En un paso significativo hacia la optimización de la producción de energía eólica, investigadores de la Universidad Técnica de Delft han unido fuerzas con expertos de la Université catholique de Louvain en Bélgica y del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos. Juntos, han presentado un innovador marco de modelado de código abierto conocido como OFF, que mejora los modelos de flujo de viento existentes como OnWARDS, FLORIDyn y FLORIS. Este nuevo marco tiene como objetivo aumentar la precisión de las estrategias de control del flujo en parques eólicos, especialmente en condiciones ambientales cambiantes.
Superando las limitaciones de los modelos eólicos actuales
Históricamente, muchos modelos de energía eólica han basado sus cálculos en suposiciones simplificadas que no consideran la variabilidad dinámica y los comportamientos transitorios de los vórtices generados por las turbinas. Estas limitaciones han obstaculizado la capacidad de los modelos para reflejar con precisión las complejas interacciones dentro de los parques eólicos. La introducción de OFF representa un cambio significativo, ya que aborda directamente estos desafíos al integrar dynamics dependientes del tiempo en su marco de trabajo.
Aplicaciones prácticas y pruebas
En aplicaciones reales, el marco OFF fue probado utilizando datos del parque eólico Hollandse Kust Noord, situado en los Países Bajos. Los resultados han sido alentadores; esta metodología mostró una mejora notable en la predicción tanto de la producción de energía como de las interacciones entre turbinas, especialmente en intervalos cortos de menos de 20 minutos. Este avance es esencial para optimizar la producción energética y, al mismo tiempo, reducir el desgaste en los componentes de las turbinas.
Hallazgos clave e implicaciones
El estudio titulado Un modelo dinámico de código abierto para investigar la dinámica de estela en respuesta a estrategias de control de flujo en parques eólicos fue publicado en la revista Wind Energy Science. Este análisis utilizó una serie temporal de dirección del viento de 24 horas, obtenida a partir de datos de campo, la cual fue validada a través de Simulación de Gran Escala (LES).
Una de las observaciones más destacadas fue que los ajustes de guiñada de las turbinas estaban estrechamente influenciados por los parámetros de control. Esto proporciona información valiosa sobre cómo equilibrar de manera efectiva las ganancias de energía con el uso de actuadores.
Análisis comparativo con modelos existentes
Al comparar con los modelos tradicionales de LES, el nuevo modelo dinámico de estela de OFF demostró un rendimiento superior en la predicción de fluctuaciones a corto plazo en la producción de energía de las turbinas. A diferencia de los modelos en estado estacionario, que a menudo pasan por alto dinámicas cruciales de alta frecuencia, el modelo de OFF logró captar estas variaciones, alcanzando una mejor correlación y márgenes de error reducidos. Esta precisión es fundamental para los ingenieros y científicos que buscan mejorar la eficiencia operativa en los parques eólicos.
Empoderando a la comunidad de energía eólica
El marco OFF ofrece una plataforma transparente, accesible y eficiente, lo que permite al sector de la energía eólica acelerar el desarrollo de estrategias de control avanzadas. Este avance puede contribuir significativamente a la transición hacia un paisaje de energía eólica marina más fiable y sostenible. Tanto investigadores como profesionales de la industria se beneficiarán de esta herramienta innovadora, convirtiéndola en un recurso valioso en la búsqueda continua de soluciones de energía renovable.
Los avances que trae el marco OFF representan un salto significativo en la modelización de la energía eólica, allanando el camino para prácticas más efectivas y sostenibles en el sector. A medida que la demanda de energía renovable sigue creciendo, herramientas como OFF desempeñarán un papel crucial en la mejora del rendimiento de los parques eólicos a nivel mundial.
