La generación de energía eólica marina se ha convertido en una fuente cada vez más prometedora de energía renovable. Mucho sobre los efectos aerodinámicos de los parques eólicos más grandes, sin embargo, sigue siendo poco conocido. Nuevo trabajo en esta semana Revista de energías renovables y sostenibles 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 aerogeneradores en el rendimiento de los parques eólicos. Usando lo que se llama un método de equilibrio de momento acoplado de dos escalas, el grupo pudo reconstruir teórica y computacionalmente las condiciones que los grandes parques eólicos podrían enfrentar en el futuro, incluido el efecto de amortiguación que viene con turbinas espaciadoras cercanas entre sí.

Una característica clave del papel, 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 papel, Recientemente hemos tenido en cuenta la influencia de las torres de aerogeneradores que actúan como estructuras de soporte, que fue ignorado en el modelo original de impulso de dos escalas, "Ma dijo." Por lo tanto, esencialmente, el nuevo modelo nos ayuda a comprender 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 se enfrentan a un efecto de bloqueo, en el que el viento se ralentiza a medida que se acerca a las turbinas, así como un efecto de despertar, en el que las turbinas desaceleran el viento a medida que pasa por ellas.

Predecir con precisión tales características de un parque eólico antes de construirlo, sin embargo, sigue siendo un gran desafío para la industria.

Para llegar a esta pregunta, los investigadores recurrieron al modelo de impulso a 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 ideal, parque eólico 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, "Ma dijo." 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 la cantidad de movimiento con otro enfoque, llamada teoría del disco actuador, que les permiten incluir otros factores, como el impacto de las estructuras de soporte de la turbina. El enfoque les permitió comenzar a considerar escenarios más prácticos, como los parques eólicos de 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.