Desarrollo de un marco para el diseño y optimización de turbinas eólicas
Autores: Leimeister, Mareike; Kolios, Athanasios; Collu, Maurizio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Desarrollo de un marco para el diseño y optimización de turbinas eólicas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Dimensionamiento
Evaluación
Aerogenerador
Optimización
Simulaciones
Marco de trabajo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
La dimensionamiento y evaluación de una turbina eólica específica implican pasos iterativos para la optimización del diseño, así como cálculos de carga y análisis de rendimiento del sistema en diversas condiciones ambientales. Sin embargo, debido a la complejidad de los sistemas de turbinas eólicas, los códigos totalmente acoplados aero-hidro-servo-elásticos son indispensables para representar y simular el comportamiento no lineal del sistema. Para hacer frente al gran número de simulaciones que deben realizarse durante el proceso de diseño de un sistema de turbinas eólicas, se requiere la automatización de las ejecuciones de simulación y los procedimientos de optimización. En este documento, se presenta un marco de simulación y optimización holístico, mediante el cual se pueden gestionar y ejecutar de manera automatizada y de alto rendimiento las simulaciones iterativas dentro de los procesos de evaluación y desarrollo del diseño de turbinas eólicas. El enfoque se centra en la aplicación de simulaciones de casos de carga de diseño, así como en la realización de optimizaciones automatizadas. Se muestra el correcto funcionamiento y la alta flexibilidad de la herramienta de marco en base a tres tareas de optimización ejemplares.
Descripción
La dimensionamiento y evaluación de una turbina eólica específica implican pasos iterativos para la optimización del diseño, así como cálculos de carga y análisis de rendimiento del sistema en diversas condiciones ambientales. Sin embargo, debido a la complejidad de los sistemas de turbinas eólicas, los códigos totalmente acoplados aero-hidro-servo-elásticos son indispensables para representar y simular el comportamiento no lineal del sistema. Para hacer frente al gran número de simulaciones que deben realizarse durante el proceso de diseño de un sistema de turbinas eólicas, se requiere la automatización de las ejecuciones de simulación y los procedimientos de optimización. En este documento, se presenta un marco de simulación y optimización holístico, mediante el cual se pueden gestionar y ejecutar de manera automatizada y de alto rendimiento las simulaciones iterativas dentro de los procesos de evaluación y desarrollo del diseño de turbinas eólicas. El enfoque se centra en la aplicación de simulaciones de casos de carga de diseño, así como en la realización de optimizaciones automatizadas. Se muestra el correcto funcionamiento y la alta flexibilidad de la herramienta de marco en base a tres tareas de optimización ejemplares.