8个国家、14家机构参与……总经费520万欧元的国际联合研究
开发风力涡轮机结冰预测与控制技术……目标是提升2%的发电量

光州科学技术院(GIST)研究团队入选欧盟大型研究与开发(R&D)项目“地平线欧洲”的风电研究课题,这是韩国国内首次入选。团队将与全球知名风力涡轮机制造商维斯塔斯等海外研究机构和企业合作,开发解决冬季风力发电机叶片结冰问题的技术。


GIST于9日表示,机械与机器人工程系Kim Taeseong教授研究团队将参与“地平线欧洲”国际联合研究课题“OptimICE”。研究团队参与撰写的课题提案在“地平线欧洲”评审中获得满分15分。

GIST机械与机器人工程系教授 Kim Taeseong 在“地平线欧洲”OptimICE联盟架构图前留影。图片由GIST提供。

GIST机械与机器人工程系教授 Kim Taeseong 在“地平线欧洲”OptimICE联盟架构图前留影。图片由GIST提供。

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“地平线欧洲”是欧盟于2021年至2027年间投入约955亿欧元的研究创新项目。韩国于2025年成为首个获得准成员国资格的亚洲国家,韩国研究人员也因此能够在与欧洲研究人员平等的条件下参与相关课题。


此次入选的“OptimICE”是一项国际联合研究,研究经费总额约520万欧元,研究期限为42个月。项目由英国肯特大学牵头,GIST以及来自丹麦、加拿大、芬兰、瑞士、瑞典、奥地利等8个国家的14家机构参与。维斯塔斯、丹麦技术大学和芬兰技术研究中心等也将开展联合研究。


研究的核心是解决寒冷地区导致风力发电效率下降的“结冰”现象。结冰是指风力涡轮机叶片表面累积冰层的现象,会改变叶片周围的气流,导致发电量减少或设备停运。据悉,全球陆上风电装机容量中,约有25%、即300吉瓦位于寒冷地区,防结冰技术的重要性因此日益凸显。


GIST研究团队将负责联盟中的数值分析模型开发以及性能比较和验证工作。团队计划通过计算机模拟再现冰层在叶片表面累积或融化的过程,并开发预测结冰对发电性能影响的技术。


为此,团队将建立模型,把冰层累积导致的叶片表面粗糙度变化纳入考量,以计算气流状况和发电量下降幅度。团队还将精确分析叶片加热后冰层融化或再次冻结的过程。


研究团队还计划利用结合风力涡轮机运行数据、气象信息和传感器信息的物理驱动人工智能模型。研发出的技术将通过模拟结冰环境的风洞测试以及实际风电场的运行数据进行验证。之后,该技术计划用于改进维斯塔斯的空气动力学和热力学模型。


联盟预计,如果研究顺利完成,冬季风力涡轮机每年的停机时间将减少100至150小时,年净发电量将提升2%以上。研究目标还包括将结冰相关的检查时间缩短15%以上。



GIST教授Kim Taeseong表示:“韩国研究团队首次在风电领域入选‘地平线欧洲’课题,我对此感到非常高兴,同时也深感责任重大。GIST将与全球知名研究机构和企业合作,解决风力发电机结冰这一难题,并在提升韩国风电产业竞争力方面发挥核心作用。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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