Simulación numérica aplicada al rendimiento de aerogeneradores

Gil Planchuelo, María Luisa (2018). Simulación numérica aplicada al rendimiento de aerogeneradores. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. de Minas y Energía (UPM).

Description

Title: Simulación numérica aplicada al rendimiento de aerogeneradores
Author/s:
  • Gil Planchuelo, María Luisa
Contributor/s:
  • Hidalgo López, Arturo
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de la Energía
Date: July 2018
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. de Minas y Energía (UPM)
Department: Ingeniería Geológica y Minera
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La estimación del recurso eólico y la energía total producida en un emplazamiento es fundamental para evaluar correctamente la rentabilidad y los beneficios obtenidos de un parque eólico. En resumidas cuentas, es necesario saber cuánta energía se va a producir para conocer cuanta energía se puede vender. Sin embargo, es muy habitual que la curva de potencia proporcionada por el fabricante de aerogeneradores esté sobreestimada con respecto a la potencia final producida. EDP Renováveis (EDPr) nos planteó el reto de encontrar un método para simular este descenso de potencia observado en su parque eólico en Ávila durante los años 2014 a 2017, y así poder hacer una correcta estimación energética en el futuro. Después de un periodo de discusión sobre cómo poder llevar esto a cabo, se planteó la opción de recurrir a programas CFD como Windsim, dada su más que comprobada efectividad en la simulación eólica frente a programas basados en ecuaciones lineales. La principal ventaja con respecto a estos últimos recae en que Windsim toma en cuenta la complicación de la orografía, lo cual resultaba esencial en este proyecto, ya que se planteaba como principal hipótesis de la pérdida de potencia. Durante este proyecto se realizó primero una fase de estudio y aprendizaje del programa Windsim y de la base tanto matemática como física empleada por el software. Posteriormente, se realizaron los cálculos del proyecto teniendo en cuenta diversos parámetros como el mallado y la complejidad del terreno. Para el cálculo de las estelas se han utilizado diferentes modelos, permitiendo consecuentemente comparar los resultados de producción obtenidos en cada uno. Los resultados de las simulaciones han sido contrastados con los datos reales medidos en el parque estudiado, de esta forma se han propuesto conclusiones a la problemática planteada. ABSTRACT Wind resource and total energy estimation in a given location is fundamental in order to correctly evaluate the viability and profitability obtained from a wind farm. In short, it is necessary to know how much energy will be produced so as to know how much energy can be sold. Nevertheless, it is commonly seen that the power curve provided by the manufacturer is overestimated with respect to the final power produced. EDP Renováveis (EDPr) suggested the challenge of finding a method to simulate this observed decrease in power in its Ávila wind farm, during the years 2014 to 2017, for the sake of carrying out a correct energy estimation in the future. After a period of discussing how this could be done, the option of recurring to CFD programs such as Windsim was suggested, given its more than proved effectiveness in wind simulation versus programs based on linear equations. Furthermore, the principal advantage with respect to the latter is that Windsim takes into account complex orography, which results essential in this project since it is suggested as the main hypothesis for the power loss. During this project, an initial phase of study and learning of Windsim, as well as the mathematical and physical base used by the software took place. Subsequently, the calculations of the project were conducted taking into account diverse parameters such as the gridding and terrain complexity. For the wake calculations different models have been used, allowing thereafter to compare the results obtained in each one. The simulations results have been contrasted with the real data measured in the studied wind farm, in this way conclusions have been proposed to the raised problematic.

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Item ID: 51809
DC Identifier: http://oa.upm.es/51809/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:51809
Deposited by: Biblioteca ETSI Minas y Energía
Deposited on: 31 Jul 2018 10:08
Last Modified: 31 Jul 2018 10:08
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