Kas tuuleturbiinid võivad olla salarelv orkaanide vastu? Tänane fantaasia võib olla homne reaalsus

Anna Broughel Selle artikli kaasautorid on Clean Energy Leadership Institute'ist ja Johns Hopkinsi ülikoolist.

Orkaan Nicole'iga maandudes Selle nädala alguses Floridas on see järjekordne meeldetuletus, et USA peab tegema rohkem, et kaitsta end jätkuva iga-aastase orkaaniohu eest. Kliimamuutused põhjustavad äärmuslikumaid ilmastikunähtusi ja nii veider kui see ka ei kõla, võivad meie võitluses nende vastu salarelv olla tuuleturbiinid. Seda tuleb arvestada, kuna Bideni administratsioon töötab a eesmärk aastaks 30 GW avamere tuuleenergia kasutuselevõtmist.

Suuremahulised avamere tuuleturbiinipaigaldised võivad mõjutada tuule tugevust, tormihoogusid ja isegi potentsiaalselt sademed orkaanide tasemed. Tuuleturbiinid lülitatakse orkaani lähenedes välja, kuid füüsilised struktuurid ise võivad suure hulga koondumisel tormi aeglustada, eraldades osa kineetilisest energiast, kui see möödub.

See kõlab nagu midagi ulmeromaanist – ja praegu on see fantaasiale lähemal kui tegelikkusele –, kuid idee põhineb füüsikal ja eelretsenseeritud teadusel.

Üks õppimanäiteks alates Stanfordi teadlased ja avaldati 2014. aastal, vaadeldi Louisiana ranniku lähedal asuva 78,000 100 tuuleturbiinist koosneva installatsiooni hüpoteetilisi mõjusid. Autorite hinnangul oleks selline areng olemas olnud – tuhanded turbiinid asuvad rannikust XNUMX km raadiuses ja ulatuvad mitme miili kaugusele – orkaan Katrina tuule kiirus oleks võinud olla kuni 98 miili tunnis aeglasem, tormihoogudega kuni 79% madalamad.

Teine uuring2018. aastal leiti, et vähenenud sademete hulk võib olla avamere tuuleturbiinide mõju. Selles uuringus vaadeldi orkaan Harvey poolt Texasele tekitatud kahju ja leiti, et umbes 33,000 75,000–15 XNUMX turbiinist koosnev hüpoteetiline tuulepark oleks võinud vähendada maismaal sademeid umbes XNUMX%. Sademeid tuleb välja pressitud kui torm turbiinidest üle läheb, viitab uuring.

On isegi mõeldav, et sellised tuulearendused võivad ühel päeval säästa piisavalt raha, vältides kaldakahjustusi, et katta nende ehituskulud. See tähendab, et ainuüksi välistest kasudest, isegi ilma toodetud elektri eeliseid arvestamata, võivad avamere tuulepargid lõppeda enda eest makstes. Loomulikult põhjustavad orkaanid ka turbiinidele kahju, mistõttu uurivad teadlased võimalusi turbiinide vastupidavuse ja disaini parandamiseks, näiteks painduvad terad ja ujuvad tuuleturbiinid, mis ei ole ookeanipõhja külge kinnitatud

Selguse huvides põhinevad need tulemused mudelitel, mitte tegelikel tuuleturbiinidel. Tegelikult töötab Ameerika Ühendriikides vähem kui kümme avameretuulikut. Rhode Islandil ranniku lähedal on neid viis Plokkide saar ja kaks osana a pilootprogramm Virginias, mille ehitas Dominion EnergyD
. Lõpuks tuulepark ehitatakse Virginias on 176 turbiini. Siiski on see nendes uuringutes ette nähtud kümnetest tuhandetest kaugel.

Uuemad turbiinid on palju suuremad (kaks kuni kolm korda kõrgemad kui Vabadussammas) ja toodavad rohkem võimsust kui need, mis ehitati vaid paar aastat tagasi. Seega võivad mõned nendes uuringutes esitatud eeldused turbiiniseadmete koguse ja suuruse kohta olla juba aegunud, mõjutades hinnangulist mõju orkaanidele.

Tuuleveskites kallutades?

Kas need simulatsioonid on vaid mõttetu akadeemilise teoretiseerimise harjutus, mis on reaalsusest täielikult lahutatud? Arvutimudelite üle on lihtne mõnitada ja need maha kanda kui – vabandust, vaid tuuleveskite kallutamine. Kuid uuringud on tõsised katsed mõista tuuleenergia laiaulatusliku kasutuselevõtu soovimatuid tagajärgi, isegi kui kasutuselevõtt ise on aastate kaugusel.

Akadeemilise uurimistööga, nagu paljude asjadega, tuleb saavutada tasakaal meie unistuste fantastiliste piltide ja reaalsuse külma karmi tõe vahel. Ulatuslike tuulearengute ja nende mõju orkaanidele uurimine võib tänapäeval olla vaid teoreetiline. Kuid ilma eilsete ammuste ideedeta ei saa homsed muinasjutulised õnnelikud lõpud kunagi teoks saada.

Nagu mõned akadeemikud, elas ka rüütel Don Quijote fantaasiamaailmas. Ta kujutles end Dulcinea del Toboso kaitsjana. Ta sobib tema kontseptsioon ideaalsest naisest: kuldsed juuksed, alabasternahk, klassikaliselt kaunis nagu Vana-Kreeka skulptuur. Tegelikult on ta muidugi vaene talutüdruk El Tobosost, kellega Don Quijote pole kunagi rääkinud. Ta ei tea isegi tema tegelikku nime, mis on Aldonza Lorenzo, mitte Dulcinea.

Nii et jah, Don Quijote lõi oma mõtetes vale simulaakrumi, kuid see polnud lihtsalt põgenemine reaalsusest. See inspireeris ka ilusat armastusluule. Samamoodi võib akadeemilistes uuringutes leitud arvutimudelite näiliselt piiripealse hullumeelsuse tõttu olla, et need uuringud on praegu lähedasemad väljamõeldistele kui faktidele. Kuid see pole kõik nende toodetud lollikuld, kui nendes leiduvad ideed lõpuks õitsevad millekski suurejooneliseks ja otsest kasu kõigile ameeriklastele.