O vento pode ser usado como uma fonte de energia renovável que é limpa, não contaminada e inesgotável. Tais características ajudaram as tecnologias de energia eólica a se tornarem um dos principais contribuintes para o desenvolvimento sustentável da sociedade, o que é necessário devido aos tamanhos e populações cada vez maiores de nossas cidades. Esses ambientes urbanos certamente podem se beneficiar da implementação de estratégias de energia eólica e têm atraído atenção notável nos últimos anos. Para ela Ph.D. pesquisa, Yu-Hsuan Juan investigou como aumentar o potencial de energia eólica urbana em um ambiente de cidade compacta. Sua pesquisa revela que o projeto adequado de arranha-céus pode dar origem a novas e excitantes possibilidades em relação à energia eólica urbana.
Uma maneira de limitar a expansão urbana em nossas cidades e, ao mesmo tempo, alcançar um desenvolvimento urbano mais sustentável é empregar o conceito de cidade compacta. A cidade compacta refere-se ao conceito de empregar um bom planejamento para alcançar uma forma ou arranjo de construção urbana sustentável mais compacta, não apenas envolvendo maiores densidades de arranha-céus, mas também ligados por um sistema de transporte público eficiente. Com o aumento da densidade urbana, o design e a sustentabilidade de cidades compactas com arranha-céus estão se tornando mais importantes.

Mais turbulência

Prédios com altura igual ou superior a 100 metros já são bastante comuns em muitas cidades do mundo, estando esses prédios sujeitos a ventos de grande altitude. Seria um enorme desperdício não explorarmos essas estruturas para a produção de energia eólica de grande altitude. À medida que o vento passa pelos espaços estreitos entre os arranha-céus, velocidades de vento mais rápidas podem resultar com o potencial de serem convertidas em outras formas de energia.

No entanto, o vento tende a ser mais turbulento e menos previsível em áreas urbanas devido à complexidade e rugosidade heterogênea do terreno. Portanto, avaliações precisas e de alta resolução do vento urbano são cruciais para coletar informações que possam ser usadas no projeto de instalações para explorar plenamente a energia eólica. Como uma ferramenta eficaz para o projeto urbano em estágio inicial, as simulações usando dinâmica de fluidos computacional (CFD) têm sido reconhecidas como uma ferramenta fundamental para analisar o potencial da energia eólica urbana.

Localização, localização, localização

Para ela Ph.D. pesquisa, Yu-Hsuan Juan explorou o potencial de geração de energia eólica urbana sujeito a uma série de parâmetros para arranha-céus nas proximidades, como layout urbano, desenho de esquina de edifício e densidade urbana. Os resultados da validação do CFD mostram uma concordância razoável para a velocidade média no sentido da corrente e a intensidade da turbulência entre as previsões do CFD e os dados de experimentos em túnel de vento.

Yu-Hsuan observou que o espaçamento entre os edifícios, que geralmente é muito pequeno em comparação com a altura do edifício para áreas compactas de arranha-céus, pode aumentar significativamente a velocidade média do vento e o potencial de energia eólica devido ao conhecido efeito de concentração. Assim, o impacto da geometria dos edifícios e a sua disposição são de particular interesse quando se trata de caracterizar e melhorar o potencial eólico urbano.

A pesquisa de Yu-Hsuan revelou que pode ser mais eficaz investigar alternativas de projeto mais amplas por meio de planejamento de projeto urbano inicial e, assim, elaborar a configuração ideal de arranha-céus na chamada cidade compacta para perceber a viabilidade da colheita de energia eólica urbana para o desenvolvimento urbano sustentável.