Como una de las principales fuentes de energía limpia y renovable, la capacidad mundial de energía eólica se ha multiplicado por más de cinco en la última década, lo que ha llevado a turbinas más grandes y ha llevado la tecnología eólica al límite.
"Estas turbinas mucho más grandes están operando en capas atmosféricas muy diferentes a las turbinas más pequeñas utilizadas hace 5-10 años", dijo Srinidhi Gadde, uno de los autores de un artículo en el Revista de energías renovables y sostenibles , de AIP Publishing, que examina los impactos de la altura de la turbina. "A estas escalas, la meteorología local y los eventos de cizallamiento extremo, que ocurren con frecuencia, pueden afectar la producción de energía".
Los chorros de bajo nivel, que son máximos en la velocidad del viento en la atmósfera inferior, son una causa de preocupación con las turbinas en crecimiento. Estos fuertes y enérgicos flujos de viento pueden tener efectos deseables o perjudiciales en las turbinas, dependiendo de qué tan alto sea el viento.los flujos están en relación con las turbinas.
"Una forma sencilla de pensar en los LLJ es visualizarlos como 'ríos' o 'corrientes' de viento de alta velocidad dentro de la atmósfera", dijo Gadde.
En su simulación de un parque eólico con una red de turbinas de 4 por 10, Gadde y el coautor Richard Stevens consideraron tres escenarios diferentes en los que los LLJ estaban arriba, abajo y en el medio de los rotores de la turbina.
Cuando los chorros y las turbinas estaban a la misma altura, los investigadores encontraron que las primeras filas bloquearon el acceso del viento río abajo, lo que provocó una reducción en la producción de energía en cada fila sucesiva. En relación con este escenario de igual altura, se observó una mayor captura de energía río abajoen los otros dos casos, aunque por diferentes mecanismos.
Para chorros altos, la turbulencia generada en las estelas de las turbinas empuja el viento de la atmósfera superior hacia las turbinas en un proceso llamado arrastre de energía cinética vertical descendente, lo que lleva a grandes cantidades de producción de energía. Más sorprendentemente, cuando los chorrosson bajas, se produce el proceso inverso. El viento a alta velocidad del LLJ es empujado hacia arriba hacia la turbina, un fenómeno previamente desconocido, que los autores denominaron arrastre de energía cinética vertical hacia arriba.
Gadde dijo que espera aplicar este trabajo para impulsar la innovación y la funcionalidad para satisfacer las futuras demandas de energía, lo que requerirá una comprensión aún más profunda de eventos como LLJ y observaciones adicionales de estos fenómenos.
"Como una de las principales tecnologías de energía renovable, se espera que la energía eólica brinde importantes contribuciones al crecimiento esperado en la producción de energía renovable en las próximas décadas", dijo.
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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