未開發(fā)的可再生資源準(zhǔn)備好迎接黃金時段

在河流中使用流內(nèi)流動(或流體動力)能量轉(zhuǎn)換器似乎提供了另一種可行和有效的選擇，以擴大可再生能源并限制美國的碳排放。雖然河流流動能量收集系統(tǒng)的潛力已經(jīng)在具有固定床的河流中得到證實，但研究人員現(xiàn)在開發(fā)了一個由帶有沙床的河道產(chǎn)生的流體動能的比例演示。在Nature Energy發(fā)表的一篇新論文中詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)，該模型可以有效，安全地生成能量模型，而不會破壞河流地貌環(huán)境的穩(wěn)定性。

隨著推動可持續(xù)和可再生能源技術(shù)的全球興趣持續(xù)增長，科學(xué)家們估計，可以從溪流，河流和潮汐的水流中捕獲未開發(fā)的動能，以產(chǎn)生高達(dá)全國10%的電力。關(guān)鍵的想法是安裝在水路床陣列的軸流和橫流渦輪機上，看起來非常像“水下風(fēng)電場”，以利用動能而無需像傳統(tǒng)水力發(fā)電那樣建造水壩。雖然已經(jīng)為具有固定床的河流獲得了有希望的結(jié)果，但是這種技術(shù)的可行性和潛力尚未在具有沙床和遷移沙丘的大自然河流中得到證實。

包括Fotis Sotiropoulos博士，石油大學(xué)杰出教授，石溪大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院院長以及明尼蘇達(dá)大學(xué)圣安東尼瀑布實驗室的合作者在內(nèi)的科學(xué)家團(tuán)隊接受了這個問題。 。

研究人員在受控的實驗室條件下創(chuàng)建了一個代表大型沙河的模型流體動力發(fā)電廠。他們在85米長，2.75米寬的通道內(nèi)安裝了多個浸沒式流體動力渦輪機。該通道在受控的實驗室條件下再現(xiàn)了天然河流的水力學(xué)，沉積物輸送和形態(tài)動力學(xué)結(jié)垢范圍，使研究人員能夠控制流速和沉積物排放。他們使用最先進(jìn)的流量測量技術(shù)和高分辨率激光掃描儀來觀察大型遷移沙丘與渦輪機的相互作用，并影響流體動力裝置在沉積物活躍河流環(huán)境中的性能和彈性。

該研究表明，通過適當(dāng)放置渦輪機，發(fā)電廠可以有效地提取動能，而不會影響河流的地貌平衡和渦輪機基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)安全性，即使在大型遷移沙丘的存在下也是如此。

“我們的工作表明，有可能從沙質(zhì)河流中獲取流體動能，而不會破壞渦輪機的結(jié)構(gòu)完整性或擾亂河流環(huán)境。桑迪河在自然界中很普遍，因此我們的研究結(jié)果可能影響周圍社區(qū)的可再生電力生產(chǎn)國家和世界，“Dean Sotiropoulos總結(jié)道。