Nové nastavenie turbín navýši produkciu elektriny a ušetrí výrobcom energií peniaze.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Vedci z Massachusettského technologického inštitútu (ďalej MIT) a Kalifornského technologického inštitútu (Caltech) vyvinuli algoritmus pre veterné parky, ktorý prispôsobuje orientáciu jednotlivých veterných turbín smerom do vetra, čím dochádza k zefektívneniu výroby elektrickej energie.
Len pomocou modelovania prúdenia vzduchu cez veterný park a optimalizáciou nastavenia turbín ako individuálnych jednotiek možno bez potreby akýchkoľvek investícií do infraštruktúry či vybavenia navýšiť produkciu elektriny a výrazne ušetriť.
Výsledky výskumu vedci sumarizujú v novej štúdii, publikovanej v odbornom časopise Nature Energy.
Ako to funguje
Veterné turbíny, ktoré v súčasnosti produkujú celosvetovo viac ako 5 percent elektrickej energie, bývajú vo všeobecnosti riadené ako samostatné jednotky. Vo väčšine prípadov sú však postavené v zoskupeniach po desiatkach či stovkách.
Pozrite si
Turbíny neďaleko seba pritom navzájom veľmi ovplyvňujú svoj výkon – narúšajú totiž prúdenie vzduchu, čím zmenšujú výkon každej ďalšej turbíny, postavenej v smere vetra.
Odborníci sa snažia veterné turbíny rozmiestniť čo najďalej od seba, aby bol tento efekt čo najmenší. To však zasa zaberá obrovské množstvo priestoru a je to finančne náročné.
Mali by pracovať ako jeden celok
John O. Dabiri a Michael F. Howland niekoľko rokov študovali fenomén narušenia prúdenia vzduchu a vznik turbulencií vo veterných parkoch. Na základe toho teraz vyvinuli algoritmus, vychádzajúci z fyziky prúdenia vzduchu, ktorý jednotlivé veterné turbíny nastavuje tak, aby fungovali ako kolektív. Prístup každej turbíny k vetru sa zároveň maximalizuje tým, že sa turbína natočí priamo do prúdu vzduchu. Výsledkom je zvýšená produkcia celého veterného parku.
Model prúdenia, ktorý vedci vyvinuli, sa zakladá na prevádzkových údajoch o elektrárni a predpovedá produkciu energie na základe prichádzajúceho vetra z každej jednej turbíny v rámci zoskupenia.
Bez zmeny umiestnenia turbíny alebo akýchkoľvek zásahov do existujúcich veterných fariem tak dokázali na princípe fyzikálnych dát namodelovať produkciu energie každou turbínou naprieč rôznymi poveternostnými podmienkami a identifikovať najlepšiu orientáciu každej turbíny pre daný moment.
Testovali ho v Indii
Algoritmus testovali na prelome rokov 2020 a 2021 vo veternom parku v Indii a tvrdia, že sa dá použiť prakticky kdekoľvek, čím sa otvára možnosť okamžitého a bezplatného vylepšenia existujúcich veterných elektrární. Na menšej ploche by mohol algoritmus okrem toho umožniť aj výstavbu ďalších rovnako výkonných veterných fariem.
Energetický výstup by sa použitím algoritmu vo veterných parkoch celkovo navýšil len okolo 1,2 percenta – 3 percent, no možno ho použiť aj v ktorejkoľvek existujúcej veternej elektrárni. Ak by sa tak stalo, i toto malé zefektívnenie výroby by sa vyrovnalo pristaveniu viac ako tritisícšesťsto nových veterných turbín, a výrobcovia energií by tak mohli ročne ušetriť takmer miliardu amerických dolárov.
Zdroje: Energieportal, Nature Energy
(af)
