Evaluación del viento sobre terreno complejo considerando los efectos de la topografía, la estabilidad atmosférica y las estelas de los aerogeneradores
Autores: Yamaguchi, Atsushi; Tavana, Alireza; Ishihara, Takeshi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Estudio
Modelo de flujo a microscale
Velocidad del viento
Topografía
Estabilidad atmosférica
Estelas de turbinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un modelo de flujo a microscale para estimar la velocidad media del viento, la velocidad del viento fluctuante y la dirección del viento sobre terreno complejo, considerando los efectos de la topografía, la estabilidad atmosférica y las estelas de los aerogeneradores. En primer lugar, se considera el efecto de la topografía utilizando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). A continuación, se presenta un modelo a mesoscala para tener en cuenta el efecto de la estabilidad atmosférica. El efecto de las estelas de los aerogeneradores sobre las velocidades media y fluctuante del viento se representa mediante un modelo de estela avanzado. El modelo se valida utilizando los datos de medición de un parque eólico ubicado en el norte de Japón. Los datos de viento medidos por Lidar a una altura de referencia se extrapolan horizontalmente a la altura del hub de una torre meteorológica cercana y se validan con un anemómetro de copa. Además, se propone un nuevo método de promediado para calcular una escala de longitud equivalente direccional de Monin-Obukhov para tener en cuenta el efecto de la estabilidad atmosférica. Finalmente, los datos de viento medidos a la altura de referencia se extrapolan verticalmente y se validan en la ubicación del lidar. Las velocidades media y fluctuante del viento predichas muestran un buen acuerdo con las mediciones.
Descripción
Este estudio propone un modelo de flujo a microscale para estimar la velocidad media del viento, la velocidad del viento fluctuante y la dirección del viento sobre terreno complejo, considerando los efectos de la topografía, la estabilidad atmosférica y las estelas de los aerogeneradores. En primer lugar, se considera el efecto de la topografía utilizando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). A continuación, se presenta un modelo a mesoscala para tener en cuenta el efecto de la estabilidad atmosférica. El efecto de las estelas de los aerogeneradores sobre las velocidades media y fluctuante del viento se representa mediante un modelo de estela avanzado. El modelo se valida utilizando los datos de medición de un parque eólico ubicado en el norte de Japón. Los datos de viento medidos por Lidar a una altura de referencia se extrapolan horizontalmente a la altura del hub de una torre meteorológica cercana y se validan con un anemómetro de copa. Además, se propone un nuevo método de promediado para calcular una escala de longitud equivalente direccional de Monin-Obukhov para tener en cuenta el efecto de la estabilidad atmosférica. Finalmente, los datos de viento medidos a la altura de referencia se extrapolan verticalmente y se validan en la ubicación del lidar. Las velocidades media y fluctuante del viento predichas muestran un buen acuerdo con las mediciones.