其中一台涡轮机将被用作基准，而另一台涡轮机将安装PowerCone。地面激光雷达将用于大气风速测量。
他说:“通过我们的测试，我们将关注涡轮的全负荷和对传动系统的影响，包括我们可以减少多少振动。”“我们还将研究动力产生和机舱风速计影响等细节。PowerCone有助于叶片更好地工作，产生更多的升力。PowerCone本身为系统提供扭矩，同时也将气流引导到叶片上，使叶片提供更大的扭矩。”
这种概念被称为双箔槽技术，在其他行业中也有应用，如帆船，主帆和三角帆，以及一级方程式赛车。
“在一级方程式赛车中，在赛车的前部，你会看到这些鳍在轮胎前部引导气流，”丘奇说。“这是一种众所周知的空气动力学技术。我们正在大规模地这样做。这项技术也被认为可以与竞争对手完美合作，甚至可以改进涡发生器和其他客户已经安装在涡轮机上的附加组件，因为PowerCone只是简单地将更多的空气分流到VG上，使其更好地完成工作。”
重新提供动力涡轮
Church表示，随着涡轮机老化，涡轮再动力成为一种选择，PowerCone是提高资产输出的理想方式。
他表示:“这将是市场复苏的巨大利好。”“你可以用PowerCone重新为涡轮机提供动力，并在数年内获得回报。很明显，如果你有一个已经使用了15年的涡轮机你想把最后5年用掉，经济效益还是可以的，但如果你有15到20年的时间来做同样的事情，那就没有那么好了。这是一个在正确的时间使用正确的技术的问题。市场正在出现激增，我们很幸运能在正确的时间出现在正确的地点。”
适合低风环境
据丘奇说，PowerCone的另一个好处是，它能够在以前风力发电不可用的地区实施。
他说:“你现在可以在以前不能安装风力涡轮机bet188体育官网app下注的地方安装风力涡轮机，而且这项技术在平均风速较低的情况下有更大的影响。”“三级低，平均每秒7.5米。他们有一个新的等级叫做超低，平均每秒6米。很快，我相信他们可能会有第五级，这是非常非常低的，平均每秒5米。使用PowerCone技术，它可以在所有风力等级下工作，但在低风力下工作得更好，因为更多的风箱堆积在功率曲线的斜坡部分。”
根据Church的说法，在过去的几年里，已经有超过50000人小时投入到PowerCone的开发中，这些辛勤的工作已经得到了回报。
“这是在推销自己，”他说。“我们对这项技术的了解是，它降低了涡轮机的切入速度。而且你之前也达到了额定功率。所以，你把整个功率曲线移到左边，你在AEP上得到了巨大的收益，因为大部分的风分布都发生在低风箱里。当你这样做的时候，你就真正释放了风能的全部潜力。你打开了风力发电的新市场。当你在一个项目中投标PowerCone时，你可以为新的风力发电出价比以前更便宜。我们有很多不同的商业模式和计划。运维市场对我们来说是一个巨大的市场。”
丘奇说，除了将PowerCone用于风能之外，Biome Renewables还参与了可再生能源的整体开发，包括将PowerCone技术用于潮汐能。188app下载地址
自从丘奇在他的客厅里建造了一个风洞来测试他从掉落的枫树种子中诞生的理论以来，PowerCone已经取得了很大的进展。
“PowerCone是我们即将推向市场的基础旗舰技术，”他说。“但我们正在研发的一些技术也可以作为PowerCone的补充。”
更多信息:biome-renewables.com
