Simulación de Estelas en Parques Eólicos mediante Modelos Analíticos

Abstract

La generación de energía eólica no tiene control sobre la inyección de energía hacia la red, ya que depende de las condiciones meteorológicas instantáneas. Sin embargo, con ayuda de pronósticos de producción de energía se pueden prever posibles variaciones enla generación, posibilitando una mejor gestión de la red. A medida que el aire fluye a través de una turbina eólica y se extrae energía de ella, el aire se desacelera y la intensidad de la turbulencia aumenta (región de estela). En parques eólicos, las turbinas se perturban a través de sus estelas. La reducción de la velocidad del viento afecta el rendimiento de las turbinas aguas abajo haciendo que las estelas sean responsables de pérdidas en la producción de energía. Por lo tanto, una parte importante de los pronósticos de potencia eólica es poder evaluar los efectos de estela. Existen distintos métodos para simular el efecto de estela,los modelos analíticos representan la aerodinámica en el entorno delas turbinas eólicas basándose en principios de conservación y son los más utilizados en pronósticos operativos de potencia por ser la opción más económica en cuanto a recursos computacionales. El objetivo de este trabajo fue implementar distintos modelos analíticos de estela y métodos de interacción de estelas y comparar los resultados con mediciones del parque operativo Rawson y de túnel de viento. Se encontró que el déficit de velocidad en la estela predicha por el modelo analítico gaussiano más novedoso replica mejor al fenómeno medido que los modelos de escalón. Además, el método de superposición de estela dominante aproxima muy bien a las mediciones. Y, cuando se trata de estimar la potencia eléctrica, los modelos analíticos reproducen correctamente el efecto de estela observado en mediciones de campo.