Los simuladores eólicos

Herramientas indispensables para la instalación de parques eólicos.

A la par del espectacular crecimiento de las instalaciones eólicas a nivel mundial, se han ido desarrollado herramientas informáticas cada vez más sofisticadas que permiten modelizar el comportamiento del viento. Se trata de los simuladores eólicos.

La demanda de este tipo de herramientas ha ido en incremento debido a que cada vez se requieren más espacios para satisfacer la creciente necesidad de energía eólica y a que en la mayoría de los casos no se dispone de información precisa del comportamiento del viento en las zonas de instalación potencial. Obtener estos datos directamente con pruebas sobre el terreno puede resultar demasiado costoso y complejo. Por ello estos programas se vuelven una herramienta de inestimable ayuda.

Los simuladores eólicos permiten conocer, cada vez con mayor precisión, el comportamiento que tendrá el viento en un emplazamiento en concreto para así diseñar adecuadamente los parque eólico con el fin de obtener el mayor rendimiento posible del mismo

Conocer con precisión la cantidad de energía eólica y el comportamiento del viento en un parque eólico es clave en la ejecución de los parques eólicos y permite el planeamiento, gestión y éxito de las mismos.

parque eolico

Las características del viento y las dificultades para prever su comportamiento

Para poder comprender el porque puede ser preciso recurrir a programas informáticos para predecir el comportamiento del viento hay que tener en cuenta las características del aire y del viento. El aire es un fluido y como tal en su movimiento tiende a cambiar de forma y a generar turbulencias. Además el aire es un fluido poco denso y en su movimiento es capaz de portar relativamente poca energía. Esta poca energía que porta provoca que los obstáculos que se presentan en el terreno modifiquen y alteren su trayectoria con mucha facilidad.

Así en un mismo espacio y en función de los accidentes del terreno es posible que el viento adquiera comportamientos, impredecibles a simple vista, como virtualmente detenerse, acelerar su velocidad, disminuirla e incluso cambiar de dirección en espacios reducidos.

También el viento de comporta de diferente manera con la altura. Es posible que una muy suave y casi inapreciable brisa a nivel del suelo, a 50 metros de altura sea un intenso vendaval. También con la altura el viento puede cambiar de dirección.

Por esta causa resulta de gran importancia a la hora de instalar una central eólica conocer el comportamiento del viento con precisión. De no tener en cuenta este factor, podría llegar a suceder que se instalase una central eólica en un lugar no apto o que muchos de los aerogeneradores instalados en un lugar apto funcionasen muy por debajo de sus posibilidades debido a la acción de los accidentes del terreno o por la interferencia de otros aerogeneradores. Esta mala planificación podría llevar al fracaso de la central.

Dada la enorme amplitud del terreno potencial en el que se pueden instalar aerogeneradores y la gran cantidad de instalaciones de este tipo proyectadas en el mundo, resulta en la práctica imposible realizar mediciones precisas sobre el terreno de cada uno de los potenciales lugares en los que se podría colocar un aerogenerador.

Es aquí donde resultan de especial utilidad los simuladores eólicos como herramientas informáticas capaces de predecir con bastante precisión el comportamiento que tendrá el viento en todos los puntos de un emplazamiento, en función de los accidentes del terreno y de los demás aerogeneradores instalados.




También algunos de estos tipos de software ayudan a determinar donde ocurren determinados tipos de turbulencias que son perjudiciales para el aerogenerador ya que suponen una fatiga que acorta su vida útil. Por lo tanto tener conocimiento de donde se producen estas perjudiciales corrientes puede ayudar a alargar la vida útil de las turbinas y por consiguiente de la instalación.

simulador eolico urbano

Captura de imágenes de Meteodyn WT

 ¿Cómo funcionan los simuladores de recurso eólico?

Los simuladores modernos se basan en complicadas formulas físicas que se aplican con la dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés) . Estas aplicaciones modelizan el comportamiento del viento en un determinado lugar, ante los obstáculos del terreno y de otros aerogeneradores. Muchos de estos programas permiten introducir variables como el tipo de terreno y obstáculos ante los cuales se encontrará el viento. por otro lado también estos programas pueden modelizar las diferentes características que puede tener el viento a distintas alturas

En alguno de los programas más modernos es posible hacer una reconstrucción virtual del parque en 3 dimensiones para permitir una mejor visualización del proyecto, permitiendo incluso animar los rotores y realizar un vuelo por todo el complejo a voluntad. Esta herramienta puede resultar especialmente útil, por su gran poder visual, en los casos en los que se requiera exponer un proyecto para su aprobación.

simulador eolico 1

Simulación en 3D de un parque eólico generada con Meteodyn WT

Tipos de simuladores eólicos.

Existen dos tipos básicos programas para el diseño de centrales eólicas en función de su finalidad:

Simuladores de recurso eólico.

La finalidad de este tipo de software es evaluar la potencia del recurso eólico en un emplazamiento determinado y conocer aspectos del viento tales como la aceleración, el ángulo de incidencia, el perfil vertical, la cizalladura o la intensidad de turbulencia ambiental. Estos programas se emplean para la prospección del recurso eólico en las ubicaciones donde no existen datos reales.

Existen diferentes subtipos de simuladores en función del medio. Así hay simuladores específicos para la energía eólica terrestre (denominada en inglés on shore), para las instalaciones eólicas marinas (denominada en ingles offshore) y para las instalación de aerogeneradores urbanos. Cada una de las aplicaciones requiere métodos de cálculo específicos para las singularidades de en donde se encuentran ya que el viento reacciona de forma diferente en mar abierto, en tierra o en medio urbano.

Entre estos programas se encuentran simuladores como WAsP, Meteodyn WT, Meteodyn Urbawind o WindSim.

simulador eolico urbano

Imagen del programa Meteodyn Urbawind

Programas de diseño y de optimización del rendimiento

Este tipo de programas ayudan a confeccionar un diseño óptimo de los parques eólicos para obtener el máximo rendimiento, minimizando en lo posible los impactos ambientales

Estos programas consideran aspectos como las estelas que unos aerogeneradores puedan provocar sobre otros, lo que permite colocarlos en ubicaciones adecuadas y conseguir que todos puedan trabajar con el máximo rendimiento posible. Otra de las opciones que algunos presentan es que pueden confeccionarse modelos del ruido total del parque de ayuda para prever el impacto ambiental. Con estos programas se puede asimismo establecer y predecir el rendimiento energético que se puede obtener de los parques eólicos analizados.

En esta categoría podemos mencionar programas como Wind-PRO, GH WindFarmer, WindFarm o el Openwind.

NOTA: queremos agradadecer especialmente a la compañía Meteodyn por permitirnos usar las imágenes y por la información que nos dieron www.meteodyn.com.


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