Construir y operar parques eólicos marinos es un negocio costoso. Para poder estimar la rentabilidad de las plantas, primero debe determinarse el potencial eólico. Los investigadores de Fraunhofer ahora han creado una boya de medición de viento con tecnología de medición sofisticada y precisa que suministradatos necesarios
Los planificadores de parques eólicos marinos necesitan saber en qué dirección sopla el viento, ya que su rentabilidad depende de las velocidades del viento. "Las altas velocidades constantes del viento en el mar pueden compensar los enormes costos de inversión para construir los parques y conectarlos a la red.La rentabilidad de los parques eólicos proviene de la diferencia entre la compensación de alimentación y los costos de construcción y mantenimiento ", dice Claudia Rudolph, científica del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Energía Eólica y del Sistema de Energía IWES en Bremerhaven. Utilizando una boya especial de medición de viento, elEl meteorólogo y su equipo quieren calcular el potencial eólico y, por lo tanto, los rendimientos de energía que se pueden esperar, proporcionando así un valioso apoyo a los planificadores de parques eólicos. Para este esfuerzo, los investigadores confían en la tecnología LiDAR Detección de luz y rango.
Una alternativa a los mástiles de viento
El diseño de la boya Fraunhofer IWES LiDAR se basa en las boyas ligeras que se han utilizado en el Mar del Norte durante más de treinta años, que los científicos han adaptado para medir el potencial del viento. Tiene más de ocho metros de longitud, tiene un diámetrode 2.55 metros y pesa 4.9 toneladas. La boya lleva un dispositivo de medición LiDAR que mide la velocidad del viento a alturas de entre 40 y 200 metros. "Los sistemas LiDAR envían rayos láser pulsados a la atmósfera, que se reflejan en las partículas de aerosol en el aire.el desplazamiento de frecuencia de la señal retrodispersada, la velocidad y dirección del viento se calculan a las alturas de medición correspondientes ", explica Rudolph.
Aunque la tecnología ya se usa en tierra, anteriormente se consideraba inadecuada para las mediciones en boyas y plataformas flotantes porque era demasiado imprecisa. El movimiento de la propia boya, que distorsiona los valores medidos, impidió el uso confiable de un dispositivo LiDAR.Al permitir que estas mediciones se realicen en estructuras en movimiento, los investigadores de IWES desarrollaron un algoritmo de corrección que resta el movimiento de la boya de los valores de medición.
El nuevo sistema flotante LiDAR garantiza una alta precisión de medición, comparable a los resultados obtenidos por mástiles fijos de viento en alta mar. Esta fue la conclusión de las mediciones de validación realizadas en el Mar del Norte, donde se instaló la boya en un lugar con profundidad de aguade 30 metros en la granja costa afuera Alpha Ventus a 45 kilómetros de la costa de la isla de Borkum, cerca del mástil de viento FINO 1. Hubo una correlación del 99.7 por ciento entre los valores del mástil y los de la boya.
"En aguas profundas, la boya LiDAR es una alternativa genuina a los mástiles de viento, que miden la velocidad del viento solo a una altura de 100 metros", dice Rudolph. Otra ventaja del sistema es que la boya flexible se puede usar en cualquier lugaren el mar y se instala rápidamente, lo que hace que los costos sean entre cinco y diez veces más bajos. Las boyas también son mucho más fáciles y baratas de mantener que los mástiles de viento. Dependiendo de los requisitos individuales, el sistema también puede medir parámetros adicionales como olas, corrientes ytemperaturas al mismo tiempo.
Otra de las características notables de la boya es la carcasa de aluminio que encapsula el dispositivo de medición LiDAR y lo protege contra el agua salada y las condiciones ambientales extremas en el mar. La carcasa contiene vidrio especial a través del cual el rayo láser pasa sin obstáculos y sin interrupción a la atmósfera.Un sistema de suministro de energía autónomo completa el paquete: tres pequeños generadores eólicos de 400 vatios y tres paneles solares de 70 vatios generan la electricidad, mientras que tres baterías de gel la almacenan, lo que garantiza que la energía de reserva esté disponible durante una semana sin viento ni sol.En la plataforma flotante hay una computadora para la comunicación de datos. El estado y los datos de medición se transmiten al destinatario a través de WLAN o satélite.
Proyectos en el Mar del Norte
Una boya LiDAR se está utilizando actualmente en un proyecto de investigación frente a las costas de Dinamarca, mientras que una boya adicional se utilizará para realizar mediciones de demostración en el Mar del Norte. A través de este proyecto, los científicos pretenden presentar su desarrollo al Acelerador de viento en alta marOWA consorcio reunido por Carbon Trust, una organización sin fines de lucro cuya misión es promover la transición a una economía amigable con el clima ". Si cumple con los criterios de la OWA, se le otorga un estatus precomercial, que envía una señal importante anuestros clientes potenciales. Esto demuestra que nuestro sistema es completamente operativo y nos permite acercarnos a los planificadores y operadores de parques eólicos con diversas ofertas, tales como mediciones a largo plazo para el pronóstico del rendimiento y mediciones en línea del viento durante la instalación ", dice Rudolph.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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