Informática de alto rendimiento para parques eólicos de altas prestaciones
Si Europa quiere cumplir su objetivo de convertirse en el primer continente climáticamente neutro de aquí a 2050, debe abordar su sistema energético, que actualmente representa más del 75 % de todas las emisiones de gases de efecto invernadero. La clave para lograrlo son las energías renovables, por lo que la UE tiene como objetivo aumentar su cuota de energía renovable al 40 % para 2030, frente al 20 % de 2019. «La energía eólica está bien posicionada para ser la opción de energía renovable de Europa», afirma Atanas Popov, catedrático de Ingeniería en la Universidad de Nottingham. «Ya representa el 15 % de la electricidad de Europa y tiene las ventajas de ser escalable, rentable y de fácil acceso». El problema es que Europa no está construyendo suficiente capacidad nueva de energía eólica para alcanzar sus objetivos. Según WindEurope, la UE solo construyó 11 GW de granjas nuevas en 2021 y tiene previsto construir 18 GW al año entre 2022 y 2026. Sin embargo, para cumplir su objetivo de energías renovables de aquí a 2030, la UE necesita construir 30 GW al año de capacidad nueva de energía eólica. Para abordar este reto, existen iniciativas como el proyecto HPCWE, financiado con fondos europeos, que tiene como objetivo utilizar la informática de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) para mejorar la eficiencia de los parques eólicos y, en consecuencia, aumentar la captación de energía eólica. «Nuestro objetivo era utilizar lo último en HPC para comprender mejor la física del flujo atmosférico que afecta el comportamiento y el rendimiento de las turbinas y los parques eólicos», explica Popov, quien se desempeña como coordinador del proyecto.
Una red de energía eólica entre la UE y Brasil
Para maximizar el impacto del proyecto, los investigadores de la UE se asociaron con sus homólogos de Brasil, un país que actualmente tiene la novena capacidad eólica más grande del mundo. También experimenta un crecimiento anual superior al 10 %, con cerca de 500 parques eólicos ya en funcionamiento. «Al establecer una red de energía eólica entre la UE y Brasil que reúne a universidades, empresas y asesorías, pudimos construir y probar más allá de las estrategias de HPC de última generación para la simulación numérica del flujo de viento en la explotación de la energía eólica», agrega Popov.
Hacia parques eólicos más eficientes
Al aprovechar la experiencia de las dos regiones, el equipo del proyecto demostró el uso eficaz y eficiente de la HPC en la realización de simulaciones de energía eólica. Específicamente, desarrolló y puso en marcha una serie de algoritmos innovadores que condujeron a nuevas soluciones para la verificación, validación, cuantificación de la incertidumbre e interpretación de datos científicos «in situ». Otro resultado clave fue la integración perfecta y precisa en los modelos y las simulaciones de las diversas escalas geoespaciales y temporales involucradas en el flujo atmosférico y el comportamiento estructural de las turbinas eólicas. Los investigadores también lograron poner en práctica nuevos métodos, incluidas herramientas de «software», para administrar grandes conjuntos de datos. «Sin duda, estos resultados serán útiles para la industria y otras partes interesadas», afirma Popov. «Por ejemplo, las herramientas de HPC desarrolladas en el proyecto modificarán muchas prácticas industriales y actividades de I+D que tienen lugar en la energía eólica». Además, los proveedores de servicios de recursos de HPC podrán utilizar los resultados del proyecto para mejorar el rendimiento y la eficiencia energética de la simulación de fluidos en la energía eólica, mientras que las organizaciones de investigación pueden utilizar los algoritmos innovadores del proyecto para simular problemas nuevos y más grandes relacionados con la energía eólica. «Nuestro trabajo ha sentado las bases para los experimentos y simulaciones más avanzados que, en última instancia, aumentarán la eficiencia de las turbinas y los parques eólicos y, por lo tanto, impulsarán la adopción de la energía eólica», concluye Popov.
Palabras clave
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