Software para energía eólica

Las aplicaciones de software especializadas para la energía eólica facilitan el desarrollo y la operación de parques eólicos .

El modelo de software RETScreen para energía eólica está diseñado para evaluar la producción y el ahorro de energía, los costos, la reducción de emisiones, la viabilidad financiera y el riesgo de proyectos de energía eólica conectados a la red, aislados y fuera de la red, tanto para sistemas híbridos de turbinas múltiples como de turbinas individuales. Desarrollado por el Gobierno de Canadá , el software es multilingüe e incluye enlaces a mapas de recursos de energía eólica.

El Generador de Datos Eólicos (WDG, por sus siglas en inglés) es una herramienta de software para la energía eólica capaz de ejecutar el modelo WRF (Weather Research and Forecasting, Investigación y Pronóstico del Tiempo) para crear un atlas eólico y generar datos de viento con resoluciones de 3  km a 10  km.

El software ayuda a diseñar turbinas eólicas. Existen varios paquetes aeroelásticos que se utilizan en este proceso de diseño.

FOCUS6 facilita el diseño de turbinas eólicas y sus componentes, como las palas del rotor. Fue desarrollado por el Centro de Conocimiento de Materiales y Construcciones para Turbinas Eólicas (WMC) ^{[ 1 ]} y el Centro de Investigación Energética de los Países Bajos (ECN) ^{[ 2 ] .}

El Centro Nacional de Tecnología Eólica (NWTC), una división del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE. UU . (NREL), ha desarrollado muchos paquetes que son utilizados por fabricantes de turbinas e investigadores. NWTC ha desarrollado un conjunto de códigos de diseño de turbinas y predicción del rendimiento que se basan en la teoría del elemento de pala y momento (BEM) . WTPerf utiliza la teoría BEM estacionaria para modelar el rendimiento de la turbina. FAST es un simulador aeroelástico integral que utiliza la teoría BEM no estacionaria para modelar una turbina como una colección de cuerpos rígidos y flexibles en un campo espaciotemporal de flujo turbulento. Germanischer Lloyd encontró FAST adecuado para "el cálculo de cargas de turbinas eólicas terrestres para diseño y certificación". ^{[ 3 ] [ 4 ]} OpenFAST es una herramienta de simulación de turbinas eólicas de código abierto que se estableció con el código FAST v8 como su punto de partida en 2018.

El software de código abierto QBlade, desarrollado por el grupo de investigación de energía eólica del Instituto Hermann Föttinger de la Universidad Técnica de Berlín (Cátedra de Dinámica de Fluidos), es un código BEM acoplado al código de simulación de perfiles aerodinámicos XFOIL . Permite al usuario desarrollar e importar perfiles aerodinámicos, simularlos y utilizarlos para el diseño y la simulación de palas y rotores de turbinas eólicas mediante la teoría BEM en estado estacionario. El software está desarrollado con el framework Qt, por lo que incluye una interfaz gráfica de usuario .

El software de código abierto Vortexje , desarrollado por Baayen & Heinz GmbH en Berlín, es una implementación del método de paneles 3D transitorios, adecuada para la simulación dinámica de turbinas eólicas de eje vertical y horizontal. Fácilmente integrable con otros entornos de simulación como Simulink y Dymola , resulta idóneo para la optimización aerodinámica, la resolución de problemas de interacción fluido-estructura y la simulación de sistemas de control transitorios.

Ashes es un paquete de software para el análisis de fuerzas aerodinámicas y mecánicas en turbinas eólicas de eje horizontal, tanto terrestres como marinas. Se basa en investigaciones realizadas en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim, Noruega.

El software de modelado de flujo de viento predice características importantes del viento en lugares donde no se dispone de mediciones. Furow es un software que ofrece un modelo de flujo lineal y un modelo de dinámica de fluidos computacional en el mismo programa. WAsP fue creado en el Laboratorio Nacional Risø de Dinamarca . WAsP utiliza un modelo de flujo potencial para predecir cómo fluye el viento sobre el terreno en un sitio. Meteodyn WT , Windie, WindSim , WindStation ^{[ 6 ]} y el código de código abierto ZephyTOOLS ^{[ 7 ]} utilizan dinámica de fluidos computacional , que es potencialmente más precisa, pero más intensiva en computación. ^{[ 8 ]}

Este software simula el comportamiento de un parque eólico, principalmente para calcular su producción de energía. El usuario generalmente puede ingresar datos de viento, líneas de contorno de altura y rugosidad ( topografía ), especificaciones de turbinas, mapas de fondo y definir restricciones ambientales. El procesamiento de esta información produce el diseño de un parque eólico que maximiza la producción de energía teniendo en cuenta las restricciones y los problemas de construcción. Los paquetes incluyen Furow , Meteodyn WT , openWind , WindFarm, WindFarmer: Analyst , WindPRO , WindSim y WindStation . ^{[ 6 ]} WakeBlaster es un servicio CFD especializado para modelar las pérdidas de estela del parque eólico.

El software de visualización de parques eólicos presenta gráficamente un proyecto de parque eólico, principalmente para la obtención de permisos de construcción. Las técnicas principales incluyen fotomontajes , mapas de zonas de impacto visual y visualización tridimensional (vistas en perspectiva del paisaje que a menudo incorporan fotografía aérea e incluyen turbinas y otros elementos).

El software de monitorización de parques eólicos permite comprobar si las turbinas eólicas funcionan correctamente o si están a punto de averiarse. Otras funciones del software incluyen la generación de informes, el análisis de datos de medición (curva de potencia) y herramientas para la monitorización de factores ambientales (control de murciélagos, etc.).

Para los parques eólicos existentes, existen varios sistemas de software que generan pronósticos a corto y mediano plazo para la energía generada (parques individuales o regiones de pronóstico completas) utilizando datos numéricos de predicción meteorológica (NWP) existentes y datos en tiempo real ( SCADA ) del parque como entrada. Ejemplos de modelos numéricos de predicción meteorológica utilizados para este propósito son el modelo europeo HiRLAM (High Resolution Limited Area Model) y el GFS (Global Forecast System) de la NOAA . Los sistemas de código abierto como Anemos, desarrollados a través de iniciativas de investigación europeas, proporcionan capacidades avanzadas de pronóstico para la integración de la energía eólica en las redes eléctricas, ^{[ 9 ]} mientras que herramientas propietarias como WindCast© de WindDeep emplean aprendizaje automático para mejorar la precisión de la predicción y optimizar la eficiencia operativa. ^{[ 10 ]}

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