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宾夕法尼亚州西北部风力发电潜力H21-002

摘自阿勒格尼学院,环境和经济发展的中心

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图1所示。安装在发射塔在Acutec风速计。

背景

宾夕法尼亚州Saegertown Acutec精密机械加工公司,在其加工操作中使用大量的电力,和预期支出增加用电量与即将到来的放松管制的电力生产。操作坐落在迎风而立,该公司感兴趣的是确定有足够的风力权力商业风力涡轮机可以满足公司的年度电力需求。根据国家可再生能源实验室风力资源地图宾夕法尼亚州,年平均风速在Saegertown Acutec的位置大约4.0 m / s,5.5米/秒(8.9英里每小时12.3英里)的高度离地面80米(262英尺)。这些风速范围内的风力涡轮机的位置通常被认为是足够的,但数据建模和没有直接测量得到的。由于大型风力涡轮机所需的资本投资,关键是在提出位置直接测量风速。因此,本研究的目的是测量实际风速和风向的位置Acutec精密机械加工,公司。

方法

Acutec Saegertown设施位于山脊在Saegertown海拔约1100英尺,PA。2007年,在商业发射塔位于网站,风速计安装在高度50,110年、170年和170年英尺地面开发垂直风切变模型来评估风力涡轮机设计运行在不同高度的风速计(图1)。还测量风速和风向。Onset S-WCA-M003模型风速计(图2)附加到6英尺(2米)的扩展手臂,贴在发射塔的西南位置,程序记录平均风速、阵风,方向每一分钟。大约每一个月到三个月,数据下载之前被处理。风传感器的数据存储Onset的HOBO®气象站数据记录器 H21 – 002上传到数据组织的软件HOBOware®BHW-PRO-CD。这个软件格式化的数据兼容我们的风力数据分析软件,Windographer 1.47版本,Mistaya工程有限公司提供的卡尔加里,加拿大阿尔伯塔省。

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图2。Onset S-WCA-M003风传感器。风叶是317毫米(12.5英寸)高x 419毫米(16.5英寸)宽。

结果与讨论

数据收集后13个月(2008年10月到2009年11月)Hoboware Pro的数据导出到一个文本格式。录音的复苏率是70%以上为所有高度和80%以上的三四个高度。数据为2009年1月和2月在230英尺的高度丢失是由于数据采集失败。

平均风速在夏季和冬季最高,最低,最低(8.7英里)7月在230英尺的高度,最高12月(13.1英里)在相同的高度(图3)。正如所料,年平均风速和最大风速随高度增加。我们确定风速和高度(称为垂直风切变)。这些数据被用来开发基于高度的风速预测方程在0和330英尺之间。这是有用,因为不同的风力涡轮机模型有不同的中心高度。风速变化在天12:00至18:00,最高速度一般,晚上最低。

在230英尺的数据显示最承诺在风力资源的可用性。阵风都约2英里每小时大于平均风速。季节性风速剖面显示最高的平均风速(每小时13.55英里)和最低的速度12月7月份(8.80英里)。年平均风速在这个高度是10.66英里。

平均风速上升表明,平均风速最高,约12.5英里,来自南部和东南部。总风能增长表明,大多数风能是来自西南。最后,风概率分布表明,通常(约9.5%的时间),风在9到10英里范围内。风速是0英里大约3.4%的时间,不到7英里(大多数所需的最低风速风力涡轮机发电)不到14%的时间。

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图3。季节性风速剖面50、110、170、和230英尺Acutec网站。

结论和建议

我们的数据表明,风力资源足以驱动大型商用风力发电机能满足Acutec一年一度的电力需求。我们使用Windographer的输出,与我们的风力数据,估计每年的电气输出的商用风力涡轮机(表1)。基于Acutec 2008 2879936千瓦时的能源需求,风力涡轮机能产生1兆瓦的每年3兆瓦是最合适的。大型涡轮机产生更多的电力,和一个大型涡轮机可以满足Acutec一年一度的能源需求。大型发电机更昂贵;然而,规模经济和建筑成本可能表明一个涡轮多个风力涡轮机相比更节约。一个完整的经济分析必须包括资本和维护成本,联邦和州激励,税收抵免,赠款、贷款和利息,投资回收期。

涡轮模型 涡轮大小(兆瓦) 预测年度亏损后输出功率(千瓦时) %的Acutec每年的能源需求
维斯塔斯V82 1.65 1988913年 69.0
维斯塔斯V90 2.0 2320593年 80.6
维斯塔斯V90 3.0 2555543年 88.7
华锐风电SL3000/105 3.0 3435449年 119.3
华锐风电SL3000/115 3.0 4112003年 142.8%

我们的研究结果表明,该地区其他地方西北宾夕法尼亚的可能适合风力发电。看着这一地区起伏的山丘和山谷地形的很明显,还有其他地区海拔和山脊和山谷地形特征类似Acutec站点。了解更多资讯,联系北京北方大河仪器仪表有限公司因此,尽管宾夕法尼亚风地图表明伊利湖的内陆地区风力资源潜力有限,从我们的数据很明显,从该地区的地形特点,可能会有更多的风能潜力比估计发表。

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