Att förutse nyckelfunktioner hos vindkraftverk ett decennium eller mer före installationen kan vara underlag för dagens investerings-, forsknings- och energisystemplaneringsbeslut.
Forskarna Philipp Beiter och Eric Lantz från National Renewable Energy Laboratory (NREL), tillsammans med medarbetare från Lawrence Berkeley National Laboratory och US Department of Energy, samlade ideér och åsikter från mer än 140 av världens ledande experter om deras förväntningar på framtida vindkraftverk med design år 2035.
Placeras i regioner med mindre vind
I forskarnas nya artikel, "Expert Perspectives on the Wind Plant of the Future", som publicerades i tidskriften Wind Energy, skriver teamet att experter förväntar sig att höjden på vindkraftverken kommer att öka ännu mer än tidigare prognostiserat, med anläggningar placerade i allt större utsträckning i mindre gynnsamma vind- och lokaliseringsregioner.
Högre turbiner, och deras medföljande större rotordiametrar, möjliggör uppfångning av mer energi. I det mest sannolika scenariot förutspådde experterna att navhöjden för nyinstallerade landbaserade vindkraftverk kommer att nå 130 meter redan 2035, snarare än den 115-metersprognosen som erbjuds i en undersökning från 2015.
(Vid varje undersökning bads experter att se 15 år in i framtiden, så 2015 års data kunde ge förutsägelser för 2030).
Stöd för utjämnade energireduktioner
Experter förväntar sig anläggningsstorlekar på 1100 megawatt (MW) för fast underlag och 600 megawatt för flytande havsvind. Dessa och många andra designval som diskuteras i artikeln kan stödja utjämnade energireduktioner med 27 procent (onshore) och 17 procent-35 procent (flytande och fast havsbotten - offshore) år 2035 jämfört med idag.
Nya anläggningsdesigner kan också förbättra vindenergins nätservice, till exempel genom projekthybridisering med batterier och vätgasproduktion.
- Vår forskning ger ett välbehövligt riktmärke när det gäller att visa exempel på framtida vindteknik i kraftsektormodeller, förklarade Beiter.
- Genom att förklara ekonomin bakom val av vindenergidesign tar den här artikeln upp ett kritiskt forskningstema.
Författarna identifierar ekonomiska mekanismer som driver dessa designförändringar, inklusive skalfördelar från större turbiner, större anläggningsstorlekar och större placeringsflexibilitet.
I huvudsak driver dessa mekanismer designval eftersom värdet från minskade kostnader eller högre energiproduktion överstiger den inkrementella kostnaden för deras förefintlighet.
Undersökning av exakta mekanismer
- Även om de är väletablerade i en bredare ekonomisk teori och ofta behandlas individuellt, har relativt få ansträngningar systematiskt undersökt de exakta mekanismerna som ger drivkraft åt vindkraftskonstruktionen, sa Lantz om studiens unika bidrag.
Den omfattande globala expertundersökningen möjliggjordes genom ett internationellt forskningspartnerskap under överinseende av International Energy Agency Wind Technology Collaboration Programme, vars uppdrag är att främja forskning, utveckling och utbyggnad av vindenergi i sina medlemsländer.
Department of Energy's Wind Energy Technologies Office finansierade forskningen.
Källor: National Renewable Energy Laboratory (NREL), Lawrence Berkeley National Laboratory och US Department of Energy
