美国的四倍风机可以实现2030年的风能目标

根据康奈尔(Cornell)的最新研究，美国可以在10年内以轻柔的方式发电20%的电力。
地球与大气科学系教授SaraC.Pryor说：“美国目前约有7%的风能来自电力。”“这项研究表
明，将风力涡轮机的装机容量从2014年的水平提高三倍，将使我们实现20%的风力发电目
标，而无需增加土地，也不会对整个系统的效率或当地气候造成负面影响。”
这项研究名为“美国20%的风能发电对系统效率和区域气候的影响有限”，该研究于1月17
日在《自然科学报告》上发表。这项研究由美国能源部科学办公室资助，并且基于一系列广
泛的高分辨率大气模拟。
Pryor与Sibley机械与航空航天学院教授RebeccaJ.Barthelmie以及博士后研究员TristanJ.
Shepherd合作，研究了到2030年风能如何从目前水平扩展到整个美国电力供应的五分之一
的方案，如美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)在2008年所概述。
NREL报告称这是“20%的风能情景”，该报告指出，到2030年，美国20%的风能产生的电
力可消除约8.25亿公吨的二氧化碳排放。
研究人员说，从2016年到2017年，美国的风力发电量增长了12%，达到254兆瓦时，然后
在2018年又增长了8.3%，达到275兆瓦时。在这种情况下，美国目前每月使用大约310至
320兆瓦时的电力，这些电力来自煤炭，天然气，核能和可再生能源发电厂。
普赖尔说：“风能已经在使全球能源体系脱碳中发挥了关键作用。”“风力发电机偿还他们的
三至七个月操作的部署和制造相关的寿命的碳排放量，并提供近30年来几乎无碳的电力产
生。”
但是，研究人员问道，将风力涡轮机数量增加四倍是否会降低收集能量的涡轮机机队的效率?
那一代人会对当地气候产生负面影响吗?
在大型风力涡轮机的高密度阵列中，研究人员研究了与称为“风力涡轮机尾流”的现象相关
的系统范围效率的可能下降，在这种现象中，风力涡轮机提取动量会降低风速。此唤醒是通
过与大气中的空气原状混合侵蚀，但可以降低风速，关于下游风轮机撞击。
Barthelmie说：“上游风力涡轮机对风的'盗窃'降低了整个风力涡轮机集合所产生的总功率，
并且增强的混合(湍流)可以改变风力涡轮机附近的当地气候条件。”
研究人员提供了一些方案，例如使用改进的技术为涡轮机提供动力，以在不使用额外土地的
情况下扩大风力涡轮机的安装能力。研究人员证明，装机容量的扩展对系统范围的效率影响
很小，而对当地气候的影响则很小，而通过部署大型，先进的涡轮机可以减少这种影响。