Investigadores desarrollan un nuevo método que aumenta la producción de energía de los parques eólicos, sin equipos nuevos

Traducción libre por: Franyi Sarmiento, Ph.D., Inspenet, 17 de agosto 2022

Ingenieros del MIT han descubierto que se puede aumentar la producción de energía en las instalaciones de parques eólicos modelando el flujo de viendo de toda la colección de turbinas y optimizando el control de las turbinas individuales.

El aumento en la producción de energía de una instalación determinada puede parecer modesto: es de alrededor del 1,2 por ciento en general y del 3 por ciento para velocidades óptimas del viento. Pero el algoritmo se puede implementar en cualquier parque eólico, y la cantidad de parques eólicos está creciendo rápidamente para cumplir con los objetivos climáticos acelerados.

Si ese aumento de energía del 1,2 por ciento se aplicara a todos los parques eólicos existentes en el mundo, sería el equivalente a agregar más de 3600 nuevas turbinas eólicas, o lo suficiente para alimentar unos 3 millones de hogares, y una ganancia total para los productores de energía de casi mil millones. dólares por año, dicen los investigadores. Y todo esto esencialmente sin costo alguno.

La investigación se publicó en la revista Nature Energy, en un estudio dirigido por MIT Esther y Harold E. Edgerton, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental Michael F. Howland.

“Esencialmente, todas las turbinas a escala de servicios públicos existentes se controlan ‘codiciosamente’ e independientemente”, dice Howland. El término “codiciosamente”, explica, se refiere al hecho de que están controlados para maximizar solo su propia producción de energía, como si fueran unidades aisladas sin impacto perjudicial en las turbinas vecinas.

Pero en el mundo real, las turbinas se espacian deliberadamente en los parques eólicos para lograr beneficios económicos relacionados con el uso de la tierra (en tierra o mar adentro) y con la infraestructura, como caminos de acceso y líneas de transmisión. Esta proximidad significa que las turbinas a menudo se ven fuertemente afectadas por las estelas turbulentas producidas por otras que están a barlovento de ellas, un factor que los sistemas de control de turbinas individuales actualmente no tienen en cuenta.

“Desde el punto de vista de la física del flujo, colocar turbinas eólicas juntas en parques eólicos suele ser lo peor que se puede hacer”, dice Howland. “El enfoque ideal para maximizar la producción total de energía sería ponerlos lo más separados posible”, pero eso aumentaría los costos asociados.

Howland y sus colaboradores desarrollaron un nuevo modelo de flujo que predice la producción de energía de cada turbina en el parque en función de los vientos incidentes en la atmósfera y la estrategia de control de cada turbina. Si bien se basa en la física del flujo, el modelo aprende de los datos operativos del parque eólico para reducir el error predictivo y la incertidumbre.

Sin cambiar las ubicaciones físicas de las turbinas y los sistemas de hardware de los parques eólicos existentes, han utilizado el modelado asistido por datos y basado en la física del flujo dentro del parque eólico y la producción de energía resultante de cada turbina, dadas diferentes condiciones de viento, para encontrar la orientación óptima para cada turbina en un momento dado. Esto les permite maximizar la producción de todo el parque, no solo de las turbinas individuales.

Este material del portal news.mit.edu fue editado para mayor claridad, estilo y extensión.

Fuente: https://news.mit.edu/2022/wind-farm-optimization-energy-flow-0811