Modelamiento de parques eólicos offshore de gran tamaño

En el presente documento se hace énfasis en el uso de una librería de código abierto escrita en Python y utilizada a través de visual Studio Code para el modelamiento de parques eólicos.

Autores:
Gallo Campos, Andrés Felipe
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/59156
Palabra clave:
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spelling Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autoreshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2González Mancera, Andrés Leónardovirtual::17223-1Gallo Campos, Andrés Felipe011f4394-bebb-4993-8da8-8b8ad68e5fe8600Grupo de Conversión de energía2022-07-25T20:47:45Z2022-07-25T20:47:45Z2022-07-25http://hdl.handle.net/1992/59156instname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional Sénecarepourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/En el presente documento se hace énfasis en el uso de una librería de código abierto escrita en Python y utilizada a través de visual Studio Code para el modelamiento de parques eólicos.Actualmente la implementación de parques eólicos se ha intensificado debido a la necesidad ambiental de obtener energía a través de fuentes limpias y renovables como lo es en este caso la energía eólica. Este proceso se realiza en granjas o parques eólicos en los cuales se presentan perdidas a causa de muchos factores, uno de los más importantes es el efecto de estela, producido al reducir la velocidad del viento libre que causa que las turbinas que se encuentren detrás de la primera fila trabajen con un viento con velocidad reducida y turbulencia alterada. En este orden de ideas, en el presente documento se abarca el modelamiento de parques eólicos. Para esto, se expone una revisión teórica de los principales modelos existentes de estela aplicados a una única turbina, modelado de turbinas, obtención de mapas de velocidad y comportamiento de estela para algunos de los modelos consultados, sumatoria de estelas, consideraciones adicionales de la capa límite para el escalamiento a grandes parques en alta mar y finalmente un análisis y comparación de los modelos presentados. El modelamiento de turbinas y diferentes modelos de estela fue realizado a través la librería de código abierto Py_wake [1] escrita en Python, por esta razón adicionalmente el documento cuenta una serie de descripciones e instrucciones del uso de las funciones aplicadas en el proyecto.The implementation of wind farms has intensified due to the environmental need to obtain energy through clean and renewable sources, in this case wind energy from wind. This process in wind farms presents losses due to many factors, one of the most important is the wake effect produced by reducing the free wind speed, which causes the turbines behind the first row to work with a reduced wind speed and altered turbulence. In this order of ideas, this paper covers the modeling of wind farms. For this purpose, a theoretical review of the main existing wake models applied to a single turbine, turbine modeling, obtaining velocity maps and wake behavior for some of the models consulted, wake summation, additional considerations of the boundary layer for scaling to large offshore farms and finally an analysis and comparison of the models presented are presented. The modeling of turbines and different wake models was performed through the open-source library Py_wake [1] written in Python, for this reason additionally the document has a series of descriptions and instructions for the use of the functions applied in the project.Ingeniero MecánicoPregrado56application/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaModelamiento de parques eólicos offshore de gran tamañoTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEstelasParques eólicosOffshoreModelamientoEficienciaIngenieríaNS Energy Staff, «The world¿s most used energy sources,» NS ENERGY, 2015.AEE, «Aeeolica,» Asociacion empresarial eolica , 2020. [En línea]. Available: https://aeeolica.org/sobre-la-eolica/la-eolica-en-el-mundo/. [Último acceso: 26 02 2022].[UPME], Unidad de Planeación Minero-Energética, «PLAN ENERGETICO NACIONAL COLOMBIA: IDEARIO ENERGÉTICO 2050,» Ministerio de Minas y Energía, Bogotá, 2015.A. Urrego, «Gobierno inauguró Guajira 1, el primer parque eólico que aportará 20 MW de energía,» La republica., Bogotá., 2022.R. Shakoora, M. Y. Hassana, A. Raheemab y Y.-K. Wuc, «Wake effect modeling: A review of wind farm layout optimization using Jensen's model,» Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 58, pp. 1048-1059, 2016.R. J. Barthelmie, «Modelling and Measurements of Power Losses and Turbulence Intensity in Wind Turbine Wakes at Middelgrunden Offshore Wind Farm,» Wiley Interscience , vol. 10, pp. 517-528, 2007.Dorrego-Portela y R. R. I. Cortez, «Analysis of the Wake Effect in the Distribution of Wind Turbines,» IEEE Latin America Transactions, vol. 18, nº 4, 2020.N. Jensen, «A note on wind generator interaction,» Risø National Laboratory, nº 2411, 1983.J. 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[Último acceso: 30 Marzo 2022].Mads M. Pedersen, Paul van der Laan, Mikkel Friis-Møller, Jennifer Rinker and Pierre-Elouan Réthoré. (2019, February 12). DTUWindEnergy/PyWake: PyWake (Version v1.0.10). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.2562662.N. Nygaard, «Modelling cluster wakes and wind farm blockage,» de Conference Series, Volume 1618, Wind and Wind Farms, Denmark, 2020.M. Bastankhah y F. Porte-Agel, «A new analytical model for wind-turbine wakes,» Renewable Energy, vol. 70, pp. 116,123, 2014.A. Niayifar y F. Porté-Agel, «Analytical Modeling of Wind Farms A New Approach for Power Prediction,» Energies, vol. 9, nº 741, 2016.G. Larsen, «A simple stationary semi-analytical wake model,» RISO, 2009.P. B. S. Lissaman, «Energy Effectiveness of Arbitrary Arrays of Wind Turbines.,» Journal of Energy, vol. 3, nº 6, pp. 323-328, 1979.I. Katic, J. Hostrup y N. O. Jensen, «A simple model for cluster efficiency,» In proceedings of the European Wind Energy Association Conference and Exhibition (EWEC), vol. 1, pp. 407-410, 1986.201813524Publicationhttps://scholar.google.es/citations?user=6mPjKkQAAAAJvirtual::17223-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000215880virtual::17223-1dfb722df-f96b-4bfa-bfd9-49a4fc1b6a32virtual::17223-1dfb722df-f96b-4bfa-bfd9-49a4fc1b6a32virtual::17223-1TEXTModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdf.txtModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdf.txtExtracted texttext/plain90780https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d37dd260-0ded-4b64-9c24-c252f2ffdeb6/download874c396f238b0ed98d297176cbb5b4b0MD55Autorizacion.pdf.txtAutorizacion.pdf.txtExtracted texttext/plain1163https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/0c23b1f4-6db2-4dcc-8cce-8a921b2bbc02/download4491fe1afb58beaaef41a73cf7ff2e27MD57ORIGINALModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdfModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdfTrabajo de gradoapplication/pdf2670582https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/c2f5b3f1-4fe5-4500-964d-d6cbb6d58419/download9d9dd8432f7403eea79e58a1cde1159cMD53Autorizacion.pdfAutorizacion.pdfHIDEapplication/pdf248146https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ecaeea1a-a00e-4743-96cd-a995c698daa7/download7c7f01cf98e14370a0f785de3cc0c423MD54THUMBNAILModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdf.jpgModelamiento de parques eolicos offshore de gran tamaño..pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6588https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/5bf25c15-222c-473d-884d-706e1ba5468f/download9ffb5aabdb38afc9f11ce924948970bbMD56Autorizacion.pdf.jpgAutorizacion.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg16367https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/69aab744-70ee-468a-ae18-69bec5d16ed6/download3b165eace89b21814a18b84e51d6064aMD58LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81810https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/097e8cd4-3e5b-4031-b70a-61a750fd5f38/download5aa5c691a1ffe97abd12c2966efcb8d6MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8914https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/20960e4a-4297-4fe0-991c-d03468b14786/download24013099e9e6abb1575dc6ce0855efd5MD521992/59156oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/591562024-03-13 15:57:41.743http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.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