La energía eólica es una piedra angular de la transición a las energías renovables. Pero, si bien la ampliación de las turbinas eólicas ha demostrado ser eficaz para aplicaciones a gran escala, reducir su escala para entornos urbanos sigue siendo un desafío importante. Las velocidades del viento en las ciudades, a menudo tan bajas como 3 o 4 metros por segundo, son aproximadamente 2 o 3 veces más bajas que el punto óptimo de eficiencia de las turbinas convencionales. Para liberar el potencial de la energía eólica en las áreas urbanas, los nuevos diseños deben atender específicamente a estas velocidades más bajas y condiciones turbulentas. Es aquí donde entra en juego la turbina diseñada con IA. El sistema tiene en cuenta las condiciones eólicas de la ciudad donde se pretende implementar (en este caso, Birmingham, Reino Unido) y optimiza el diseño para tener en cuenta estas condiciones.
Diseño impulsado por IA
“Necesitábamos una turbina que pudiera capturar las velocidades del viento relativamente bajas de Birmingham y, al mismo tiempo, gestionar la turbulencia causada por los edificios circundantes”, explicó Leonard Nicusan, director de tecnología de EvoPhase. “El diseño también tenía que ser compacto y liviano para adaptarse a las instalaciones en los tejados”.
El nuevo aerogenerador, que cuenta con un diseño poco convencional pero eficiente, fue desarrollado por un grupo de investigación dirigido por el Dr. Kit Williams-Yul en la Universidad de Birmingham. También cuenta con una colaboración con los especialistas en diseño de IA EvoPhase y los fabricantes de metales de precisión Kwik Fab Ltd. El diseño implica palas curvas que giran alrededor de un punto central.
El enfoque impulsado por IA resultó transformador. Permitió a los investigadores generar, probar y refinar más de 2000 diseños en solo semanas, un logro que habría requerido mucho más tiempo y dinero utilizando los métodos tradicionales. El resultado es una turbina que es hasta siete veces más eficiente que los diseños existentes en el entorno urbano de Birmingham, según las pruebas iniciales.
“El uso de IA fue esencial para liberarse de los prejuicios de larga data que han influenciado los diseños de turbinas durante el siglo pasado”, agregó Nicusan. “La IA nos permitió explorar posibilidades de diseño más allá del alcance de la experimentación humana tradicional. “Pudimos generar, probar y refinar más de 2000 diseños de turbinas eólicas en tan solo unas semanas, acelerando significativamente nuestro proceso de desarrollo y logrando lo que hubiera llevado años y millones de libras con los métodos convencionales. Nuestras simulaciones evolutivas han confirmado que el Birmingham Blade es hasta siete veces más eficiente que los diseños existentes en las velocidades del viento y el entorno urbano de Birmingham. El diseño final no es solo un prototipo, es una solución predictiva que está lista para su uso en el mundo real”.
Plan para el futuro
La turbina eólica diseñada por IA ahora se dejará en funcionamiento en Birmingham para evaluar el rendimiento en la vida real. Los investigadores confían en que pueden fabricar una turbina eólica para cada ciudad con facilidad. El equipo ya está trabajando en una turbina eólica hecha a medida para la ciudad de Edimburgo en Escocia, que tiene condiciones de viento muy diferentes a las de Birmingham.
“Podemos tomar un diseño complejo y fabricar y enviar un prototipo para probarlo en cuestión de semanas”, dijo Paul Jarvis de Kwik Fab. Jarvis confía en que en Birmingham hay suficiente talento y espacio para ofrecer una rápida transformación del diseño a la creación de prototipos de turbinas eólicas adaptadas geográficamente a las condiciones locales específicas del resto del mundo. “Nos gustaría trabajar con organizaciones que quieran aprovechar al máximo la energía eólica, una fuente de energía sostenible que es gratuita y está presente en todos los países”.
A estas alturas, todos conocemos el inmenso potencial que tiene la energía eólica. Sin embargo, encontrar soluciones personalizadas e hiperlocalizadas ha resultado ser un desafío notable. Funciona muy bien en campos grandes y abiertos, pero con este enfoque personalizado e impulsado por la IA, también podría transformar la generación de energía renovable localizada. Con su rápido ciclo de diseño a prototipo, estas innovaciones prometen acelerar la transición hacia un futuro más verde e inteligente, una ciudad a la vez.
Fuente: ZME Science.
