Cối xay gió trên cánh đồng trống. Tại sao không có cây?

Tôi đã nhận thấy rằng cối xay gió thường được xây dựng trên những cánh đồng trống không có cây cối xung quanh và tôi đã tự hỏi tại sao ...

Một cối xay gió thường cao hơn cây và tôi có thể tưởng tượng rằng cây không thực sự ảnh hưởng đến dòng chảy (xem hình).

Nhưng đây có phải là lý do tại sao không có gì xung quanh hoặc có điều gì khác khiến họ lãng phí quá nhiều không gian xung quanh? Và hồ sơ vận tốc từ hình đầu tiên là một thực tế?

Nếu tôi tìm kiếm lý thuyết về sự đối lưu bên ngoài, cấu hình vận tốc trông giống như dòng chảy trên một cao nguyên này: Trong trường hợp thứ hai, vận tốc có cao hơn nếu có chướng ngại vật không? Hay là bởi vì chướng ngại vật là một môi trường xốp làm giảm dòng chảy? Và cuối cùng, là hồ sơ vận tốc ở cấp trái đất trông như thế? Có thực sự có nguồn gốc từ nó, hoặc nó hoàn toàn hỗn loạn trên tất cả các cách?

— Physther
nguồn

Tôi đoán là dễ xây dựng và cho phép mối quan tâm là lý do chính. Nhưng tôi sẽ đợi chuyên gia năng lượng gió thường trú và câu trả lời của anh ấy.

— mart

Nhưng sau khi xây dựng, bạn có thể trồng cây. Tuy nhiên, điều này không xảy ra. Đối với giấy phép, tôi không thấy kết nối với cây. Bạn có thể vui lòng giải thích thêm những gì bạn có ý nghĩa bởi điều đó? (Xin lưu ý rằng chúng tôi đang nói về một số hàng trăm mét vuông, nơi không có gì ngoài những cánh đồng (hoặc mùa màng ở một số địa điểm).

— Physther

@Paul "Nhưng sau khi xây dựng, bạn có thể trồng cây" - Cây không có xu hướng phát triển tốt ở nơi có gió lớn. Tìm hiểu lý do tại sao cho chính mình;)

— alephzero

Nơi tôi sống, các tuabin có thể không nằm trong phạm vi vài trăm m của bất kỳ lô gỗ, suối, đường, nhà, v.v. Đó là quy định, để bảo vệ các khu vực đó khỏi cả sự gián đoạn xây dựng và bất kỳ sự gián đoạn hoặc rủi ro nào có thể xảy ra trong 20 năm hoạt động.

— Kate Gregory

Cảm ơn, Kate! Đó là những gì tôi nghĩ lúc đầu. Vì vậy, tôi đoán đó là sự kết hợp của tất cả mọi thứ, vật lý, quy định, sinh học, v.v.

— Physther

Câu trả lời:

Cây cối làm tăng sự hỗn loạn của không khí đến các tuabin. Điều đó tạo ra tất cả các loại tải không đồng đều, thay đổi nhanh chóng trên các lưỡi và cấu trúc. Điều đó làm tăng chi phí bảo trì, giảm tính khả dụng, giảm hệ số công suất và giảm tuổi thọ của tuabin. Vì vậy, chi phí cao hơn, doanh thu thấp hơn.

$z_0$ $z_0$

Đất mở cũng làm cho việc truy cập vật lý vào trang web dễ dàng hơn. Điều đó đặc biệt quan trọng trong quá trình xây dựng, khi các phương tiện rất dài mang theo mỗi lưỡi dao (dài 40-60 mét) trong một mảnh.

— Năng lượng
nguồn

Tuyệt quá! Cảm ơn nhiều! Điều đó làm cho ý nghĩa hoàn toàn!

— Physther

Sự nhiễu loạn: đó cũng là lời giải thích tại sao với các loại hiện đại nhất (ví dụ chiều cao trung tâm ~ 160 mét) thực sự khả thi và khả thi về mặt kinh tế trong phạm vi các khu vực cấm. Truy cập dễ dàng hơn cũng chỉ là một vấn đề vì các khu đất trồng trọt có cơ sở hạ tầng âm thanh cho các máy móc hạng nặng như máy gặt. (Mặc dù có những mối quan tâm sinh thái khác như chim.)

— Ghanima

Cũng có một lý do phi kỹ thuật: những người cởi mở nhất khi đặt tua-bin trên đất của họ là những người nông dân quan tâm đến thu nhập thêm.

Tua bin không (chưa) được đặt gần các khu vực xây dựng, thường để lại các trang trại lớn, các lô chưa phát triển và khu bảo tồn thiên nhiên. Việc xin giấy phép xây dựng cho một doanh nghiệp thương mại trong khu bảo tồn thiên nhiên là gần như không thể, và các lô chưa phát triển có thể được khoanh vùng làm nhà ở, điều này cũng sẽ ngăn cản việc lắp đặt các tuabin gió.

— Simon Richter
nguồn

Điều đó có vẻ như một lý do tốt. Không bao giờ nghĩ về điều đó.

— Physther

Lý do đó chỉ là một nửa sự thật. Trong thực tế, chủ sở hữu của các khu đất trồng cây có chung động lực như "nông dân" (hay chính xác hơn là chủ sở hữu của đất nông nghiệp tương ứng). Có nhà máy điện được dựng lên có thu nhập thứ cấp trong cả hai trường hợp. (Câu hỏi là hỏi về cây cối và cây cảnh không nhất thiết là khu bảo tồn thiên nhiên.)

— Ghanima

Nhìn vào cách thức và lý do "giới hạn Betz" hoạt động.

Khi năng lượng bị mất trong sơ đồ đầu tiên của bạn đến cây, luồng không khí đi qua và xung quanh cây sẽ nở ra và chậm lại.

Sự chậm lại đó làm giảm năng lượng có sẵn cho tuabin.

(lưu ý. Tôi không phải là chuyên gia năng lượng gió thường trú!)

— Brian Drumond
nguồn

Cảm ơn bạn, Brian. Chà, động năng bên dưới cánh quạt sẽ thấp hơn do cây cối, nhưng không ai quan tâm đến phần đó (miễn là cây nhỏ hơn). Vì vậy, có hoặc không có cây, dòng chảy ở cấp chân vịt không nên bị ảnh hưởng, phải không? Điều này, nếu hình ảnh đầu tiên đại diện cho một trường hợp thực tế. Nếu bức tranh thứ hai thực tế hơn, thì có, nó sẽ ảnh hưởng đến dòng chảy. Luật của Betz rất thú vị, nhưng tôi nghĩ không liên quan đến câu hỏi đặc biệt này. Tôi không biết về điều đó, nghĩ, cảm ơn!

— Physther

Cái nhìn sâu sắc của Betz là khối không khí di chuyển chậm hơn phải chiếm một thể tích lớn hơn (nghĩ về một dòng sông chậm rộng thay vì ghềnh cạn nhanh, cả hai đều mang cùng một dòng chảy). Do đó, nó phải mở rộng - và điều đó có nghĩa là đi lên, vào đường đi của tuabin. Cho dù sự thay đổi trong dòng chảy là tầng hay hỗn loạn phụ thuộc vào "số Reynold" và tốc độ gió, nhưng nếu nó hỗn loạn, bạn có thể gặp các vấn đề lớn hơn.

— Brian Drumond