El viento se puede utilizar como una fuente de energía renovable que es limpia, no contaminada e inagotable. Estas características han ayudado a las tecnologías de la energía eólica a contribuir de forma clave al desarrollo sostenible de la sociedad, algo necesario dado el tamaño y la población cada vez mayores de nuestras ciudades. Estos entornos urbanos sin duda pueden beneficiarse de la implementación de estrategias de energía eólica y ha atraído una atención notable en los últimos años. Para su Ph.D. investigación, Yu-Hsuan Juan investigó cómo mejorar el potencial de la energía eólica urbana en un entorno de ciudad compacta. Su investigación revela que el diseño adecuado de edificios de gran altura podría dar lugar a nuevas y emocionantes posibilidades en relación con la energía eólica urbana.

Una forma de limitar la expansión urbana en nuestras ciudades y al mismo tiempo lograr un desarrollo urbano más sostenible es emplear el concepto de ciudad compacta. La ciudad compacta se refiere al concepto de emplear una buena planificación para lograr una forma o disposición de construcción urbana sostenible más compacta en general, que no solo involucre densidades más altas de edificios de gran altura, sino que también esté unida por un sistema de transporte público eficiente. Con el aumento de la densificación urbana, el diseño y la sostenibilidad de ciudades compactas con edificios de gran altura se están volviendo más importantes.

Más turbulencia

Los edificios con una altura de 100 metros o más ahora son bastante comunes en muchas ciudades del mundo, y estos edificios están sujetos a vientos de gran altura. Sería un gran desperdicio si no explotamos tales estructuras para la producción de energía eólica a gran altura. A medida que el viento pasa a través de los espacios angostos entre los edificios de gran altura, las velocidades del viento pueden aumentar con el potencial de convertirse en otras formas de energía.

Sin embargo, el viento tiende a ser más turbulento y menos predecible en las zonas urbanas debido a la complejidad y la irregularidad heterogénea del terreno. Por lo tanto, las evaluaciones precisas y de alta resolución del viento urbano son cruciales para recopilar información que podría usarse en el diseño de instalaciones para aprovechar al máximo la energía eólica. Como herramienta eficaz para el diseño urbano en etapa inicial, las simulaciones que usan dinámica de fluidos computacional (CFD) han sido reconocidas como una herramienta clave para analizar el potencial de la energía eólica urbana.

Ubicación, ubicación, ubicación

Para su Ph.D. investigación, Yu-Hsuan Juan exploró el potencial de la generación de energía eólica urbana sujeto a una serie de parámetros para edificios de gran altura en las proximidades, como el diseño urbano, el diseño de las esquinas del edificio y la densidad urbana. Los resultados de la validación de CFD muestran una concordancia razonable para la velocidad media en el sentido de la corriente y la intensidad de la turbulencia entre las predicciones de CFD y los datos de los experimentos en el túnel de viento.

Yu-Hsuan señaló que el espacio entre los edificios, que suele ser muy pequeño en comparación con la altura del edificio para áreas de edificios compactos de gran altura, puede aumentar significativamente la velocidad media del viento y el potencial de energía eólica debido al conocido efecto de concentración. Por tanto, el impacto de la geometría de los edificios y su disposición son de especial interés a la hora de caracterizar y mejorar el potencial eólico urbano.

La investigación de Yu-Hsuan ha revelado que puede ser más efectivo investigar alternativas de diseño más amplias a través de la planificación del diseño urbano temprano y, por lo tanto, idear la configuración óptima de edificios de gran altura en la llamada ciudad compacta para darse cuenta de la viabilidad de la recolección de energía eólica urbana. para el desarrollo urbano sostenible.