2016年11月26日

新的开源工具分析小型水力发电机的站点

贡献:Rob古蒂

微型水力发电机依靠河流或溪流的自然流动，不需要水库来调节输送到系统中的水。这意味着这些河流发电机很容易受到水量、干旱、洪水和气候变化的季节性变化的影响。开云体育体育赛事预测这些变化的能力可以帮助工程师为新发电机找到合适的位开云体育体育赛事置。它还可以帮助社区和政府计划发电的变化。强大的建模工具可用，通常用于较大的项目。但是，即使是最好的工具，其效果也取决于可用的数据。而且，在许多小水道和发展中国家，相关数据十分匮乏。

现在，俄勒冈州立大学(Oregon State University)的工程师们开发了一套开源工具，用于处理稀缺数据并改进现有数据。其结果是一个工具套件，可以分析世界上任何地方的河流水力发电系统的潜在地点。

水电潜力评估工具(HPAT)是一个开源项目，由俄勒冈州立大学机械工程教授肯德拉·夏普开发，他是微流体和微水力实验室的负责人，她的同事托马斯·莫西尔(Thomas Mosier)曾是俄勒冈州立大学工程系的学生，现为华盛顿世界银行的开云全站app登录官网入口下载顾问，大卫·希尔(David Hill)是俄勒冈州立大学土木工程教授。

研究人员介绍了这些工具，以及俄勒冈州微型水力发电机的现场测试结果《可再生能源》2016年11月版．

未开发的水道

小型水力发电可以解决约12亿仍无法获得电力的人的问题(根据世界水电组织的报告)2016年世界能源展望）.

纵观所有已知的小型水力发电厂的可能选址，它们的全球潜力接近173吉瓦《2013年世界小水电发展报告》．然而，现在已安装的小型水力发电厂在全球范围内产生75GW的电力，分布在143个国家。亚洲拥有全球65%的潜在微型水电，非洲只有5%。

预测水力发电机当前和未来的性能

俄勒冈州立大学(Oregon State University)机械工程教授肯德拉·夏普(Kendra Sharp)说，了解一个地点的水力发电潜力所需的重要因素是流经该地点的水量和海拔落差。肯德拉·夏普是微流体和微水力实验室的负责人，并领导了评估工具的开发。开云全站app登录官网入口下载

“海拔下降很容易——你有世界上任何地区的数字海拔工具。水更难。为了得到水的部分，我们必须开发气候工具[来测量]降水和温度，”夏普说。

夏普和她的同事托马斯·莫西尔(Thomas Mosier)一起工作，托马斯·莫西尔是华盛顿世界银行的顾问，曾在俄勒冈州立大学学习水资源和机械工程，戴维·希尔(David Hill)是俄勒冈州立大学的土木工程教授，他们使用现有的工具作为出发点。开云全站app登录官网入口下载他们改进了50公里范围内可用的温度和降水模型的分辨率²1公里²．

在发现气候条件后，新的软件套件可以开发一个水文模型。这将显示可供水力发电系统使用的水量。

夏普说:“然后我们将水资源的可用性和海拔高度结合起来，就有了水力发电的潜力。”

该软件套件还可以通过插入气候变化数据来预测水道的未来。开云体育体育赛事这些模型可以显示，随着时间的推移，世界以目前的速度产生温室气体，或慢或快，水道会发生什么。在俄勒冈州农村地区的一个发电厂进行的现场测试发现，它现在每年产生18GWh，到2055年可能会下降到17.1GWh。

数据从何而来?

这些模型依赖于网上可用的数据以及在每个站点或附近进行的测量。世界上大多数地方的海拔都很容易在网上找到。世界上许多地方的历史气候数据也很容易找到。

夏普说:“如果没有，你可以使用我们的气候降尺度工具(将降水和温度网格缩小到1公里间距的工具)来生成所需的输入。”

这些模型还需要对水流进行观测以进行校准，而这可能不易获得。美国地质调查局(US Geological Survey)为美国各站点提供流量测量数据。但在发展中国家，流量测量数据应来自当地利益相关者或遥感系统，如中分辨率成像光谱仪(MODIS）.

“虽然输入更多的流计数据观测可能会改善校准和模型性能，但您可以仅使用一个(或多个)站点的数据运行此操作。如果你的校准数据来自上游景观特征反映感兴趣区域特征的点，那么模型将是最准确的。”Sharp说。

在线免费开源

夏普说，这些工具并不是“超级即插即用”，但它们可以在网上获得，并鼓励研究人员根据自己的需要进行调整并分享他们的工作。找到工具套件globalclimatedata.org．

标签:水力发电，微电网，建模