Model hjælper med at vælge vindmølleplaceringer, forudsiger output

Vinden blæser altid et sted, men det er lidt mere kompliceret at beslutte, hvor en vindmøllepark skal placeres, end at holde en våd finger op. Nu har et hold af Penn State-forskere en model, der kan finde det bedste sted for vindmølleparken og endda hjælpe med 24-timers forudsigelser af energiproduktion.

"Normalt, folk, der planlægger at bygge en vindmøllepark, vil kigge efter godt terræn og en gennemsnitlig vindhastighed, der ikke er for stærk og ikke for svag, men konsekvent, " sagde Guido Cervone, professor i geografi, og meteorologi og atmosfærisk videnskab. "Vi fandt en mere præcis og effektiv måde at se på vindforudsigelighed på bestemte steder, en nøglefaktor, når man overvejer at bygge en ny vindmøllepark. Med fossile brændstoffer og atomenergi ved du præcis, hvor meget energi du vil have. Men sådan er vind ikke."

Beliggenhed, til generel elektrisk effekt, er vigtigt, men det er også vigtigt at kunne forudsige, hvor meget vindenergi gården vil kunne producere 24 timer i fremtiden. Elleverandører køber den energi, der produceres af vindmølleparker og ønsker pålidelighed. Vindmølleparker sælger rutinemæssigt deres elektriske output til leverandørerne, men de vil også gerne kunne planlægge, 24 timer i forvejen, hvor meget strøm de vil producere.

"Elleverandører skal vide, hvor meget strøm der er til rådighed en dag frem, " sagde Cervone, som også er associeret direktør for Penn State Institute for CyberScience. "De skal have pålidelige kilder, fordi de ikke kan have blackout. De vil heller ikke købe mere strøm på spotmarkedet, fordi indkøb samme dag er dyrere."

Cervone og Mehdi Shahriar, nylig Penn State doktorgradsmodtager i energi- og mineralteknik, brugte det analoge ensemble, udviklet af National Center for Atmospheric Research, at analysere fejlene i vindmølleparkers elproduktionsforudsigelser over hele landet.

AnEn bruger et historisk sæt af tidligere observationer og forudsigelser, der strækker sig over mindst flere måneder, men helst to år. Det giver en sandsynlighedsmodel for prognosen, i dette tilfælde den tilgængelige vind til elproduktion.

"Vi observerede, at steder med højere gennemsnitlig vindhastighed er forbundet med større grader af prognoseusikkerhed, hvilket øger vanskeligheden ved at forudsige vindhastigheden på disse steder, " rapporterer forskerne for nylig online i Vedvarende energi .

Ved at bruge tidligere prognoser fra potentielle lokaliteter, vindmøllebyggere kunne vælge steder med måske lavere gennemsnitlige vindhastigheder, men mere konsekvente og forudsigelige vinde.

Forskernes tilgang giver ikke et enkelt ja-eller-nej-svar på, om der kommer vind. Modellen producerer en sandsynlighedskurve for vindproduktion, hvorfra virksomheder kan træffe beslutninger, mens de forstår risiciene. Hvis modellen siger, at sandsynligheden for tilstrækkelig vind til elektrisk produktion er omkring 80 %, både vindmølleejere og elkøbere kender risikoen for, at vinden ikke er tilstrækkelig. Hvis sandsynligheden er 20 %, begge ville uden tvivl beslutte, at risikoen ville være for stor til at stole på vindmølleparken for elektricitet.

"Hvis vi kan forudsige vindhastigheden, vi kan forudsige output og fortælle, hvor meget energi vi vil producere over en given tid, " sagde Cervone.

Modellen er ekstremt effektiv. I betragtning af den nuværende prognose, den søger efter en historisk vejrudsigt, der matcher og giver de faktiske vindhastigheder og varigheder.

"Denne model er beregningseffektiv, " sagde Cervone. "Vi kunne køre det kontinuerligt over et stort område med få problemer."