传统智慧表明，由于我们接近单个风力涡轮机效率的理论极限，风能现在是一项成熟的技术。但加利福尼亚理工学院的研究人员重新审视了过去30年引导风电行业的一些基本假设，现在认为风电场设计的一种新方法 - 将风力涡轮机靠近而不是相隔很远 - 可能提供显着的效率提升。
这对思想学院提出了挑战，即未来唯一的进展是开发更大的涡轮机，将它们放在海外，并游说政府有利于风能进一步渗透到能源市场的政策。
“迄今为止被忽视的是，尽管风力涡轮机技术取得了巨大进步，但作为一个整体，风'农场'的效率仍然相当低，”工程与应用科学教授兼主任John Dabiri解释道。加州理工学院生物制药工程中心。“由于传统的螺旋桨式风力涡轮机必须间隔很远，以避免在空气动力学上相互干扰，因此进入风电场的大部分风能都不会被窃听。实际上，现代风力发电场相当于'草率的食用者。 “ 为了补偿，他们建造得更高更大，以获得更好的风。“
但是，这种高度和尺寸的增加导致经常引用的问题，例如成本增加和难以设计和维护较大的结构，其他视觉，声学和雷达签名问题，以及更多的蝙蝠和鸟类的影响。
Dabiri专注于更有效的风“农场”设计形式，将个人风力涡轮机的效率降低到后座。他在美国物理研究所的“ 可再生和可持续能源杂志”中描述了这一新设计。
“30英尺处的可用风能远远低于现代风力涡轮机的高度，但如果能够更有效地利用近地风，则不需要进入更高海拔的风，”他说。“全球30英尺的风力发电量超过全球用电量数倍。挑战?捕获这种能量。”
加州理工学院的设计通过依靠垂直轴风力涡轮机(VAWT)来确定动力，这种布置使涡轮机与水平轴螺旋桨式涡轮机相比更加紧密。
根据Dabiri的说法，VAWT提供了一些直接的好处，包括在湍流风中有效运行，例如在地面附近发生的湍流风，简单的设计(无齿轮箱或偏航驱动器)可降低运行和维护成本，并降低环境影响。
今天VAWT没有被更突出地使用的两个主要原因是因为它们往往单独效率较低，并且上一代VAWT遭受与疲劳相关的结构故障。
“就效率问题而言，我们的方法并不依赖于高单独的涡轮机效率和尽可能接近的涡轮机间距。就故障，材料的进步和预测空气动力负荷而言，新型设计可以更好地承受疲劳负荷，“达比里说。
研究人员去年夏天收集的实地数据显示，他们正走在正确的轨道上，但这绝不是“完成任务”。接下来的步骤包括扩大现场演示并改进用于试点研究的现成风力涡轮机设计。
最终，这项研究的目标是降低风能成本。“我们的结果令人信服地呼吁进一步研究风能现状的替代方案，”Dabiri指出。“由于这种方法的基本发电单位较小，所涉及的物理力的缩放预测我们的风电场中的涡轮机可以使用比现有风力涡轮机更便宜的材料，制造工艺和维护来建造。
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