La turbina en el frente utiliza la energía para girar las palas, lo que significa que la capacidad de energía eólica disminuye en el espacio detrás de ella. El viento detrás de la turbina, a su paso, es menos efectivo para generar energía para una cierta distancia en la dirección del viento. Esto se debe a la turbulencia creada por la máquina del viento.
El viento que viajaba de una “manera más lineal” antes de encontrarse con la primera turbina se vuelve turbulento cuando las aspas le dan un “giro circular”. Se necesita cierta distancia para que este viento turbulento se vuelva relativamente laminar. Esto significa que si hay otra turbina después de la primera a corta distancia, se enfrenta a un viento turbulento. Este tipo de viento genera más resistencia, más empuje y menos elevación, lo que se traduce en una menor potencia de salida de la segunda turbina. El otro problema de la estela de la turbina es la vida útil reducida de las palas para la segunda turbina.
Por lo tanto, al ubicar un parque eólico, es importante espaciar las turbinas para minimizar el impacto que cada una tiene en la capacidad de producción de energía de las demás. Con el aumento de la distancia desde la primera turbina, los efectos de la estela se extienden y disminuyen. En general, se recomienda una separación entre turbinas de 4 diámetros.
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La forma más fácil y más obvia de evitar esto sería tener suficiente espacio entre las turbinas vecinas. Sin embargo, esto no es práctico, ya que significa gastar más en tierra, cables, transporte, operaciones, entre otras cosas.
Para reducir las pérdidas de potencia y mejorar la vida útil de las palas, es necesario tener una buena comprensión del comportamiento de las estelas de aerogeneradores. Tal
La comprensión se puede obtener mediante una simulación numérica o experimental. Sin embargo, la mayor parte de la investigación que se realiza involucra simulaciones numéricas, se prefiere a la simulación experimental ya que
- La optimización del diseño de un parque eólico en un entorno experimental es muy difícil.
- Los experimentos a gran escala y de buena calidad son costosos.
- Debido a las condiciones atmosféricas variables, es difícil encontrar la influencia mutua de las turbinas entre sí.
En las simulaciones de estela de aerogeneradores, se pueden describir tres tareas principales:
- Cálculo del rendimiento del rotor y la eficiencia del estacionamiento utilizando el perfil de velocidad promediado en el tiempo detrás de una turbina.
- Cálculo de meandros de estela; esto requiere que se tengan en cuenta los remolinos atmosféricos grandes
- Cálculo de la carga de las palas de las turbinas en la estela y las fluctuaciones en su producción de energía utilizando las fluctuaciones de turbulencia y la intensidad de la turbulencia en la estela.
