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通用电气计划利用世界上最快的超级计算机之一的力量,推动美国海上风力发电的发展。IBM在美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)推出的“峰会”(Summit)超级计算机,将使通用电气能够以一种公司从未有过的方式模拟气流。
最终,这项研究可能会影响未来风力涡轮机的设计、控制和运行。该计划还旨在通过让研究人员更好地掌握大西洋的风能资源,促进美国东海岸风能的发展。通用电气表示,峰会将运行的模拟可以填补历史数据中的一些空白。
根据美国风能协会(American wind Energy Association)的数据,海上风能提供的电量有可能是美国目前用电量的近两倍。但要使涡轮机在海上更坚固、更高效,研究人员需要更多的信息。这就是顶峰峰会的作用。
通用电气研究沟通主管托德•阿尔哈特(Todd Alhart)表示:“这就像一个孩子在一家糖果店使用这种工具一样。”根据超级计算机500强的速度排名,Summit超级计算机目前是世界上速度第二快的超级计算机,仅次于日本的Fugaku。
通用电气的研究将在明年与美国能源部的百亿亿次计算项目合作进行,如果没有峰会,这项研究几乎是不可能完成的。这是因为在他们的研究中,通常需要在分辨率和比例之间进行权衡。他们通常可以研究高分辨率的空气如何穿过单个旋翼叶片,或者他们可以研究更大的图像——比如一个大型风力发电场——但是视野模糊。在这种情况下,百亿亿次计算将使他们能够以足够高的分辨率模拟整个风电场的流动物理,从而研究单个涡轮机叶片旋转的过程。
李和她的团队将重点研究沿海低空喷气式飞机。这些气流并不遵循传统风力涡轮机设计中通常考虑的风的相同模式,传统风力涡轮机的速度会随着高度逐渐增加。根据李的说法,沿海低空急流是“非典型的”,因为风速可以迅速上升到一定高度,然后突然下降。这些风型通常不太常见,但它们在美国东海岸出现的频率更高——这就是为什么研究人员想要更好地了解它们是如何影响涡轮机性能的。
美国东海岸对海上风能的需求不断增长。2016年,美国第一个海上风电场在罗德岛海岸建成。一系列东海岸风力发电场将在未来几年内投入使用,其中最大的一个预计将是2024年在新泽西海岸外建设的一个16亿美元的项目。