美国正在加紧计划大幅增加海上风电产量，预计到2030年新增装机容量将达到30吉瓦，到2050年总装机容量将达到110吉瓦。但要想取得成功，该国需要设计出能够承受热带风暴挑战的涡轮机。

　　“极端天气对海上风力涡轮机的影响，业界还没有完全了解，”作者王佳丽说。“制造商根据国际设计标准设计风力涡轮机，但需要更好的模型和数据来研究极端天气的影响，以便为设计标准提供信息和修订。”

　　在《可再生和可持续能源杂志》上发表的一篇综合评论中，王和他在阿贡国家实验室、国家科学基金会国家大气研究中心、国家可再生能源实验室、密歇根理工大学和太平洋西北国家实验室的同事们对热带风暴观测技术的前景进行了严格的研究。他们还回顾了先进的基于物理的建模和使用人工智能和机器学习的数据驱动模型。

　　他说：“传统方法无法很好地预测极端天气事件的强度。”“在回顾了最先进的科学技术和方法之后，我们需要做的工作是在天气数据、整个风力发电场和单个风力涡轮机之间架起一座桥梁。”

　　例如，国际电工委员会制定的海上风力涡轮机标准没有考虑到极端天气对涡轮机影响的复杂性，他们可以从各种新技术和数据共享合作的可靠数据中受益。

　　作者指出，先进的建模技术正在迅速发展，例如使用超分辨率技术将现有区域数据缩小到点尺度数据的深度神经网络。另一个关键的进步是使用机器学习方法进行动态暖势预测，这可以更好地预测风暴的强度。

　　“我们需要模型来解决非常小尺度的问题，比如了解从一个涡轮机到另一个涡轮机发生了什么，”王说。“卫星和其他遥感技术可以自主扫描一个地区，在极端天气条件下是有帮助的，但它们的准确性可能会受到大雨的影响，而且它们无法提供旋翼高度等多个高度的风信息。”

　　作者指出，实现反映不同尺度上多种风暴效应复杂相互作用的数据对于更新模型和涡轮机设计标准非常重要，同时了解气候变化将对风暴预测产生的影响。

　　“大风和海浪都是破坏性的，因为海浪可以产生能量，推动洋流，”王说。“风、波和洋流这三个组成部分可以来自不同的方向，也可以走向不同的方向。这就是所谓的不对准，使涡轮机更加脆弱。”

　　更多信息：北大西洋气旋的建模和观测：对美国海上风能的影响，《可再生能源和可持续能源杂志》（2024）。DOI: 10.1066 /5.0214806期刊信息：可再生能源和可持续能源杂志由美国物理研究所提供引文：更新海上风力涡轮机：新的设计需要在更小的尺度上解决问题，科学家说（2024年，10月15日）从https://techxplore.com/news/2024-10-offshore-turbines-require-problems-smaller.html检索2024年10月15日本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。