پیش‌بینی انرژی تولیدی مزارع بادی با کمک یک مدل رایانه‌ای

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، اگرچه وزش باد در همه جا صورت می‌گیرد اما تصمیم‌گیری در مورد محل نصب مزرعه بادی، موضوع پیچیده‌ای است. گروهی از پژوهشگران "دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا" (Penn State) با همکاری "مهدی شهریار" (Mehdi Shahriar)، دانشمند ایرانی این دانشگاه، یک مدل رایانه‌ای ابداع کرده‌اند که می‌تواند بهترین مکان را برای احداث مزرعه بادی تشخیص دهد و حتی میزان خروجی مزرعه را تا 24 ساعت آینده پیش‌بینی کند.

"گوئیدو کروون"(Guido Cervone)، استاد جغرافیا، هواشناسی و علوم جوی  دانشگاه پنسیلوانیا گفت: افرادی که قصد دارند مزرعه بادی احداث کنند، معمولا در جستجوی زمین خوب و سرعت متوسط باد هستند؛ به طوری که بیش از حد ضعیف یا قوی نباشد اما سازگاری خود را حفظ کند. ما روش دقیق‌تر و کارآمدتری را برای پیدا کردن محل مناسب احداث مزرعه بادی یافتیم. هنگامی که با سوخت‌های فسیلی یا انرژی هسته‌ای سر و کار داریم، می‌توانیم میزان انرژی لازم را مشخص کنیم اما داستان باد کاملا متفاوت است.

انتخاب مکان مناسب برای دریافت خروجی مورد نظر، موضوع مهمی به شمار می‌رود اما پیش‌بینی میزان انرژی که در 24 ساعت آینده تولید می‌شود نیز مهم است. کسانی که الکتریسیته تولید می‌کنند، انرژی تولید شده در مزارع بادی را خریداری می‌کنند و خواهان پایداری هستند.

انرژی خروجی مزارع بادی، روزانه به شرکتهای برق فروخته می‌شود اما آنها مایلند تا میزان انرژی که می‌توان در 24 ساعت آینده تولید کرد را پیش‌بینی کنند.

کروون افزود: شرکتهای برق باید بدانند که می‌توانند چه مقدار انرژی را در هر روز تامین کنند. آنها به منابع قابل اطمینان نیاز دارند و نمی‌خواهند الکتریسیته بیشتری را به صورت روزانه بخرند زیرا خریداری روزانه برای آنها، هزینه بیشتری دارد.

کروون و شهریار، مدلی موسوم به "آنالوگ انسمبل"(Analog Ensemble) ابداع کردند تا خطاهای پیش‌بینی محصول مزرعه بادی را در سراسر آمریکا تحلیل کند.

آنالوگ انسمبل، مجموعه‌ای از بررسی‌ها و پیش‌بینی‌هایی که طی چندین ماه صورت گرفته‌اند، به کار می‌برد اما پژوهشگران انتظار دارند که بررسی‌های دو سال را ارزیابی کنند. این مدل در واقع، یک مدل پیش‌بینی وضع آب و هوا است که در این مورد می‌تواند میزان باد را برای تولید انرژی پیش‌بینی کند.

در گزارش پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا آمده است: ما در بررسی خود دریافتیم مکان‌هایی که متوسط سرعت باد در آنها بالاتر است، بیشتر با مشکل پیش‌بینی همراه هستند.

شاید سازندگان مزارع بادی بتوانند با استفاده از پیش‌بینی‌های گذشته در مورد مکان‌های احتمالی، بهترین محل را انتخاب کنند که سرعت متوسط باد در آن پایین‌تر باشد اما بادهای ثابت و قابل‌ پیش‌بینی را شامل شود.

این روش جدید نمی‌تواند وجود باد را در یک منطقه، به سادگی تایید یا رد کند؛ بلکه فقط احتمالاتی را بیان می‌کند که شرکت‌ها می‌توانند با کمک آنها، خطرات را درک کنند و به تصمیم‌گیری بپردازند.

اگر مدل نشان دهد که میزان باد برای تولید الکتریسیته، 80 درصد است، مالکان مزرعه و خریداران انرژی مطمئن می‌شوند که خطرات احتمالی، کم خواهند بود اما اگر این مقدار 20 درصد باشد، بدون شک خطر بیشتری برای تولید الکتریسیته وجود خواهد داشت.

کروون ادامه داد: اگر ما بتوانیم سرعت باد را پیش‌بینی کنیم، از عهده پیش‌بینی خروجی و میزان انرژی که تولید می‌کنیم، بر خواهیم آمد. این مدل، کارآیی بالایی خواهد داشت و شاید بتوان در آینده آن را در یک منطقه گسترده به کار گرفت.

این پژوهش، در مجله " Renewable Energy" به چاپ رسید.