风力发电是世界上增长最快的能源部门之一，电力存储和发电的进步可以进一步提高现代风力涡轮机的能源效率。
自 1980 年以来，美国的风能成本下降了 90% 以上。因此，近年来对风能的投资急剧增加。去年，风电占全国电力供应的6.3%，投资增长9%。增长几乎没有放缓的迹象——事实上，截至 2018 年 1 月，有近 28,700 兆瓦的新美国风电项目正在进行中。风电投资的增加不仅预示着可持续能源的未来，也预示着许多其他领域的成功——包括空气压缩机市场。风能项目的涌入为空气压缩机在可再生能源存储和推进中的应用带来了宝贵的机会。
迎向未来
美国能源行业越来越积极地寻求海上风电设施，特别是在东北部等地区，各州无法像较大、人口较少的州那样为风能开发指定尽可能多的物理土地。
Avangrid Renewables 美国海上项目副总裁Alejandro de Hoz 表示： “美国肯定会利用欧盟海上市场已经走过的道路，并且能够在短短几年内迎头赶上。”
除了免费燃料来源、完全可持续性和清洁能源生产的明显好处外，风力发电还极具成本效益，每千瓦时只需 2 到 6 美分。事实证明，该行业在创造就业和提振经济方面特别有效——2016 年，约有100,000 人在风能领域获得了就业机会。2018 年，该行业预计将为美国经济贡献约200 亿美元。
让储能变得轻而易举
风能已经很高效，但压缩空气可以增加存储容量和涡轮推进力，同时减少能量损失。
与抽水蓄能电站系统有些相似，压缩空气储能 (CAES) 系统的工作原理是压缩环境空气，使其在高压下储存 – 通常在地下洞穴中 – 并根据需要，随后通过驱动涡轮机加热和膨胀产生电力的发电机。
尽管 CAES 系统已提出多年，但其限制性的地质要求和高昂的成本长期以来限制了其在现实世界中的开发和应用。然而，许多储能公司正在投入时间和资源研究新技术，以使 CAES 系统成为实用、经济高效的大容量储能解决方案。CAES 系统可能特别适合海上风电设施，因为它们可以安装在地下洞穴或可膨胀水箱中。
令人大开眼界的创新
随着一些技术进步，空气压缩机也有可能降低运营成本并提高海上风电场的总发电量。许多公司的工程师正在研究循环控制技术，该技术可用于改变涡轮叶片上的气流以提高能源效率。
传统上，空气涡轮叶片的形状复杂，并通过复杂的机械控制系统进行操作，以优化自然风的功率。空气动力循环控制消除了对复杂叶片形状和混乱操作技术的需求。最初开发用于提高飞机机翼升力的技术，空气循环控制通过使用从空心叶片后缘上的槽中出现的压缩空气来改变叶片的空气动力学特性，从而在涡轮机上发挥作用。
这项技术的效果是通过重新设计的翼型形状增加了功率、扭矩和空气动力。最终，这可能会减少许多现代涡轮机的尺寸，以及涡轮机在高速风中的安全运行——这会给当前模型带来损坏风险。
更重要的是，循环控制中使用的压缩空气允许涡轮机在较低的风速下有效运行。这意味着增加风能的可及性，因为较低的运行风速要求可以使涡轮机安装在自然风力较低的地区。
最重要的是，当应用于风力涡轮机时，该技术可能能够在相同风速下比现代模型产生更多的电力。事实上，佐治亚理工学院的初步研究估计，配备循环控制技术的叶片可以比传统涡轮机多产生30% 到 40% 的能量。
一口清新的空气
如果压缩空气要在风能领域的能量存储或循环控制技术中得到广泛应用，可能仍存在许多工程和财务挑战。然而，这些新技术开发背后的推动力是对提高可持续性和能源效率的承诺——这是我们共同的两个价值观。
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