Windparken kunnen veranderingen in de plaatselijke temperatuur veroorzaken

Anonim

Windparken kunnen veranderingen in de plaatselijke temperatuur veroorzaken

Milieu

Darren Quick

6 oktober 2010

Windparken kunnen veranderingen in de plaatselijke temperatuur veroorzaken (Foto: Gizmag)

De voordelen van windparken in termen van wereldwijde klimaatverandering worden algemeen erkend, maar volgens onderzoekers van de University of Illinois kunnen ze ook plaatselijke klimaten beïnvloeden. De onderzoekers constateerden dat het gebied rond een windpark 's nachts iets warmer is en overdag wat koeler in vergelijking met de rest van de regio. De ontdekking kan strategieën mogelijk maken om die effecten te verzachten op gebieden waar ze ongewenst zijn, of er voordeel uit halen in andere.

Het onderzoek werd geleid door professor Somnath Baidya Roy, hoogleraar in de lucht van de staat Illinois, die voor het eerst een model voorstelde waarin de impact van windparken op het lokale klimaat in 2004 werd beschreven. Maar tot 2009, toen hij Neil Kelley, een hoofdwetenschapper bij het National Wind Technology Center ontmoette, die temperatuurgegevens had verzameld in een windmolenpark in San Gorgonio, Californië, gedurende meer dan zeven weken in 1989, waren er geen veldgegevens over de temperatuur openbaar beschikbaar voor onderzoekers om te gebruiken.

Turbulente ontdekking

Analyse van de gegevens van Kelley bevestigde Roy's modelleringstudies en leverde het eerste op waarnemingen gebaseerde bewijs van de overdagkoeling en nachtelijke opwarmingseffecten van

windturbines. De oorzaak van de temperatuurverandering geïdentificeerd door Roy 's modellen was het mengen van warme en koele lucht in de atmosfeer in de nasleep van de turbinerotoren. Terwijl de rotoren draaien, creëren ze turbulentie, waardoor de bovenste lucht naar beneden wordt getrokken, terwijl de lucht naar boven wordt geduwd, waardoor de warmere en koelere lucht wordt gemengd.

Roy zegt dat de vraag of nachtelijke opwarming of overdagkoeling het belangrijkste effect zal zijn, afhangt van de locatie van het windpark. In gebieden waar de wind 's nachts doorgaans sterker is, zoals de Great Plains-regio van de VS, zou het nachtelijke opwarmeffect sterker zijn, terwijl regio's waar de dagwind sterker is, overdag een sterker koeleffect zullen hebben.

Volgens Roy kan het nachtelijk verwarmende effect worden gebruikt in landbouwgebieden, zoals het Midwesten van de VS, om enige mate van bescherming tegen vorst te bieden of zelfs om het groeiseizoen enigszins te verlengen.

Omgaan met het effect van temperatuurverandering

De onderzoekers identificeerden ook twee mogelijke strategieën om de impact van windparken op de lokale klimaten te beperken. De eerste is het ontwikkelen van rotors met lage turbulentie die zouden resulteren in minder verticale menging van de lucht en ook efficiënter zouden zijn voor energieopwekking. We hebben een aantal technologieën behandeld die precies dat willen doen, zoals

flexibele flappen bevestigd aan de achterranden van een rotorblad of de

op insecten geïnspireerde turbines van Green Wavelength.

De tweede strategie bestaat eenvoudigweg uit het plaatsen van de turbines in gebieden die al een turbulente atmosfeer hebben, dus het gevolg van turbulentie van de rotoren in minimaal. Aan de hand van globale gegevens identificeerden de onderzoekers regio's waar de temperatuureffecten van grote windparken waarschijnlijk laag zijn vanwege natuurlijke menging in de atmosfeer.

"Deze regio's omvatten de Midwest en de Great Plains, evenals grote delen van Europa en China, " zei Roy. "Dit was een zeer ruwe studie, maar het zou gemakkelijk zijn om een ​​onderzoek op lokale schaal te doen om mogelijke locaties te vergelijken."

Wat is het volgende?

Gebruik makend van gegevens uit en simulaties van commerciële rotoren en turbines, genereert de groep van Roy vervolgens modellen die kijken naar temperatuur en vochttransport. Ze zijn ook van plan om de mate van de thermodynamische effecten te bestuderen, zowel in termen van lokale grootte als van hoe ver de effecten van de wind naar beneden zich verspreiden.

"De tijd is rijp voor dit soort onderzoek, zodat voordat we een sprong maken, we ervoor zorgen dat het goed kan, " zei Roy. "We willen de beste manier identificeren om een ​​explosieve groei van windenergie op de lange termijn te ondersteunen. Windenergie is waarschijnlijk een onderdeel van de oplossing voor de atmosferische koolstofdioxide en het probleem van de opwarming van de aarde. Door effecten en potentiële mitigatiestrategieën te identificeren, zal deze studie bijdragen tot de duurzaamheid van windenergie op lange termijn. "

De paper van het team verschijnt deze week in online vroege editie van de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Windparken kunnen veranderingen in de plaatselijke temperatuur veroorzaken (Foto: Gizmag)