La generación de energía eólica marina se ha convertido en una fuente cada vez más prometedora de energía renovable. Sin embargo, se desconoce mucho sobre los efectos aerodinámicos de los parques eólicos más grandes. Nuevo trabajo de esta semana Revista de energías renovables y sostenibles , de AIP Publishing, busca proporcionar más información sobre cómo las estructuras necesarias para los parques eólicos afectan el flujo de aire.
Científicos de la Universidad de Cranfield y la Universidad de Oxford presentan un modelo teórico para estimar los efectos aerodinámicos de las torres de turbinas eólicas en el rendimiento de los parques eólicos. Utilizando lo que se llama un método de equilibrio de momento acoplado de dos escalas, el grupo pudo teóricamentey reconstruir computacionalmente las condiciones que los grandes parques eólicos podrían enfrentar en el futuro, incluido el efecto de amortiguación que viene con las turbinas espaciadoras cercanas entre sí.
Una característica clave del artículo, dijo el autor Lun Ma, es que esta actualización más reciente de su modelo mira más allá del rotor de una turbina eólica.
"En este documento, hemos tenido en cuenta recientemente la influencia de las torres de turbinas eólicas que actúan como estructuras de soporte, lo que se ignoró en el modelo de impulso de dos escalas original", dijo Ma. "Por lo tanto, esencialmente, el nuevo modelo ayudaentendemos el impacto potencial de las estructuras de soporte de las turbinas eólicas en el efecto de bloqueo del parque eólico ".
Incluso los parques eólicos marinos expansivos enfrentan un efecto de bloqueo, en el que el viento se ralentiza cuando se acerca a las turbinas, así como un efecto de estela, en el que las turbinas disminuyen el viento cuando pasa por ellas.
Sin embargo, predecir con precisión tales características de un parque eólico antes de construirlo sigue siendo un gran desafío para la industria.
Para llegar a esta pregunta, los investigadores recurrieron a un modelo de impulso de dos escalas que simula cómo la eficiencia de las turbinas eólicas individuales disminuye a medida que hay más espaciadas juntas dentro de un parque eólico cuando se considera en un parque eólico ideal e infinitamente grande.
"Esta reducción de la eficiencia predicha por el modelo de impulso de dos escalas está estrechamente relacionada con el efecto de bloqueo del parque eólico", dijo Ma. "Sin embargo, el modelo de impulso de dos escalas original era un modelo muy simplificado y necesitaba mejoras adicionales para aplicaciones prácticas. "
El grupo combinó la ecuación de equilibrio de momento con otro enfoque, llamado teoría del disco actuador, que les permitió incluir otros factores, como el impacto de las estructuras de soporte de las turbinas. El enfoque les permitió comenzar a considerar escenarios más prácticos, como parques eólicos que sonun tamaño finito.
Luego realizaron simulaciones utilizando dinámica de fluidos computacional para verificar que tales estructuras contribuyan al efecto de bloqueo, particularmente a través del arrastre del viento que producen.
Ma dijo que el grupo buscará comprender mejor cómo cambia el efecto de bloqueo con las condiciones climáticas.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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