La visión ahora familiar de las turbinas eólicas de hélice tradicionales podría reemplazarse en el futuro con parques eólicos que contengan turbinas verticales más compactas y eficientes. Una nueva investigación de la Universidad de Oxford Brookes ha encontrado que el diseño de turbinas verticales es mucho más eficiente que las turbinas tradicionales enparques eólicos a gran escala, y cuando se colocan en pares, las turbinas verticales aumentan el rendimiento entre sí hasta en un 15%.
Un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería, Computación y Matemáticas ECM en Oxford Brookes dirigido por el profesor Iakovos Tzanakis realizó un estudio en profundidad utilizando más de 11,500 horas de simulación por computadora para demostrar que los parques eólicos pueden funcionar de manera más eficiente al sustituirlas tradicionales turbinas eólicas de eje horizontal HAWT de hélice, para turbinas eólicas compactas de eje vertical VAWT.
Las turbinas verticales son más eficientes que las turbinas de molino de viento tradicionales
La investigación demuestra por primera vez a una escala realista, el potencial de los VAWT a gran escala para superar a las turbinas de los parques eólicos HAWT actuales.
Los VAWT giran alrededor de un eje vertical al suelo y exhiben el comportamiento opuesto al conocido diseño de hélice HAWT. La investigación encontró que los VAWT aumentan el rendimiento de los demás cuando se organizan en formaciones de cuadrícula. Colocación de turbinas eólicas para maximizar los resultadoses fundamental para el diseño de parques eólicos.
El profesor Tzanakis comenta: "Este estudio evidencia que el futuro de los parques eólicos debe ser vertical. Las turbinas de los parques eólicos de eje vertical pueden diseñarse para que estén mucho más juntas, aumentando su eficiencia y, en última instancia, reduciendo los precios de la electricidad. A largo plazo, los VAWTpuede ayudar a acelerar la transición ecológica de nuestros sistemas energéticos, de modo que la energía más limpia y sostenible provenga de fuentes renovables ".
Dado que se espera que la capacidad de energía eólica del Reino Unido casi se duplique para 2030, los hallazgos son un trampolín hacia el diseño de parques eólicos más eficientes, la comprensión de las técnicas de recolección de energía eólica a gran escala y, en última instancia, la mejora de la tecnología de energía renovable para reemplazar más rápidamente los combustibles fósiles como fuentes.de energía.
Manera rentable de cumplir los objetivos de energía eólica
Según el Global Wind Report 2021, el mundo necesita instalar energía eólica tres veces más rápido durante la próxima década, para cumplir con los objetivos netos cero y evitar los peores impactos del cambio climático.
El autor principal del informe y licenciado en ingeniería Joachim Toftegaard Hansen comentó: "Los parques eólicos modernos son una de las formas más eficientes de generar energía verde, sin embargo, tienen un defecto importante: cuando el viento se acerca a la primera fila de turbinas, la turbulencia se generará aguas abajo. La turbulencia es perjudicial para el rendimiento de las filas siguientes.
"En otras palabras, la primera fila convertirá aproximadamente la mitad de la energía cinética del viento en electricidad, mientras que para la última fila, ese número se reduce al 25-30%. Cada turbina cuesta más de £ 2 millones / MW.Como ingeniero, naturalmente se me ocurrió que debe haber una forma más rentable ".
El estudio es el primero en analizar exhaustivamente muchos aspectos del rendimiento de la turbina eólica, con respecto al ángulo de la matriz, la dirección de rotación, el espaciado de la turbina y el número de rotores. También es la primera investigación que investiga si las mejoras de rendimiento son válidas paratres turbinas VAWT en serie.
El Dr. Mahak, coautor del artículo y profesor principal de ECM, comenta: "No se puede subestimar la importancia de utilizar métodos computacionales para comprender la física del flujo. Estos tipos de estudios de diseño y mejora son una fracción del costo en comparación conenormes instalaciones de prueba experimentales. Esto es particularmente importante en la fase de diseño inicial y es extremadamente útil para las industrias que intentan lograr la máxima eficiencia de diseño y potencia de salida ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Oxford Brookes . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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