解释美国风能输出功率密度下降
摘要：美国的风能发电在过去几十年间显著增长，与运行涡轮机数量和平均大小相一致。然而，风能密度已经下降，无论是以涡轮转动面积或间距面积计量的风能输出量。为了研究这种影响，我们对2001年至2021年的美国风能发电数据进行了分解，并研究了输入功率密度和系统效率的变化如何影响输出功率密度。这里，输入功率密度指的是可供涡轮机利用的风量，系统效率指的是通过涡轮转动面积流过的风中转化为电力的份额，输出功率密度指的是单位涡轮转动面积所产生的风功率。我们表明，虽然涡轮机可利用的功率输入在2001年至2021年间有所增加，但系统效率却降低了。总体而言，这导致了过去十年输出功率密度的下降，解释了更高的土地使用需求。系统效率的下降与特定功率的下降有关，即涡轮机的名plate容量与其涡轮转动面积之间的比率。此外，我们还表明，由于2001年以来涡轮机的平均轴高增加，可供涡轮机利用的风量已大幅增加。然而，在这个时期，场地质量略有下降。
作者：Peter Regner, Katharina Gruber, Sebastian Wehrle, Johannes Schmidt
论文ID：2107.14699
分类：Applications
分类简称：stat.AP
提交时间：2023-06-26