Você provavelmente já os viu, talvez em longas viagens:turbinas eólicas com enormes, lâminas de rolamento hipnóticas, aproveitando a energia limpa do vento para a conversão em energia elétrica. O que você pode não saber é que, devido à explosão no número de turbinas eólicas em uso à medida que adotamos fontes de energia mais limpas, esses parques eólicos muito possivelmente não são tão produtivos quanto poderiam ser.

"Temos projetado turbinas para uso próprio, mas quase nunca os usamos sozinhos mais, "disse o professor de engenharia mecânica da UC Santa Barbara, Paolo Luzzatto-Fegiz, cuja especialidade reside na mecânica dos fluidos. Historicamente, ele disse, turbinas eólicas foram usadas individualmente ou em pequenos grupos, mas à medida que o mundo avança em direção a tecnologias de energia mais verdes, eles agora são encontrados em grupos de centenas ou milhares.

O problema com essas grandes instalações é que cada máquina, que foi projetado para extrair o máximo de energia possível do vento que se aproxima, pode não "jogar bem" com os outros, Luzzatto-Fegiz explicou. Dependendo de como as turbinas estão situadas em relação umas às outras e ao vento predominante, aqueles que não estão diretamente no caminho do vento podem ser deixados para extrair energia do fluxo de ar significativamente esgotado.

"Essas turbinas agora são muito boas em extrair energia do vento, mas também formam essas grandes sombras de vento, "disse Luzzatto-Fegiz, que é o autor principal de "Modelos de armadilha para parques eólicos totalmente desenvolvidos:efeitos da estabilidade atmosférica e um limite ideal para o desempenho de parques eólicos, "publicado no jornal American Physical Society Fluidos de revisão física . Semelhante a como as estruturas podem atenuar o fluxo de luz de um lado para o outro, a energia eólica também é reduzida à medida que flui da frente para a parte traseira da turbina. O resultado é que nem todas as turbinas de um parque eólico estão vivendo de acordo com seu potencial.

"Então, você pode ver que não é uma questão de colocar mais turbinas em seu pedaço de terra, porque em algum ponto você atinge esses retornos decrescentes, "disse ele." Há um ponto em que se você continuar adicionando turbinas, a quantidade de energia que você obtém torna-se menor. "

Contudo, de acordo com Luzzatto-Fegiz e co-autor Colm-cille P. Caulfield, professor da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, existem maneiras de contornar esse problema de diminuição dos retornos do vento. E, eles disseram, esses aprimoramentos podem resultar em melhorias de ordens de magnitude na produção de energia dos parques eólicos.

O objetivo principal, de acordo com os pesquisadores, é dar a todas as turbinas acesso ao fluxo de ar de alta velocidade, do qual eles podem extrair uma maior quantidade de energia. Como o vento acima da fazenda é muito mais rápido do que entre as turbinas, misturar o fluxo de ar na esteira das turbinas com o ar acima pode ser a chave para obter mais retorno do investimento da sua turbina eólica.

"Se você pudesse de alguma forma inventar um dispositivo que, para cada uma dessas turbinas, faça com que essas correntes se misturem muito rapidamente, você pode ter essas melhorias enormes, "Luzzatto-Fegiz disse.

Ainda outra solução potencial é uma versão relativamente nova da turbina eólica, em que as lâminas giram em um eixo vertical - como lâminas de batedeira - em oposição ao eixo horizontal tradicional.

"Eles não funcionam tão bem sozinhos, mas é significativo que eles essencialmente podem causar uma mistura muito mais forte em seus acordes, " ele disse, "e as pessoas mostraram que se você colocá-los em um arranjo onde giram em direções opostas entre si, eles podem causar uma mistura muito boa."

Os modelos desenvolvidos pelos pesquisadores podem levar a parques eólicos de melhor desempenho, que, em alguns casos, pode não exigir tantas turbinas quanto se pensava anteriormente, reduzindo assim os custos potenciais. Os modelos também podem resultar em soluções personalizadas que envolvem o terreno específico dos locais de fazenda, e padrões climáticos locais.

"Estamos muito entusiasmados por podermos modelar tudo isso com muita precisão, "disse Luzzatto-Fegiz.