Sin embargo, a medida que las palas de la turbina se hacen más grandes, también se vuelven más flexibles, lo que crea varios desafíos para los diseñadores de turbinas.
Desde la década de 1930, los diseñadores de palas han utilizado modelos tradicionales como la teoría del impulso del elemento de la pala (BEM) para calcular la aerodinámica de la pala. Si bien estos modelos ofrecen métodos de cálculo eficientes, pueden resultar demasiado simplistas para la escala y complejidad de las turbinas modernas. Por ejemplo, la base sobre la que se construyen los modelos aerodinámicos tradicionales supone que el rotor de la turbina permanece en un plano, pero que las palas de la turbina grandes y flexibles tienden a desviarse del plano del rotor.
A medida que las turbinas eólicas continúan aumentando de tamaño, los diseñadores de turbinas necesitan herramientas de modelado que puedan proporcionar representaciones precisas de las fuerzas que actúan sobre las palas de turbinas más grandes que hacen que se flexionen y se doblen a medida que giran.
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) lanzó recientemente cOnvecting LAgrangian Filaments (OLAF), un nuevo módulo de estela incluido en la herramienta de simulación de turbinas eólicas OpenFAST de NREL. OLAF modela la estela de la turbina utilizando partículas conectadas a través de filamentos y está programado para generar representaciones realistas de las estelas de palas de turbina grandes y flexibles, proporcionando a los usuarios una alternativa a los modelos aerodinámicos tradicionales.
OLAF es un código más generalizado que los modelos tradicionales, que requieren que los usuarios ajusten muchos parámetros de entrada para aumentar la precisión del código”, dijo la investigadora de NREL Kelsey Shaler, quien dirigió el desarrollo de OLAF junto con los investigadores Emmanuel Branlard y Andy Platt. “El método de la OLAF proporciona una mejor representación de la física de las turbinas y hace que la herramienta sea más accesible para los usuarios”.
Además de esa accesibilidad mejorada, OLAF es una herramienta de modelado de fidelidad media, lo que significa que puede proporcionar un nivel de representación más complejo y preciso sin el gasto computacional de un modelo de mayor fidelidad.
OLAF es una herramienta de código abierto que permite a los diseñadores de la industria eólica modelar sus propios diseños de manera más precisa y predecible, reduciendo así los costos de desarrollo y refinando aún más el software en colaboración.
La OLAF también se puede utilizar para diseñar turbinas eólicas marinas tanto terrestres como flotantes. La OLAF no solo puede tener en cuenta el tamaño masivo de las turbinas marinas flotantes, sino que también tiene en cuenta el movimiento de la turbina y la interacción con su estela, lo que permite a los diseñadores de turbinas eólicas marinas crear modelos de turbinas que reflejan más fielmente la realidad.
NREL continuará mejorando la OLAF a través de las turbinas aerodinámicas de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del DOE, más ligeras y a flote, con tecnologías náuticas y el programa de servocontrol integrado (ATLANTIS).
Para obtener más información, lea la Guía del usuario y el Manual teórico de la OLAF en pdf. OLAF ya está disponible en GitHub.
