Modelado de interacciones de aerogeneradores y pérdidas en parques eólicos utilizando el modelo de disco de actuador dependiente de la velocidad
Autores: Malecha, Ziemowit; Dsouza, Gideon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado de interacciones de aerogeneradores y pérdidas en parques eólicos utilizando el modelo de disco de actuador dependiente de la velocidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Interacción
Turbinas eólicas
Pérdidas
Parques eólicos
Dinámica de fluidos computacional
CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este documento analiza la interacción de los aerogeneradores y las pérdidas en parques eólicos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). El modelo matemático utilizado consistió en ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) tridimensionales, mientras que la presencia de aerogeneradores en el flujo fue simulada como términos fuente adicionales. La novedad de la investigación es la definición del término fuente como un modelo de disco actuador dependiente de la velocidad (ADM). Esto permitió modelar el funcionamiento de un parque eólico compuesto por aerogeneradores reales, caracterizados por coeficientes de potencia y coeficientes de fuerza de empuje, que son una función de la velocidad del viento atmosférico. Los cálculos presentados utilizaron un aerogenerador real de 5 MW de Gamesa. Se examinaron dos espaciados de turbinas diferentes, 5D y 10D, donde D es el diámetro de la turbina, y dos ubicaciones diferentes correspondientes a las condiciones marítimas y terrestres. El modelo propuesto puede ser utilizado para analizar las pérdidas en parques eólicos no solo en términos de la distribución geométrica de turbinas individuales, sino también en términos de un tipo específico de aerogenerador y en todo el espectro de velocidad del viento.
Descripción
Este documento analiza la interacción de los aerogeneradores y las pérdidas en parques eólicos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). El modelo matemático utilizado consistió en ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) tridimensionales, mientras que la presencia de aerogeneradores en el flujo fue simulada como términos fuente adicionales. La novedad de la investigación es la definición del término fuente como un modelo de disco actuador dependiente de la velocidad (ADM). Esto permitió modelar el funcionamiento de un parque eólico compuesto por aerogeneradores reales, caracterizados por coeficientes de potencia y coeficientes de fuerza de empuje, que son una función de la velocidad del viento atmosférico. Los cálculos presentados utilizaron un aerogenerador real de 5 MW de Gamesa. Se examinaron dos espaciados de turbinas diferentes, 5D y 10D, donde D es el diámetro de la turbina, y dos ubicaciones diferentes correspondientes a las condiciones marítimas y terrestres. El modelo propuesto puede ser utilizado para analizar las pérdidas en parques eólicos no solo en términos de la distribución geométrica de turbinas individuales, sino también en términos de un tipo específico de aerogenerador y en todo el espectro de velocidad del viento.