Turbine eoliche: controllare le scie per migliorare la produzione di energia

Un gruppo di ricercatori ha messo a punto un modello di controllo predittivo per le variazioni di velocità del vento che incorpora tecniche di gestione delle scie

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Foto di Matthias Böckel da Pixabay

L’Università dell’Illinois cerca di venire a patti con l’effetto scia delle turbine eoliche

(Rinnovabili.it) – “La potenza è nulla senza controllo”, recita lo slogan lanciato nel 1994 per la campagna pubblicitaria Pirelli. Un frase iconica che oggi si adatta a diversi contesti; anche quello eolico, come dimostra un nuovo studio dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign. I ricercatori si sono concentrati su uno dei noti problemi delle turbine eoliche all’interno di grandi impianti: l’effetto scia. Quando il vento passa attraverso le pale, crea a valle una scia piuttosto turbolenta e rallentata. In altre parole, ogni aerogeneratore frena il vento dietro di esso mentre estrae energia. E più veloce è la rotazione delle sue pale rispetto alla velocità del vento, maggiore sarà l’impatto sulla scia eolica.

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Idealmente sarebbe necessario distanziare al massimo le singole macchine nella direzione del vento prevalente. Nella pratica, tuttavia, vi sono precisi limiti determinati dall’utilizzo del suolo e dal costo del collegamento alla rete. Come ottenere la giusta via di mezzo? Con un controllo efficiente di ogni unità. Nel Journal of Renewable and Sustainable Energy, i ricercatori dell’Università statunitense mostrano come, progettando controller basati sulla visualizzazione del sistema eolico come una rete accoppiata, sia possibile estrarre energia in modo più efficiente.

Cambiare l’approccio

Pensando a un parco eolico come a un gruppo di turbine, ciascuna in competizione per il vento in arrivo, il sistema nel suo insieme non potrà essere ottimale se ogni unità […] cerca di massimizzare la propria potenza”, ha affermato l’autore della ricerca, Lucas Buccafusca“Il nostro lavoro mira a progettare controlli affinché gli aerogeneratori funzionino collettivamente, migliorando così le prestazioni”. Il team ha applicato un modello di controllo predittivo per le velocità del vento, incorporando tecniche di regolazione della scia per dimostrare che può esserci un potenziale vantaggio nell’integrare questi metodi nei futuri algoritmi di gestione delle turbine. L’obiettivo è mitigare gli effetti della turbolenza e dei picchi di potenza causati dal vento che passa attraverso le unità a monte.

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Osservando la produzione energetica, è sorprendente quanto possano essere i guadagni anche per i piccoli parchi eolici semplicemente implementando tecniche di gestione della scia”, ha aggiunto Buccafusca. Il gruppo intende anche studiare l’applicazione di metodi simili a sistemi distribuiti in cui ogni turbina abbia una batteria locale.

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