om händerna på urtavlor svepte över sina ansikten tvärtom, skulle det vara den riktning som kallas”medurs”. Och de skulle berätta timmen lika troget. Det är bekvämt att ha alla klockhänder vända i samma riktning, men det är en olycka i historien vilken riktning det är. På samma sätt verkar det vara ett godtyckligt men effektivt val av vindturbintillverkare att bladen på nästan alla dessa enheter vrider medurs. En studie som presenterades den 4 maj för generalförsamlingen för European Geosciences Union (hålls online, istället för i Wien, som planerat), tyder dock på att på norra halvklotet, där 96% av dessa turbiner finns, kan universell klockvishet vara dålig.
din webbläsare stöder inte elementet <audio>.
Njut av mer ljud och podcasts på iOS eller Android.
för en enda turbin spelar det ingen roll. Men turbiner planteras vanligtvis i grupper. Om, i en sådan grupp, en turbin ligger bakom en annan så spelar det roll, enligt Antonia Englberger från German Aerospace Centre, i Oberpfaffenhofen, och hennes kollegor. De har byggt en datormodell som simulerar luftflödet över en turbin som vrider i båda riktningarna och beräknar sedan effekten detta har på en andra turbin, medvind av den första. På dagen avslutar laget, det är ingen skillnad. Men på natten kan effekten från motvindanordningen vara upp till 23% högre om dess motvindskollega vrider moturs.
anledningen ligger i det nattliga beteendet hos atmosfärens botten några hundra meter, känt som gränsskiktet. På dagen värmer solens strålar marken, som värmer den närliggande luften, som stiger i turbulensvirvlar, vilket resulterar i ett välblandat gränsskikt som beter sig på samma sätt i alla höjder. Konsekvensen för en vindkraftverk är att dess rotorblad känner samma vindhastighet och riktning oavsett om de är högst upp eller längst ner i sin rotation.
på natten svalnar dock marken. Virvlarna försvinner därför ofta och gränsskiktet slutar blandas. Friktion med vegetation eller byggnader innebär nu att luft nära marken rör sig långsammare än luft högre upp—en effekt som kallas höjdrelaterad vindskjuvning. Och mängden skjuvning, med tanke på bladspänningen hos moderna turbiner, är tillräckligt stor för att jordens rotation ska komma till spel. Detta driver rörlig luft till höger på norra halvklotet och till vänster i södra, ett fenomen som kallas Coriolis force. Ju snabbare luftflödet desto större avvikelse. Således vindskjuvning föder vind veer, en gradvis förändring i riktning med höjd.
som är viktigt för turbinpar eftersom luften som skjuter mot bladen på uppvindanordningen och därmed får dem att rotera, säg medurs, avböjs av dessa blad i andra riktningen. Detta gör det till en turbulent vakna med en rotation (i detta fall) som går moturs. Denna moturs rotation strider mot den Coriolis-inducerade svängningstendensen hos den ostörda vinden runt kölvattnet. Och det hindrar wake förmåga att hämta energi från denna omgivande, ostörda vind och sedan fortsätta att slå den andra turbinen med förnyad vim.
om den första turbinen roterar moturs, kommer kölvattnet att vara medurs, vilket matchar den nordliga halvklotets vindveer. Detta gör det möjligt att få energi från den omgivande luften för att leverera till nästa turbin—motsatsen till vad som nu händer. Och på södra halvklotet fungerar allt tvärtom, så konventionella turbiner medurs gör bäst.
Retooling fabriker i ljuset av Dr Englberger upptäckt, att göra turbiner köra moturs istället, skulle säkert vara dyrt. Huruvida den extra kraften som skulle kunna pressas ut ur vinden genom att göra det skulle göra det värt att kräva mycket mer utredning. Hennes resultat visar dock snyggt hur även uppenbarligen godtyckliga beslut kan få oavsiktliga konsekvenser.2173>
denna artikel publicerades i avsnittet vetenskap & teknik i tryckupplagan under rubriken ”Shear, veer, cheer”
