科学探索|这种双叶片海上风力涡轮机可以抵御来自飓风的袭击这种双叶片海上风力涡轮机可

美国东海岸11个州已经承诺采购近40GW的海上风力发电。但日益强大的大西洋飓风将对这些未来的海上风电场构成威胁。一个科学家小组调查了如何使海上风力涡轮机更具弹性--他们发现，当他们把海上风力涡轮机转过来时，它能更好地抵御猛烈的风暴。

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面对飓风，海上风电场的复原力
正如CU Boulder Today所解释的，来自科罗拉多大学博尔德分校、弗吉尼亚大学、德克萨斯大学达拉斯分校、科罗拉多矿业学院和国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员认为，涡轮机能抵御大风的方式是面对下风。
【科学探索|这种双叶片海上风力涡轮机可以抵御来自飓风的袭击】传统的上风向涡轮机面对来风，为了避免被吹到塔架上，其叶片必须有足够的硬度。建造这些相对较厚和巨大的叶片需要大量的材料，这使其成本上升。然而顺风转子上的涡轮机叶片是面向风的，因此当风势增强时，它们撞上塔架的风险较小。这意味着它们可以更轻、更灵活，这需要更少的材料，因此制造成本更低。这些顺风的叶片还可以在面对强风时弯曲而不是折断--就像棕榈树一样。

科罗拉多大学博尔德分校电气、计算机和能源工程系的Palmer讲席教授Lucy Pao表示：“我们在很大程度上受到棕榈树的生物启发，它们可以在这些飓风条件下生存。”
研究小组建造了一个53.38千瓦的涡轮机，被称为SUMR-D--分段式超轻型变形转子演示器。他们的涡轮机具有两个轻巧灵活的叶片和一个顺风转子。它在博尔德南部的NREL Flatirons校区进行了为期四年的研究测试。
SUMR-D的特点是改进了控制器，即系统的大脑，它决定了在生产电力时何时提升或降低。
偏航控制器确保涡轮机朝向正确的方向，叶片间距控制器决定叶片的方向（取决于风速），而发电机扭矩控制器决定从涡轮机上拉出多少电力并输送到电网。虽然它控制着涡轮机的物理组件，但这些控制器本质上是一种告诉电机该怎么做的软件算法。
SUMR-D涡轮机在大风中表现稳定而高效。研究人员还认为，他们的控制算法也可以适用于传统的三叶上风涡轮机。