¿Qué son los efectos estela?
Los efectos estela son las corrientes de aire turbulentas y más lentas que se generan aguas abajo de un aerogenerador cuando este extrae energía del viento. Los aerogeneradores situados en posición posterior se encuentran con este flujo perturbado, lo que reduce su generación de energía e incrementa las cargas mecánicas. La intensidad de estos efectos depende en gran medida del espaciado entre aerogeneradores, la velocidad del viento, la estabilidad atmosférica y el tamaño del rotor. Gestionar las interacciones de estela mediante disposiciones optimizadas y un control activo de la estela es clave para mejorar el rendimiento global del parque eólico. La pregunta fundamental es cómo optimizar el rendimiento general del parque eólico manteniendo al mismo tiempo la longevidad y la fiabilidad de los aerogeneradores.
KI4Wind - Motivación del proyecto
Para alcanzar la neutralidad climática en el suministro energético, es imprescindible ampliar y optimizar las fuentes de energía renovable — especialmente los aerogeneradores ya instalados, que encierran un enorme potencial de optimización mediante algoritmos de orientación de estela más inteligentes.
Actualmente, los sistemas de control de los aerogeneradores modernos (WTGs) se centran exclusivamente en el aerogenerador individual, sin tener en cuenta el comportamiento de los demás aerogeneradores del parque eólico. Sin embargo, optimizando su interacción, es posible mejorar el funcionamiento de los aerogeneradores, reducir las cargas mecánicas y, con ello, alargar su vida útil. Esto se traduce en una mayor eficiencia global y un incremento del rendimiento neto de los parques eólicos.
Objetivos y enfoque
El proyecto KI4Wind tiene como objetivo investigar el uso de métodos de aprendizaje automático (ML) para identificar condiciones operativas y de carga específicas de los aerogeneradores, con el fin de reducir las tensiones físicas y optimizar la producción de energía eléctrica.
Para lograrlo, en primer lugar se integrarán sensores de la empresa socia Fibercheck GmbH en parques eólicos reales, con el objetivo de enriquecer estratégicamente los conjuntos de datos de medición existentes. A partir de estas mediciones reales y de datos de simulación sintéticos adicionales proporcionados por el socio investigador Fraunhofer IWES, Turbit Systems GmbH liderará el desarrollo y el training de agentes de control basados en IA para aerogeneradores. Dichos agentes serán posteriormente probados y optimizados en ensayos de campo reales por el consorcio del proyecto.
Innovaciones y perspectivas
En comparación con las tecnologías existentes, el proyecto ofrece el potencial de optimizar la operación de parques eólicos completos mediante Agentes de Aprendizaje por Refuerzo (RL-Agents). Los modelos desarrollados en KI4Wind están concebidos para integrarse bien como módulos independientes en los sistemas de control locales de los aerogeneradores, bien para aplicarse de forma centralizada mediante un enfoque de computación en la nube para la optimización operativa.
A medio plazo, el proyecto reforzará la competitividad de las empresas alemanas en el sector de la energía eólica y contribuirá así de forma duradera a la consecución de la neutralidad climática.
Socios del proyecto
