Teknologi Angin Generasi Selanjutnya – Kantor Teknologi Energi Angin (WETO) bekerja dengan mitra industri untuk meningkatkan kinerja dan keandalan teknologi angin generasi berikutnya sambil menurunkan biaya energi angin.
Teknologi Angin Generasi Selanjutnya
steorn – Upaya penelitian kantor telah membantu meningkatkan faktor kapasitas rata-rata (ukuran produktivitas pembangkit listrik) dari 22% untuk turbin angin yang dipasang sebelum tahun 1998 menjadi rata-rata hampir 35% hari ini, naik dari 30% pada tahun 2000. Biaya energi angin telah berkurang dari lebih dari 55 sen (dolar saat ini) per kilowatt-jam (kWh) pada tahun 1980 menjadi rata-rata di bawah 3 sen per kWh di Amerika Serikat saat ini.
Baca Juga : Sebuah Revolusi Dalam Teknologi Tenaga Surya
Untuk memastikan pertumbuhan industri di masa depan, teknologi industri angin harus terus berkembang, membangun keberhasilan sebelumnya untuk lebih meningkatkan keandalan, meningkatkan faktor kapasitas, dan mengurangi biaya. Halaman ini menjelaskan tujuan WETO’ Teknologi energi angin yang tersedia untuk mendapatkan lisensi dari laboratorium Departemen Energi AS dan lembaga penelitian yang berpartisipasi dapat ditemukan di Portal Inovasi Energi dan Energi Terbarukan Kantor DOE . Lihat semua proyek penelitian dan pengembangan teknologi WETO generasi berikutnya dengan mengunjungi Peta Proyek WETO dan memilih Area
ORANG TELAH MENGGUNAKAN TENANGA ANGIN SEJAK RIBUAN TAHUN YANG LALU
Orang menggunakan energi angin untuk menggerakkan perahu di sepanjang Sungai Nil sejak 5.000 SM. Pada 200 SM, pompa air bertenaga angin sederhana digunakan di Cina, dan kincir angin dengan bilah anyaman buluh menggiling biji-bijian di Persia dan Timur Tengah.
Cara-cara baru untuk menggunakan energi angin akhirnya menyebar ke seluruh dunia. Pada abad ke-11, orang-orang di Timur Tengah menggunakan pompa angin dan kincir angin secara ekstensif untuk produksi pangan. Pedagang dan Tentara Salib membawa teknologi angin ke Eropa. Belanda mengembangkan pompa angin besar untuk mengalirkan danau dan rawa-rawa di Delta Sungai Rhine. Imigran dari Eropa akhirnya membawa teknologi energi angin ke belahan bumi barat.
Orang Amerika memanfaatkan tenaga angin untuk haluskan biji bijian , juga digunakan untuk menyalurkan air dengan pompa dan digunakan sebagai tenaga untuk memotong kayu. Para pemilik rumah dan peternak memasang ribuan pompa angin saat mereka menetap di Amerika Serikat bagian barat. Pada akhir 1800-an dan awal 1900-an, generator angin-listrik kecil (turbin angin) juga banyak digunakan.
Jumlah pompa angin dan turbin angin menurun karena program elektrifikasi pedesaan pada tahun 1930-an memperluas saluran listrik ke sebagian besar pertanian dan peternakan di seluruh negeri. Namun, beberapa peternakan masih menggunakan pompa angin untuk memasok air bagi ternak. Turbin angin kecil menjadi lebih umum lagi, terutama untuk memasok listrik di daerah terpencil dan pedesaan.
PENGEMBANGAN PROTOTIPE
Turbin angin modern semakin hemat biaya dan lebih andal, dan telah ditingkatkan ukurannya hingga peringkat daya multi-megawatt. Sejak 1999, rata-rata kapasitas pembangkit turbin telah meningkat, dengan turbin yang terpasang pada 2016 rata-rata berkapasitas 2,15 MW. Penelitian WETO telah membantu memfasilitasi transisi ini, melalui pengembangan bilah rotor yang lebih panjang dan ringan, menara yang lebih tinggi, drivetrain yang lebih andal, dan sistem kontrol yang mengoptimalkan kinerja.
Selama dua dekade terakhir, kantor telah bekerja dengan industri untuk mengembangkan sejumlah teknologi prototipe, banyak di antaranya telah menjadi produk komersial. Salah satu contohnya adalah turbin angin GE Wind Energy 1,5 megawatt (MW). Sejak awal 1990-an, program ini bekerja dengan GE dan pendahulunya untuk menguji komponen seperti bilah, generator, dan sistem kontrol pada generasi desain turbin yang menghasilkan model 1,5-MW GE, yang merupakan sekitar setengah dari pembangkit listrik tenaga angin komersial yang terpasang di negara itu. armada energi dan merupakan pesaing utama di pasar global.
PENGEMBANGAN KOMPONEN
WETO bekerja dengan mitra industri untuk meningkatkan kinerja dan keandalan komponen sistem. Knight and Carver’s Wind Blade Division di National City, California, bekerja dengan para peneliti di Sandia National Laboratories Departemen Energi untuk mengembangkan bilah turbin angin inovatif yang menghasilkan peningkatan penangkapan energi sebesar 12%. Karakteristik paling khas dari Sweep Twist Blade Adaptive Rotor (STAR) adalah ujung yang melengkung lembut, yang, tidak seperti kebanyakan blade yang digunakan, dirancang khusus untuk memanfaatkan semua kecepatan angin secara maksimal, termasuk kecepatan yang lebih lambat.
Baru-baru ini, untuk mendukung pengembangan gearbox yang lebih andal, program ini telah bekerja dengan beberapa perusahaan untuk merancang dan menguji konsep drivetrain yang inovatif. Melalui dukungan pendanaan DOE sebesar $47 juta, fasilitas pengujian energi angin terbesar dan tercanggih di dunia dibuka di Universitas Clemson untuk membantu mempercepat penyebaran teknologi energi generasi berikutnya , mengurangi biaya bagi produsen, dan meningkatkan daya saing global. untuk perusahaan Amerika.
Proyek Sorotan: Inovasi dalam desain dan pembuatan komponen pembangkit tenaga angin terus menjadi penting untuk mencapai tujuan nasional kita. Sebagai hasil dari tantangan ini, Kantor Teknologi Energi Angin Departemen Energi AS dan Kantor Manufaktur Lanjutan bermitra dengan organisasi publik dan swasta untuk menerapkan manufaktur aditif, umumnya dikenal sebagai pencetakan 3D, pada produksi cetakan bilah turbin angin. Metode tradisional desain bilah memerlukan pembuatan sumbat, atau representasi ukuran penuh dari bilah akhir, yang kemudian digunakan untuk membuat cetakan. Membuat steker adalah salah satu proses yang paling memakan waktu dan tenaga dalam konstruksi bilah angin, jadi pencetakan 3D menghemat sumber daya penting ini.
TURBIN PENELITIAN SKALA UTILITAS
Pusat Teknologi Angin Nasional (NWTC) Laboratorium Energi Terbarukan Nasional telah membantu mempelopori komponen, sistem, dan metode pemodelan turbin angin yang telah mendorong percepatan industri. Fasilitas ini menawarkan beberapa lokasi pengujian, beberapa dinamometer, sumber daya manufaktur di lokasi, dan kemampuan validasi struktural. Penelitian yang dilakukan di NWTC melengkapi inisiatif Atmosfer untuk Elektron (A2e) DOE , yang menargetkan pengurangan signifikan dalam biaya energi angin melalui pemahaman yang lebih baik tentang fisika kompleks yang mengatur aliran angin ke dan melalui ladang angin. Penelitian energi angin yang inovatif di NWTC meliputi:
Menggunakan dinamika fluida komputasi untuk mengembangkan Simulator untuk Aplikasi Ladang Angin dan alat pemodelan dan kontrol lainnya, yang membantu operator ladang angin meminimalkan dampak efek bangun turbin dengan menyelidiki kinerja pembangkit di bawah berbagai kondisi atmosfer. Penelitian telah menunjukkan bahwa dengan mengoordinasikan kontrol turbin untuk mengurangi efek bangun, output pembangkit listrik tenaga angin secara keseluruhan dapat ditingkatkan sebesar 4%–5%.
Memanfaatkan sistem uji antarmuka jaringan yang dapat dikontrol , yang mengurangi waktu dan biaya pengujian sertifikasi turbin angin sambil memberikan pemahaman yang lebih baik kepada insinyur sistem tentang bagaimana turbin angin, inverter fotovoltaik, dan sistem penyimpanan energi bereaksi terhadap gangguan pada sistem tenaga listrik. Menganalisis energi angin lepas pantai di Amerika Serikat untuk menjelaskan kebutuhan industri, peluang, dan dampak yang diantisipasi dalam industri energi terbarukan yang sedang berkembang ini.
KOLABORASI INTERNASIONAL
Sebagai anggota Komite Eksekutif Energi Angin Badan Energi Internasional (IEA), kantor mendukung upaya penelitian energi angin internasional dengan berpartisipasi dalam 12 bidang penelitian energi angin. Partisipasi kantor dalam upaya penelitian internasional ini memberikan peneliti AS kesempatan untuk berkolaborasi dengan pakar internasional dalam energi angin, bertukar informasi teknis dan pasar terbaru, dan mendapatkan umpan balik yang berharga untuk industri AS. Untuk informasi lebih lanjut tentang kegiatan IEA, kunjungi situs web Badan Energi Internasional .