La energía eólica es una parte clave del futuro energético mundial, se expande rápidamente en todo el mundo en entornos en tierra y en alta mar. Pero para ser sostenible, la eficiencia económica del cultivo eólico a gran escala, de varios megavatios multi-MW debe maximizarse ysaber dónde colocar las turbinas dentro del parque eólico es un primer paso.
Sin una colocación adecuada y estratégica de las turbinas eólicas, el viento de baja velocidad detrás de las turbinas, llamado estela, disminuye la eficiencia del parque eólico. Las pruebas de túnel de viento se han utilizado para guiar la colocación, pero sus condiciones no son representativas del complejocomportamientos de flujo en las condiciones de campo de los parques eólicos reales. Entonces la pregunta es, ¿cómo superar esto?
Traiga los drones. Además, diseñe nuevos drones instrumentados con un conjunto de sensores capaces de recopilar datos de campo precisos en el flujo complejo y el terreno de un parque eólico real.
Este fue el enfoque de los investigadores de Suiza. Los miembros del equipo del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich desarrollaron nuevos drones instrumentados que realizaron mediciones de alta resolución de la velocidad del viento, la dirección del viento y la turbulencia encontrada en los parques eólicos reales. Los resultados muestran comportamientos detallados del flujoalrededor de las turbinas eólicas, útil para desarrollar herramientas de simulación que se pueden utilizar para optimizar la colocación de las turbinas eólicas dentro de los parques eólicos. Esto les ofrece a las turbinas el uso más eficiente del recurso eólico.
Los investigadores representan una colaboración interdisciplinaria de expertos en hardware y software, incluida la aerodinámica, la física del flujo atmosférico, la tecnología energética y la ciencia de los materiales. Presentan sus hallazgos en la reunión anual de la División de Dinámica de Fluidos de la American Physical Society, del 20 al 22 de noviembre, en Portland, Oregon.
"En los parques eólicos, la producción de energía de las turbinas eólicas puede disminuir hasta en un 40 por ciento si las turbinas eólicas están detrás de las turbinas eólicas aguas arriba, por lo que hay esfuerzos intensos para desarrollar herramientas de simulación que se puedan utilizar para optimizar la colocaciónde turbinas eólicas dentro de parques eólicos ", dijo el investigador principal Ndaona Chokani, investigador principal del estudio.
En particular, el equipo es el primero en desarrollar y probar un dron instrumentado para medir, en detalle, el flujo de aire y la mezcla cerca y a favor del viento del parque eólico. Chokani dijo: "Estas mediciones acelerarán el desarrollo de herramientas de simulaciónque puede usarse para optimizar la colocación de turbinas eólicas en parques eólicos en tierra y en alta mar ".
La clave del trabajo actual es una sonda aerodinámica de respuesta rápida con siete sensores que se utiliza para realizar mediciones de viento resueltas en el tiempo. La sonda se basa en la tecnología de medición utilizada en las centrales eléctricas convencionales, desarrollada en los últimos dosdécadas en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich.
Desarrollar herramientas que puedan guiar la toma de decisiones sobre dónde colocar las turbinas eólicas para obtener el máximo efecto es un objetivo deseable porque a través de eficiencias mejoradas, los precios de la energía limpia disminuirán y los impactos ambientales se reducirán ". Esto reducirá sustancialmente las emisiones de CO2 yuso del agua en el sector de generación de electricidad y diversificar aún más la combinación de energía eléctrica ", dijo Chokani.
Los objetivos energéticos de 2020 de la Unión Europea requieren de 15 a 17 por ciento de electricidad del viento, en comparación con el 8 por ciento a fines de 2013. En los EE. UU., Los objetivos de energía para la energía eólica requieren que el viento suministre el 10 por ciento de la demanda eléctrica de la nación en 2020.
A continuación, Chokani y sus colegas tienen la intención de extender la prueba de concepto establecida por las mediciones de sus drones. Utilizarán múltiples drones instrumentados que vuelan en un enjambre para realizar mediciones simultáneas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :