Con el aumento de la demanda de energía, los investigadores de Penn State Behrend y la Universidad de Tabriz, Irán, han completado un algoritmo, o enfoque, para diseñar parques eólicos más eficientes, ayudando a generar más ingresos para los constructores y más energía renovable para susclientes.
La energía eólica está en aumento, y no solo en los Estados Unidos ", dijo Mohammad Rasouli, profesor asistente de ingeniería eléctrica en Penn State Erie, Behrend College." La eficiencia de los paneles solares es inferior al 25 por ciento, y todavía esun tema de la investigación actual. Las turbinas eólicas, por otro lado, son mucho más eficientes y convierten más del 45 por ciento de la energía eólica en electricidad ".
Aunque las turbinas eólicas son eficientes, los diseños de parques eólicos pueden reducir esta eficiencia si no se diseñan adecuadamente. Los constructores no siempre colocan turbinas en los lugares con las velocidades de viento más altas, donde generarán la mayor potencia, dijo Rasouli. El espacio entre turbinas también esimportante: debido a que las turbinas crean resistencia que reduce la velocidad del viento, las primeras turbinas en atrapar el viento generarán más energía que las que vienen después.
Para construir parques eólicos más eficientes, los diseñadores deben tener en cuenta estos factores, la velocidad del viento y el espaciado de las turbinas, así como el tamaño del terreno, la geografía, el número de turbinas, la cantidad de vegetación, las condiciones meteorológicas, los costos de construcción y otras consideraciones, de acuerdo conlos investigadores.
Es difícil equilibrar todos estos factores para encontrar un diseño óptimo, incluso con la ayuda de modelos matemáticos.
"Este es un enfoque de objetivos múltiples", dijo Rasouli. "Tenemos una función y queremos optimizarla teniendo en cuenta varias limitaciones".
Los investigadores se centraron en un enfoque, llamado "optimización basada en biogeografía". Creado en 2008 e inspirado en la naturaleza, BBO se basa en cómo los animales se distribuyen naturalmente para hacer el mejor uso de su entorno en función de sus necesidades.modelo matemático del comportamiento animal, entonces es posible que los investigadores calculen la distribución óptima de los objetos en otros escenarios, como las turbinas en un parque eólico.
"Los métodos analíticos requieren mucha computación", dijo Rasouli. "Este método BBO minimiza la computación y brinda mejores resultados, encontrando la solución óptima a menor costo computacional".
Otros investigadores utilizaron versiones simplificadas del enfoque BBO en 2017 y 2018 para calcular diseños de parques eólicos más eficientes, pero estas versiones simplificadas no tuvieron en cuenta todos los factores que afectan el diseño óptimo.
Los investigadores de Penn State y la Universidad de Tabriz completaron el enfoque incorporando variables adicionales, incluidos datos reales del mercado, la rugosidad de la superficie, que afecta la cantidad de energía en el viento, y la cantidad de viento que recibe cada turbina..
El equipo de investigación también mejoró el enfoque de BBO al incorporar un modelo más realista para calcular estelas, áreas con velocidades de ala más lentas creadas después de que el viento sopla más allá de una turbina, similar a la estela detrás de un barco, y probar qué tan sensible es el modelofue a otros factores como las tasas de interés, incentivos financieros y las diferencias en los costos de producción de energía. Informan sus resultados en línea en Diario de producción más limpia que se publicará en noviembre
"Este es un enfoque de optimización más realista en comparación con algunos de los métodos de simplificación que existen", dijo Rasouli. "Esto sería mejor para los clientes, los fabricantes y los parques eólicos de gran tamaño y estilo de red".
Al incorporar más datos, como registros meteorológicos actualizados e información del fabricante, los investigadores podrán utilizar el enfoque BBO para optimizar los diseños de parques eólicos en muchos lugares diferentes, ayudando a los diseñadores de parques eólicos de todo el mundo a hacer un mejor uso de sus tierras ygenerar más energía para satisfacer las futuras demandas energéticas de los consumidores.
"Hay un tiempo final para los combustibles fósiles", dijo Rasouli. "Con este y los próximos métodos o mejores enfoques de optimización, podemos hacer un mejor uso de la energía eólica".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :