New National Science Foundation en door het Department of Energy gefinancierd onderzoek belicht een voorheen onontgonnen gevolg van de wereldwijde verspreiding van windenergiefaciliteiten:een zogeffect van upwind-faciliteiten die de energieproductie van hun downwind-buren kunnen verminderen.

In samenwerking met het Nationaal Laboratorium voor Hernieuwbare Energie (NREL), faculteit van de University of Colorado Boulder (CU) en de University of Denver (DU) ontwikkelden de paper, "Kosten en gevolgen van zogeffecten van windturbines als gevolg van ongecoördineerde ontwikkeling van windenergie, " die verschijnt in Natuur Energie . De studie maakt gebruik van atmosferische modellering samen met economische en juridische analyse om aan te tonen dat de zogeffecten van windfaciliteiten - die optreden wanneer groepen turbines de windsnelheid mijlen achter hen verminderen - meetbaar en voorspelbaar zijn.

"Dit werk pleit voor een meer doordachte inzet van windenergie, " zei Julie Lundquist, een onderzoeker bij CU en hoofdauteur van de studie. Lundquist, die samenwerkt met het National Wind Technology Center van NREL, is universitair hoofddocent bij de afdeling Atmosferische en Oceanische Wetenschappen van CU Boulder en fellow van het CU/NREL Renewable and Sustainable Energy Institute. De paper is co-auteur van K.K. DuVivier van DU's Denver Sturm College of Law, evenals Daniel Kaffine en Jessica Tomaszewski van CU.

Er is waargenomen dat de kielzog van de windfaciliteit zich uitbreidt tot 25 mijl. Van de 994 individuele windinstallaties in de Verenigde Staten in 2016, bijna 90 procent bevindt zich binnen een straal van 25 mijl van een andere windfaciliteit, die allemaal wake-effecten kunnen ervaren.

"Net zoals stroomopwaartse watergebruikers bewust of onbewust extra kosten stroomafwaarts kunnen opleggen, hetzelfde effect speelt hier, " zei Kaffine, een professor in CU Boulder's Department of Economics. Onderzoek toont aan dat zogeffecten windenergie niet ondermijnen omdat ze voorspelbaar zijn en alleen voorkomen in specifieke atmosferische omstandigheden.

"Naast het onderstrepen van de waarde van zorgvuldig geplande plaatsing van windmolenparken - vooral nu de Verenigde Staten beginnen met grootschalige offshore windinstallaties - illustreert dit soort baanbrekend onderzoek wat NREL tot een leider maakt in het transformeren van wereldwijde energietechnologieën en -systemen, " zei Johney Groen, associate lab director voor Mechanical and Thermal Engineering Sciences bij NREL.

De grootste zogeffecten deden zich voor wanneer de wind in een specifieke richting stond en 's nachts als de temperatuur afkoelde. De meest ernstige zogeffecten treden slechts in minder dan 4 procent van de tijd op voor de in dit onderzoek gesimuleerde windfaciliteiten, wat aangeeft dat zogverliezen kunnen worden geanticipeerd en beheerd. Met computersimulaties konden onderzoekers het verlies aan windopwekking kwantificeren. Voor de bestudeerde maand, de stroomproductie daalde met 8 procent bij de downwind-faciliteit toen de upwind-locatie deel uitmaakte van de simulatie.

Tom Baerwald, programmadirecteur voor het Dynamics of Coupled Natural and Human Systems-programma van de National Science Foundation, zei dat het project de verbanden tussen economische en juridische kwesties en de geofysische processen in de productie van windenergie onderzoekt. "Deze bevindingen bevorderen ons begrip van deze interacties en bieden richtlijnen voor een succesvolle ontwikkeling van hernieuwbare energie voor de toekomst."