Efecto de turbinas eólicas de gran tamaño sobre el flujo atmosférico de capas bajas

• Autores: Mayol, María Laura
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Saulo, Andrea Celeste; Otero, Alejandro Daniel
• Materia: ENERGIA EOLICA; MESOESCALA; MODELO DE PRONOSTICO NUMERICO DEL TIEMPO; PARAMETRIZACION DE PARQUES EOLICOS; ESTELA; WIND ENERGY; MESO-SCALE; NUMERICAL WEATHER PREDICTION MODEL; WIND FARM PARAMETERIZATION; WAKE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La necesidad de una transición energética hacia tecnologías con emisiones bajas o libres de carbono ha impulsado, en las últimas décadas, el crecimiento de la energía eólica tanto a nivel global como nacional. La madurez tecnológica alcanzada por esta industria ha dado lugar a una nueva generación de aerogeneradores caracterizados por rotores más grandes y factores de capacidad más altos. Asimismo, en la actualidad existe una tendencia a desarrollar parques eólicos de mayor densidad y tamaño. Ambos aspectos conducen a una mayor interacción de las turbinas y parques eólicos con las capas más bajas de la tropósfera. Este trabajo de tesis propone mejorar la comprensión del impacto que tienen los parques eólicos sobre su entorno y viceversa, mediante el uso de modelos regionales de pronóstico numérico del tiempo incluyendo el efecto de la presencia de las turbinas eólicas dentro de la formulación de los mismos. En una primera parte, se realiza un análisis de la capacidad de estos modelos regionales para estimar el recurso eólico y las diferentes condiciones de estabilidad en un determinado sitio. Posteriormente se lleva a cabo un estudio de las distintas formas de representar parques eólicos en modelos de mesoescala y se desarrolla e implementa una nueva parametrización de parques eólicos que tiene en cuenta el fenómeno de inducción producido por los aerogeneradores. Finalmente se utilizan estos modelos para estudiar el impacto de dos parques eólicos sobre las variables atmosféricas y el flujo de capas bajas y se aborda una aplicación de esta herramienta para realizar un estudio de interacción entre parque eólicos.
The need for an energy transition to low or free-carbon technologies has driven, in the last decades, the growth of wind power both globally and nationally. The technological maturity reached by this industry has led to a new generation of wind turbines characterized by larger rotors and higher capacity factors. Furthermore, the trend is to develop larger and denser wind farms. Both aspects lead to deeper interactions of the turbines and wind farms with the lower layers of the troposphere. This thesis aims to improve the understanding of the impact that wind farms have on their environment and vice versa, through the use of regional numerical weather prediction models including the effect of the presence of wind turbines within their formulation. Firstly, an analysis of the capacity of these regional models to estimate the wind resource and the different stability conditions at a given site is performed. Then, a study of the different ways of representing wind farms in mesoscale models is carried out and a new induction-aware wind farm parameterization is developed and implemented in WRF. Finally, these models are used to analyze the impact of two wind farms on the atmospheric variables and the flow in the lower levels and an application of this tool is conduc-ted to study the interaction between wind farms.
Fil: Mayol, María Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.