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La simulación del parque eólico revela importantes pistas de diseño

Hola de nuevo. Te habla Simón Sánchez y hoy vamos a hablar sobre La simulación del parque eólico revela importantes pistas de diseño

Con las fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, que se convertirán en mucho más rentables durante la próxima década, según estudios recientes realizados en Finlandia y la UE, el interés en el espacio está creciendo.

A medida que los expertos y expertos abordan los respectivos méritos de la energía renovable, los científicos continúan estudiando y avanzando en las tecnologías habilitadoras con potencia informática de alto rendimiento detrás de gran parte de la investigación. Uno de los ultimos tales proyectos se basó en simulaciones informáticas avanzadas para representar la trayectoria del aire a través de grandes parques eólicos. La investigación, dirigida por un equipo de la Universidad Johns Hopkins (JHU), tiene la promesa de informar la estructura física y el diseño de una generación futura de parques eólicos con el potencial de aumentar drásticamente la eficiencia y la producción.

El esfuerzo se basó en simulaciones de alta resolución, cuya visualización se ilustra a continuación, y en los recursos del Centro de Supercomputación de San Diego, en particular la supercomputadora Trestles, una de las principales plataformas de acceso científico en el circuito XSEDE.

Las regiones azules indican las regiones de velocidad del viento de baja velocidad (estelas) formadas detrás de las turbinas. Visualización de David Bock (Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación) y XSEDE (Ambiente de Descubrimiento de Ingeniería y Ciencia Extrema) como parte de los servicios de soporte colaborativo extendido de XSEDE.

El estudio, que aparece en el Journal of Renewable and Sustainable Energy, generó algunos resultados interesantes. A diferencia del entendimiento convencional que vincula la salida de potencia máxima con turbinas ubicadas en un patrón de tablero de ajedrez perfectamente escalonado, las simulaciones sugieren que una ubicación lateral de turbina que minimiza los efectos de estela de la turbina en varias filas aguas arriba proporciona una potencia de salida óptima.

«Las tendencias observadas tienen implicaciones para el diseño de parques eólicos, especialmente en sitios con una dirección del viento predominante bien definida»,

«A medida que la energía eólica se está volviendo cada vez más importante en todo el mundo como fuente de energía limpia y renovable, estamos descubriendo que comprender el efecto del espaciamiento de las turbinas y el posicionamiento relativo en el parque eólico es fundamental para un buen diseño del parque. energía eólica «, dijo Richard Stevens, quien junto con Charles Meneveau y Dennice Gayme en JHU desarrollaron las simulaciones y las distribuyeron en Trestles. “Los diseñadores de parques eólicos generalmente se basan en modelos informáticos simples que predicen los efectos de estela causados ​​por las turbinas. Estos modelos funcionan bien para parques eólicos más pequeños, pero se vuelven menos precisos para parques eólicos más grandes, donde las estelas de condensación interactúan entre sí y con el viento atmosférico «.

Este estudio aborda un escenario más complejo, que involucra la interacción entre el parque eólico y el viento atmosférico, y como tal requirió más potencia de cómputo para resolverlo. Aquí es donde entran en juego supercomputadoras como Trestles. Con 100 teraflops de rendimiento máximo y 10,368 núcleos AMD, fue diseñado por Appro y SDSC «para permitir que los investigadores de pequeña escala y de entrada sean lo más productivos posible desde el punto de vista computacional».

El equipo llama a su nuevo modelo el «modelo de capa límite de estela acoplada». En comparación con los estándares actuales de la industria, se ha descubierto que puede predecir el rendimiento de los parques eólicos de manera más eficaz.

«El uso de caballetes y el apoyo proporcionado por el personal experimentado de SDSC ha sido de vital importancia para nuestra investigación, que esperamos conduzca a proyectos de parques eólicos más eficientes y mejor pensados», señala Meneveau de JHU.

Reconocido durante mucho tiempo como el principal caballo de batalla de la pasarela científica en la cartera de NSF / XSEDE, Trestles será reemplazado por Comet cuando el sucesor entre Online este verano.

«Comet tendrá todas las características que hicieron que Trestles sea popular entre los usuarios, con una capacidad mucho mayor, al tiempo que brinda facilidad de acceso y tiempos de espera mínimos para atraer una base más amplia de investigadores», informa el subdirector de SDSC, Richard Moore. , un co-PI del proyecto Comet.

La financiación de este proyecto fue proporcionada por una «Beca para jóvenes científicos de la energía» otorgada por la Fundación para la Investigación Fundamental sobre la Materia en los Países Bajos y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), incluida la Proyecto WINDINSPIRE.

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