Projektbeschreibung
Wie Windparks mit Wetterbedingungen interagieren
Atmosphärische Turbulenzen zu verstehen, ist von entscheidender Bedeutung für die optimierte Planung von Windparks und bessere Vorhersagen in der Stromerzeugung. Mit der Ausdehnung von Windparks werden ihre Wechselwirkungen mit großräumigen Wetterphänomenen und der Atmosphäre wichtig. Es stellt sich die Frage, wie Windparks das Wetter, die Stabilität der Atmosphäre, die Ausbreitung von Feuchtigkeit, Wolken und den Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean beeinflussen. Das Team des ERC-finanzierten Projekts WINDFLOW wird die Vorhersage der Windstromerzeugung mithilfe der Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Windparks und realen Wetterbedingungen verbessern. Zur Modellierung der Windströmung in Windparks werden fortgeschrittene 3D-Simulationen eingesetzt, und es werden neue Berechnungsverfahren für hochauflösende Simulationen entwickelt. Dieser Ansatz berücksichtigt die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre, Ozean, Wolken und Windparks.
Ziel
Turbulence drives transport processes in the atmosphere and determines Earth’s weather and climate. Wind farm performance depends on atmospheric turbulence as it entrains energy into wind turbine arrays. As wind turbines and farms expand in size, they increasingly interact with an unexplored atmospheric region and large-scale weather phenomena in ways that are not fully understood. Typical wind farm simulations assume idealized cases and do not capture the influence of (i) dynamic changes in atmospheric conditions, (ii) the interaction between the atmosphere and ocean, and (iii) the influence of clouds. In reality, these effects are dynamic and influence atmospheric turbulent flow across a wind farm. Understanding these interactions is crucial to optimize wind farm design, control, and power production forecasts. Far beyond the local scale, wind farm physics impact large-scale atmospheric processes. Outstanding questions include how wind farms influence large-scale weather phenomena, atmospheric stability, moisture dispersion, and clouds. The influence of wind farms on heat and momentum exchange between the atmosphere and ocean is also not fully understood.
To bridge these knowledge gaps, I envision using 3D simulations to locally model the wind farm flow physics (microscale) in a weather model (mesoscale). This is a conceptually different approach from typical weather models that use a limited refinement of microscale processes throughout the domain. Using high-resolution simulations, I will go beyond idealized cases and explore dynamic interaction between atmosphere, ocean, clouds, and wind farms. The goal is to study wind farm interaction with realistic weather conditions and provide more accurate wind production forecasts. I will develop novel computational techniques to increase the domain size of high-resolution simulations. Addressing these fundamental modeling challenges is crucial to unlock the complex interaction between wind farms and the atmosphere.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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Niederlande