Naukowcy przeprowadzili kompleksową analizę zjawiska zakłóceń aerodynamicznych, które powodują tzw. „wake effects” w pierwszej amerykańskiej morskiej farmie wiatrowej Block Island Wind Farm (BIWF), co może mieć kluczowe znaczenie dla rozwoju sektora offshore wind. Badanie koncentruje się na wpływie zakłóceń aerodynamicznych na wydajność turbin i straty mocy w farmach wiatrowych.
Jak wykazało badanie, zakłócenia aerodynamiczne powodowane przez turbiny wiatrowe w ramach farmy wiatrowej mogą prowadzić do znaczących strat w produkcji energii. Zaobserwowano straty mocy rzędu 10-20% wynikające z interakcji między turbinami, a w skrajnych przypadkach spadek wydajności farmy może sięgać nawet 40%, szczególnie gdy turbiny ustawione są w kolumnach. Dodatkowo, turbiny położone „w cieniu” innych instalacji doświadczają zmniejszonej prędkości wiatru i zwiększonych zakłóceń.
W ramach badania naukowcy wykorzystali framework FLORIS (FLOw Redirection and Induction in Steady State) do analizy kluczowych parametrów operacyjnych. Analiza objęła intensywność zakłóceń aerodynamicznych, niewspółosiowość (yaw misalignment) oraz współczynniki mocy.
Badanie nabiera szczególnego znaczenia w kontekście amerykańskich planów rozwoju morskiej energetyki wiatrowej. Stany Zjednoczone zakładają instalację 30 GW mocy do 2030 roku oraz osiągnięcie 110 GW mocy do 2050 roku.
Wyniki analizy wskazują na dominującą rolę intensywności zakłóceń aerodynamicznych i ich sezonowych zmian w kształtowaniu dynamiki zjawiska wake effects. Lepsze zrozumienie tych procesów może przyczynić się do optymalizacji rozmieszczenia turbin i poprawy wydajności farm wiatrowych. Badacze podkreślają, że dokładne modelowanie tych zjawisk ma kluczowe znaczenie dla przyszłego rozwoju morskiej energetyki wiatrowej.
