Mądrzejsze rozmieszczenie morskich farm wiatrowych przyspieszy transformację energetyczną i przyniesie większe korzyści finansowe dla deweloperów oraz tańszą energię dla społeczeństwa.

Optymalizacja rozmieszczenia farm wiatrowych to sztuka definiowania optymalnych lokalizacji turbin wiatrowych, kabli wewnątrz pola i konstrukcji podstacji. Stanowi ona doskonałą okazję do zwiększenia wartości projektu.

Społeczność akademicka przeprowadziła szeroko zakrojone badania nad numeryczną optymalizacją rozmieszczenia farm wiatrowych, jednak w rzeczywistych projektach jest ona rzadko stosowana. Optymalizacja rozmieszczenia farm wiatrowych jest złożona, ponieważ jest działaniem interdyscyplinarnym. Projekt farmy wiatrowej jest zazwyczaj podzielony na pakiety robocze (turbina, fundamenty, kable, podstacja). Lokalizacja każdej turbiny wpływa na koszty projektu w różnych pakietach roboczych.

Chociaż wpływ zjawiska "wake" jest ważny, należy wziąć pod uwagę również inne aspekty. Na przykład głębokość, która wpływa na wielkość fundamentów. Poziomy turbulencji muszą być ograniczone. A infrastruktura przesyłowa, przygotowanie dna morskiego i warunki geologiczne są często pomijane, podczas gdy one również mogą mieć znaczący wpływ na koszty. Pełna optymalizacja położenia turbin wymaga nie tylko wglądu w interakcje między siłami natury i czynniki kosztotwórcze we wszystkich pakietach roboczych, ale także sposobu na połączenie wszystkiego razem.

Fot. sideshore-technology.com

Nawet obecnie optymalizacja układu farmy wiatrowej jest często wykonywana jako prosty proces iteracyjny. Najpierw specjaliści od wydajności projektują układ przy użyciu prostej siatki regularnej. Następnie jest on ulepszany w kolejnych etapach, przechodząc z jednego pakietu roboczego do drugiego. Jednak niedawno firma Sideshore Technology opracowała oprogramowanie, w którym wszystkie czynniki kosztotwórcze są uschematyzowane i połączone w jedną kompleksową i wydajną symulację. Pozwala to na optymalizację układu farmy wiatrowej przy pomocy tysięcy iteracji obliczeniowych, osiągając bezprecedensowy wzrost wartości projektu.

Eksperci z Sideshore Technology twierdzą, że nauka o danych i metody optymalizacji odegrają kluczową rolę w przejściu do bardziej zrównoważonego świata. Łączą świat rozwoju projektów morskich farm wiatrowych i wysokowydajnej optymalizacji numerycznej, aby stworzyć optymalne układy farm wiatrowych.

Wraz z klientami z sektora oceniają zmienne wpływające na koszty we wszystkich pakietach. Łączą je w jeden model i automatycznie optymalizują układ farmy wiatrowej przy użyciu autorskich technik optymalizacji i narzędzia programowego Layout Doctor. Integracja wszystkich tych zmiennych jest skomplikowana, ale pozwala na znaczne zwiększenie wartości projektu. Uzyskane w ten sposób oszczędności przyczynią się do przyspieszenia transformacji energetycznej i pozwolą na bardziej efektywne wykorzystanie obszarów morskich farm wiatrowych.

W optymalizacji zastosowano metody obliczeń równoległych uruchamiane na procesorach graficznych i wielordzeniowych jednostkach centralnych. Modele kosztów uwzględniają koszty falowania, koszty fundamentów, koszty kabli i koszty przygotowania dna morskiego pod inwestycję. Optymalizacja uwzględnia również warunki brzegowe projektu, takie jak minimalne odległości, strefy wyłączenia, wymagania instalacyjne i unikanie nadmiernych turbulencji. Uzyskane w ten sposób projekty zazwyczaj przewyższają tradycyjne układy, pozwalając zaoszczędzić dziesiątki do setek milionów euro w okresie eksploatacji farmy wiatrowej.

Algorytmy na naszym podwórku - optymalizacja układu farmy wiatrowej w Polsce