Probablemente los haya visto, tal vez en viajes largos: turbinas eólicas con palas rodantes enormes e hipnóticas, que aprovechan el poder limpio del viento para convertirlo en energía eléctrica. Lo que quizás no sepa es que para la explosión en la cantidad de vientoLas turbinas en uso a medida que adoptamos fuentes de energía más limpias, estos parques eólicos posiblemente no sean tan productivos como podrían ser.
"Hemos estado diseñando turbinas para uso propio, pero casi nunca las usamos solos", dijo el profesor de ingeniería mecánica de UC Santa Barbara Paolo Luzzatto-Fegiz, cuya especialidad radica en la mecánica de fluidos. Históricamente, dijo, el vientolas turbinas se usaron individualmente o en pequeños grupos, pero a medida que el mundo avanza hacia tecnologías energéticas más ecológicas, ahora se encuentran en grupos de cientos o miles.
El problema con estas grandes instalaciones es que cada máquina, que ha sido diseñada para extraer tanta energía como sea posible del viento que se aproxima, puede no "jugar bien" con las otras, explicó Luzzatto-Fegiz. Dependiendo de cómo estén situadas las turbinasuno en relación con el otro y con el viento predominante, los que no están directamente en el camino del viento podrían extraer energía del flujo de aire significativamente reducido.
"Estas turbinas ahora son muy buenas para extraer energía del viento, pero también forman estas sombras de viento muy grandes", dijo Luzzatto-Fegiz, autor principal de "Modelos de arrastre para parques eólicos completamente desarrollados: efectos de la atmósferaestabilidad y un límite ideal para el rendimiento del parque eólico ", publicado en la revista American Physical Society Fluidos de revisión física . Similar a cómo las estructuras pueden atenuar el flujo de luz de un lado a otro, la energía eólica también se reduce a medida que fluye desde la parte delantera de la turbina hacia su parte trasera. El resultado es que no todas las turbinas en un parque eólico están funcionandohasta su potencial.
"Entonces, puedes ver que no se trata de empacar más turbinas en tu terreno, porque en algún momento alcanzas estos rendimientos decrecientes", dijo. "Hay un punto en el que si sigues agregando turbinas, la cantidad deel poder que obtienes se vuelve menos "
Sin embargo, según Luzzatto-Fegiz y el coautor Colm-cille P. Caulfield, profesor de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, hay formas de solucionar este problema de la disminución de los retornos del viento. Y, dijeron, estoslas mejoras podrían dar como resultado mejoras de órdenes de magnitud en la producción de energía de los parques eólicos.
El objetivo principal, según los investigadores, es dar a todas las turbinas acceso al flujo de aire a alta velocidad, del cual pueden extraer una mayor cantidad de energía. Dado que el viento sobre la granja es mucho más rápido que entre las turbinas, mezclar elEl flujo de aire en la estela de las turbinas con el aire de arriba podría ser la clave para obtener más por su inversión en turbinas eólicas.
"Si pudieras de alguna manera inventar un dispositivo que para cada una de estas turbinas haga que estas estelas se mezclen muy rápidamente, podrías tener estas enormes mejoras", dijo Luzzatto-Fegiz.
Otra posible solución es una versión relativamente nueva de la turbina eólica, en la que las palas giran en un eje vertical, como las palas batidoras, en oposición al eje horizontal tradicional.
"Estos no funcionan tan bien normalmente por sí mismos, pero es significativo que esencialmente puedan causar una mezcla mucho más fuerte en sus estelas", dijo, "y la gente ha demostrado que si los pones en un arreglo en el que girandirecciones opuestas entre sí pueden causar una mezcla muy agradable ".
Los modelos desarrollados por los investigadores podrían conducir a parques eólicos de mejor rendimiento, que en algunos casos pueden no requerir tantas turbinas como se pensaba anteriormente, reduciendo así los costos potenciales. Los modelos también podrían dar como resultado soluciones personalizadas que involucran los sitios de las granjas 'terreno específico y patrones climáticos locales.
"Estamos muy emocionados de poder modelar todo con mucha precisión", dijo Luzzatto-Fegiz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernández. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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