垂直轴风力涡轮机可以为城市和郊区提供更便宜的电力

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VAWT是一种风力涡轮机设计，其中发电机垂直安装在塔架中，而不是水平安装在顶部。虽然有许多VAWT设计，这项研究中使用的设计被称为直叶片Darrieus或H转子涡轮机。

据研究人员称，小型VAWT能够在高湍流条件下有效运行，这使它们成为城市和郊区环境中理想的能量收集设备。在本周AIP Press《可再生和可持续能源杂志》的一篇文章中，作者展示的结果表明，设计最佳的VAWT系统可以在经济上与城市和郊区基于化石燃料的电厂竞争，甚至可以率先开发零净能源建筑或城市。

为了建立他们的结果，该团队将实际的时间分辨风速数据输入到数值模拟中，该数值模拟确定了涡轮机在一年的运行中捕获的总能量。他们的风数据是在2009年由安装在交通站顶部的三维声波风速计生成的，交通站距离地面约9米或30英尺，位于俄克拉荷马州俄克拉荷马城周围的9个不同城市和郊区。

研究人员模拟了13种不同的风力涡轮机配置，重点关注四个具体的设计参数：高径比(H/D)、叶片翼型形状、涡轮机鲁棒性和涡轮机惯性矩。用于确定最佳设计配置的主要性能指标是涡轮机在一年内捕获的能量相对于同期紊流风中可用能量的百分比。

在13种设计配置中，最佳涡轮设计的惯性矩最低。然而有趣的是，研究人员证实，即使排除惯性矩作为设计参数，这种配置仍然是最理想的。

他们还分析了其中一个试验点的各种涡轮机设计的平衡能源成本(LCOE ),并找到了经济可行方案所需的叶片特征值。站点最佳设计配置产生的电力成本比全国平均电力单价低10%。

“这不是我们研究的结束。我认为我们对涡轮机设计配置及其运行条件有更多的研究，这将增加涡轮机捕获的能量。[.]令人兴奋，”该项目的主要研究人员之一Lam Nguyen说。Nguyen目前正和一位前顾问一起拓展他的研究。

根据他们的结论，VAWT的最佳设计配置可以降低电力成本，团队知道这项工作尚未完成。

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