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Estación eólica

WindStation es un software de energía eólica que utiliza dinámica de fluidos computacional (CFD) para realizar evaluaciones de recursos eólicos en terrenos complejos. Los fundam...

WindStation es un software de energía eólica que utiliza dinámica de fluidos computacional (CFD) para realizar evaluaciones de recursos eólicos en terrenos complejos. Los fundamentos físicos y su implementación numérica se describen en [ 1 ] y en el manual oficial del software [ 2 ] .

WindStation toma como datos de entrada la descripción del terreno en formato ráster, así como las observaciones de viento y la estabilidad atmosférica. Se proporciona una solución para las ecuaciones de dinámica de fluidos no lineales, incluyendo los efectos de Coriolis. [ 2 ]

La técnica de anidamiento implementada permite al usuario ejecutar la simulación con datos de viento medidos o datos de mesoescala. El dominio y el mallado proporcionan flexibilidad, incluyendo características como la alineación automática con la dirección de la corriente libre. [ 2 ]

WindStation se puede utilizar para preparar evaluaciones de recursos eólicos en terrenos complejos con el fin de cuantificar la viabilidad de los parques eólicos . [ 3 ] Esto se logra teniendo en cuenta los datos de viento medidos desde una torre de medición o datos de reanálisis, así como los datos de terreno y rugosidad. También se puede utilizar para evaluar el flujo alrededor de edificios en ciudades. Además, WindStation se puede aplicar para análisis específicos del clima urbano, incluyendo cálculos de contaminación atmosférica y dispersión. Las funciones de ejecución por lotes permiten la configuración y el cálculo de múltiples proyectos, incluyendo cálculos climatológicos para análisis estadísticos. Se encuentran disponibles herramientas de posprocesamiento para la visualización, así como opciones de exportación de datos. [ 4 ]

WindStation se desarrolló originalmente para simular y predecir la propagación del fuego. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

El software puede ser utilizado por fabricantes de turbinas eólicas , desarrolladores de parques eólicos, empresas de consultoría y operadores de parques eólicos. Se puede solicitar en línea una versión de prueba gratuita del software que incluye todas las funciones y módulos. [ 4 ]

Descripción

WindStation resuelve las ecuaciones de momento (Navier-Stokes), continuidad, energía y turbulencia, utilizando un enfoque de volumen de control en una malla que sigue el terreno. El método subyacente se basa en el algoritmo SIMPLEC aplicado a una disposición de malla colocalizada. La ecuación de corrección de presión se resuelve mediante un método multigrid para una convergencia más rápida. [ 2 ]

WindStation proporciona una interfaz gráfica de usuario que consta de una ventana principal que incluye la visualización de datos de terreno y rugosidad, así como la posición de las turbinas y los datos de climatología de entrada. Los detalles principales de la simulación se muestran en ventanas expandibles. Se puede acceder a los menús para modificar las condiciones numéricas y de contorno, así como los datos de entrada, a través del menú del software o de pequeños iconos. [ 2 ] [ 4 ]

WindStation proporciona formatos de archivo que pueden ser leídos por WindPRO , WAsP y ArcGIS . [ 2 ]

WindStation está disponible en inglés y alemán . El portugués , el español y el francés se encuentran actualmente en preparación. [ 4 ]

Estudios de caso

WindStation se ha aplicado a estudios de caso y se ha validado con mediciones de viento reales en varios estudios. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] También se validó utilizando el estudio de caso de Bolund, ampliamente utilizado. [ 11 ] [ 12 ] Los modelos de parques eólicos de WindStation se probaron y validaron en. [ 13 ] [ 14 ]

Véase también

Referencias

  1. Gameiro Lopes, Antonio M. (2003). "WindStation – Un software para la simulación de flujos atmosféricos sobre topografía compleja" (PDF) . Environmental Modelling & Software . 18 (1): 81– 86. doi : 10.1016/S1364-8152(02)00024-5 .
  2. 1 2 3 4 5 6 Gameiro Lopes, Antonio M. (2019). WindStation – Versión 1.3.23 – Manual del usuario . menzio GmbH.
  3. "Conforme a TR6, evaluaciones de rendimiento energético y eólico financiables" . www.menzio.de . Consultado el 15 de abril de 2019 .
  4. 1 2 3 4 "WindStation CFD" . www.menzio.de . Consultado el 15 de abril de 2019 .
  5. Gameiro Lopes, AM; Sousa, ACM; Viegas, DX (1995). "Simulación numérica del flujo turbulento y la propagación del fuego en terrenos complejos" (PDF) . Transferencia numérica de calor . Parte A (27): 229–253 .
  6. Gameiro Lopes, AM; Ribeiro, LM; Viegas, DX (2005). Aplicación de modelos informáticos a la predicción del comportamiento de incendios forestales y su impacto ambiental . III Conferencia de Dubrovnik sobre el desarrollo sostenible de los sistemas de energía, agua y medio ambiente . Dubrovnik, Croacia.
  7. Gameiro Lopes, AM; Cruz, MG; Viegas, DX (2002). "FireStation – Un sistema de software integrado para la simulación numérica del campo de viento y la propagación del fuego en topografía compleja". Environmental Modelling & Software . 17 (3): 269– 285. doi : 10.1016/S1364-8152(01)00072-X .
  8. Moore, G.; Paine, RJ; Gameiro Lopes, AM (marzo de 2013). Usos prácticos del modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) WindStation en estudios de dispersión de la calidad del aire . Directrices de la conferencia especializada de la Asociación de Gestión del Aire y los Residuos sobre modelos de calidad del aire: el camino a seguir. Raleigh, Carolina del Norte.
  9. Alé, JAV; Oliveira, CP; François, DE; Gameiro Lopes, AM (2011). Recursos eólicos de microrregiones en el sur y noreste de Brasil: una evaluación de datos meteorológicos y una herramienta computacional . EWEA 2011 – El principal evento europeo de energía eólica. Bélgica.
  10. Gameiro Lopes, AM; Herrera Sánchez, O.; Sperling, T.; Daus, R.; Braun, R. (2017). "Predicción del campo de viento en terreno moderado utilizando el solucionador de Navier-Stokes WindStation". XIII Conferencia Alemana de Energía Eólica : actas . DEWEK 2017 XIII Conferencia Alemana de Energía Eólica : actas . Bremen, Alemania.  
  11. Lopes Duarte, NG; Gameiro Lopes, AM; Herrera Sánchez, O. (2018). Teste de modelos de simulação do campo de ventos para aplicações de avaliação do potencial eólico (PDF) (Tesis de Maestría: Universidad de Coimbra).
  12. Gameiro Lopes, AM; Duarte, NGL; Herrera Sánchez, O.; Daus, R.; Koch, H. (2021). "Predicción numérica del flujo de la capa límite sobre la colina de Bolund: evaluación de modelos de turbulencia y esquemas de advección" . Meteorología de la capa límite . 180 : 27–52 . doi : 10.1007/s10546-021-00613-5 . S2CID 233330672 . 
  13. Nunes Vicente, AHS; Gameiro Lopes, AM; Herrera Sánchez, O. (2018). Validación de modelos de estela de aerogeneradores (Tesis de Maestría: Universidad de Coimbra).
  14. Gameiro Lopes, AM; Vicente, AHSN; Herrera Sánchez, O.; Daus, R.; Koch, H. (2022). "Evaluación operativa de modelos analíticos de estela de turbinas eólicas" . Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics . 220 .
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