Algorytmy zoptymalizują lokalizację, budowę i przychody z morskich farm wiatrowych

zk

04.10.2022 08:44
Strona główna Energetyka, OZE Algorytmy zoptymalizują lokalizację, budowę i przychody z morskich farm wiatrowych

Partnerzy portalu

Algorytmy zoptymalizują lokalizację, budowę i przychody z morskich farm wiatrowych  - ZielonaGospodarka.pl
Fot. sideshore-technology.com

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

Ta morska farma wiatrowa stanęła przed kilkoma wyzwaniami. Zbliżała się kampania geotechniczna mająca na celu zebranie danych o gruncie w miejscach ustawienia turbin. Rozważane były różne opcje turbin. Granica terenu nie była w pełni wyznaczona, ponieważ trwały dyskusje na temat pozwoleń. Układ dostarczony przez poprzedniego konsultanta został opracowany na podstawie oceny inżynierskiej w celu zredukowania falowania. Nawet wówczas był on daleki od optymalnego.


Fot. sideshore-technology.com


Podejście ekspertów z Sideshore Technology polegało na opracowaniu modelu uwzględniającego wszystkie główne czynniki kosztowe związane z rozmieszczeniem farmy wiatrowej i obliczeniu optymalnego położenia turbin wiatrowych, biorąc pod uwagę jednocześnie wszsytkie parametry. Głównymi czynnikami kosztotwórczymi, które uwzględniono, były koszty falowania i fundamentów. Warunki brzegowe projektu wymagały, aby turbiny znajdowały się w ustalonej odległości w celu uniknięcia ryzyka wystąpienia płytkich pokładów gazu. Należało również uwzględnić turbulencje i strefy wyłączenia. Do oceny firma wykorzystała narzędzie programowe, Layout Doctor, które wykorzystuje techniki optymalizacji zaimplementowane na procesorach graficznych i wielordzeniowych procesorach centralnych do automatycznego obliczania optymalnych pozycji. W efekcie dostarczono elastyczny, zoptymalizowany układ ze znaczną redukcją efektu "wake" i zmniejszeniem ogólnej głębokości wody dla dwóch wariantów granic terenu. Projekt był gotowy przed kampanią geotechniczną.







Źródło: sideshore-technology.com, offshorewind.biz

Partnerzy portalu

ase_390x150_2022

Surowce

 Ropa brent 64,38 $ baryłka  0,00% 21:58
 Cyna 23100,00 $ tona 0,65% 1 gru
 Cynk 3056,00 $ tona 2,79% 1 gru
 Aluminium 2430,00 $ tona 1,84% 1 gru
 Pallad 2680,00 $ uncja  0,00% 21:57
 Platyna 1191,10 $ uncja  0,00% 21:59
 Srebro 25,11 $ uncja  0,00% 21:59
 Złoto 1731,30 $ uncja  0,00% 21:59

Dziękujemy za wysłane grafiki.