A geração de energia eólica offshore se tornou uma fonte cada vez mais promissora de energia renovável. Muito sobre os efeitos aerodinâmicos de grandes parques eólicos, Contudo, permanece mal compreendido. Novo trabalho nesta semana Jornal de energia renovável e sustentável procura fornecer mais informações sobre como as estruturas necessárias para parques eólicos afetam o fluxo de ar.

Cientistas da Cranfield University e da University of Oxford apresentam um modelo teórico para estimar os efeitos aerodinâmicos de torres de turbinas eólicas no desempenho de parques eólicos. Usando o que é chamado de método de equilíbrio de momento acoplado em duas escalas, o grupo foi capaz de reconstruir teoricamente e computacionalmente as condições que grandes parques eólicos podem enfrentar no futuro, incluindo o efeito de amortecimento que vem com turbinas de espaçamento próximas umas das outras.

Uma característica fundamental do jornal, disse o autor Lun Ma, é que esta atualização mais recente de seu modelo vai além do rotor de uma turbina eólica.

"Nesse artigo, recentemente levamos em consideração a influência das torres de turbinas eólicas que atuam como estruturas de suporte, que foi ignorado no modelo de momento original de duas escalas, "Ma disse." Portanto, essencialmente, o novo modelo nos ajuda a entender o impacto potencial das estruturas de suporte das turbinas eólicas no efeito de bloqueio do parque eólico. "

Mesmo grandes parques eólicos offshore enfrentam um efeito de bloqueio, em que o vento diminui à medida que se aproxima das turbinas, bem como um efeito de despertar, em que as turbinas diminuem a velocidade do vento conforme ele passa por elas.

Prevendo com precisão essas características de um parque eólico antes de construí-lo, Contudo, continua sendo um grande desafio para a indústria.

Para chegar a esta questão, os pesquisadores se voltaram para a modelagem de momento em duas escalas que simula como a eficiência de turbinas eólicas individuais diminui à medida que mais são espaçadas dentro de um parque eólico quando consideradas em um ideal, parque eólico infinitamente grande.

"Esta redução de eficiência prevista pelo modelo de momento em duas escalas está intimamente relacionada ao efeito de bloqueio do parque eólico, "Ma disse." No entanto, o modelo de momento original em duas escalas era um modelo altamente simplificado e precisava de mais melhorias para aplicações práticas. "

O grupo combinou a equação de equilíbrio de momento com outra abordagem, chamada teoria do disco atuador, que os permite incluir outros fatores, como o impacto das estruturas de suporte da turbina. A abordagem permitiu que eles começassem a considerar cenários mais práticos, como parques eólicos de tamanho finito.

Em seguida, eles realizaram simulações usando dinâmica de fluidos computacional para verificar se tais estruturas contribuem para o efeito de bloqueio, particularmente pela força do vento que eles produzem.

Ma disse que o grupo procurará entender melhor como o efeito do bloqueio muda com as condições climáticas.