Análisis de la fluctuación de la energía eólica en los estelas de aerogeneradores utilizando simulación de grandes remolinos adaptativa a la escala
Autores: Singh, Jagdeep; Alam, Jahrul M
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de la fluctuación de la energía eólica en los estelas de aerogeneradores utilizando simulación de grandes remolinos adaptativa a la escala
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Grandes parques eólicos
Turbulencia atmosférica
Estelas de turbinas eólicas
Estiramiento de vórtices
Disipación de energía
Fluctuaciones de energía eólica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En grandes parques eólicos, la interacción de la turbulencia atmosférica y los estelas de los aerogeneradores conduce a dinámicas de vórtices complejas y a la disipaicón de energía, lo que resulta en una reducción de la velocidad del viento y una posterior pérdida de potencia eólica. Este estudio investiga la influencia del estiramiento de vórtices en las fluctuaciones de potencia eólica dentro de las estelas de los aerogeneradores utilizando simulación de grandes remolinos adaptativa a escala. Se empleó el método de descomposición ortogonal adecuada para extraer las contribuciones más energéticas a los espectros de potencia eólica. Se analizaron perfiles verticales de velocidad media del viento, tensiones de Reynolds y tensiones dispersivas para evaluar las tasas de disipaicón de energía. Nuestros resultados de simulación mostraron una excelente concordancia en comparación con datos de túneles de viento y modelos numéricos más avanzados, como el modelo de línea de actuador y el modelo de línea de actuador con efectos de buje y torre. Esto resalta el importante papel de los componentes de flujo coherentes y energéticos en el comportamiento espectral de los parques eólicos. Los hallazgos indican una escala de longitud de cascada de energía persistente en la estela de los aerogeneradores, enfatizando el transporte vertical de energía hacia las palas de los aerogeneradores. Estos resultados complementan la literatura existente y proporcionan nuevas perspectivas sobre la dinámica de las estelas de los aerogeneradores y su impacto en el rendimiento de los parques eólicos.
Descripción
En grandes parques eólicos, la interacción de la turbulencia atmosférica y los estelas de los aerogeneradores conduce a dinámicas de vórtices complejas y a la disipaicón de energía, lo que resulta en una reducción de la velocidad del viento y una posterior pérdida de potencia eólica. Este estudio investiga la influencia del estiramiento de vórtices en las fluctuaciones de potencia eólica dentro de las estelas de los aerogeneradores utilizando simulación de grandes remolinos adaptativa a escala. Se empleó el método de descomposición ortogonal adecuada para extraer las contribuciones más energéticas a los espectros de potencia eólica. Se analizaron perfiles verticales de velocidad media del viento, tensiones de Reynolds y tensiones dispersivas para evaluar las tasas de disipaicón de energía. Nuestros resultados de simulación mostraron una excelente concordancia en comparación con datos de túneles de viento y modelos numéricos más avanzados, como el modelo de línea de actuador y el modelo de línea de actuador con efectos de buje y torre. Esto resalta el importante papel de los componentes de flujo coherentes y energéticos en el comportamiento espectral de los parques eólicos. Los hallazgos indican una escala de longitud de cascada de energía persistente en la estela de los aerogeneradores, enfatizando el transporte vertical de energía hacia las palas de los aerogeneradores. Estos resultados complementan la literatura existente y proporcionan nuevas perspectivas sobre la dinámica de las estelas de los aerogeneradores y su impacto en el rendimiento de los parques eólicos.