Практически все современные ветрогенераторы управляются автоматикой так, как если бы они были отдельными, самостоятельными единицами, тогда как в подавляющем большинстве случаев они входят в состав ветровой фермы из десятков или даже сотен турбин. И каждый из них влияет на работу соседа (и чаще негативно — из-за турбулентного следа). Специалисты из Массачусетского технологического института выяснили, как можно повысить производительность таких электростанций путем моделирования потоков ветра и оптимизации работы всей совокупности турбин.
В идеале можно было бы размещать турбины как можно дальше друг от друга, но технически это трудно осуществить. Поэтому инженеры разработали новую модель потока, которая предсказывает выработку энергии каждой турбины в парке в зависимости от ветра и от стратегии управления каждой турбины. Модель, основанная на физике потока, использует данные, полученные от действующих ветропарков, чтобы снизить ошибки и неточности предсказания. Не меняя ничего в оборудовании или расположении генераторов, система позволяет найти оптимальное направление для каждой турбины в каждый конкретный момент. В результате повышается выработка энергии всего ветропарка, а не отдельных ветряков.
Испытания системы в полевых условиях состоялись в одном из ветропарков Индии. Модель сумела спрогнозировать производительность станции и представить оптимальную стратегию управления для большинства погодных условий.
Увеличение выхода энергии может показаться незначительным: в среднем около 1,2%, а при оптимальной скорости ветра от 6 до 8 м/с — 3%. Но алгоритм можно применять на любой ветровой электростанции, вне зависимости от конструкции. Если все работающие в мире ветряки будут получать на 1,2% больше энергии, это будет эквивалентно постройке 3600 новых ветрогенераторов, что достаточно для питания порядка 3 млн домов. Важно, что эти мощности можно получить практически даром, просто оптимизируя работу уже существующих ветряков.