Forskare har släppt den första av flera rapporter som beskriver stora resultat som kan hjälpa vindindustrins tjänstemän att hantera vindkraftanläggningar mer effektivt och öka produktionen av förnybar energi.

Resultat från projektet, kallad "Perdigão, "som inkluderade ett stort fältförsök i Vale do Cobrão, en dal i östra Portugal, visa att vindens hastighet och riktning över komplex terräng på höjden av vindkraftsnav skiljer sig väsentligt från vanliga väderprognoser, enligt rapporten publicerad i Bulletin från American Meteorological Society .

Dessa prognoser, som vindkraftverksoperatörer förlitar sig på för att få anläggningar online och leverera vindkraft till nätet, är bara 40 till 50 procent korrekta när det gäller den årliga energiproduktionen - vilket skapar en utmaning för industrin.

"Ett stort fokus för Perdigão -projektet är att förbättra prognos- och planeringshorisonter för vindkraftverk, både vad gäller turbinplacering och drift, "sa Harindra Joseph Fernando, ledande huvudutredare för studien för den amerikanska gruppen och Wayne och Diana Murdy begåvad professor vid institutionen för civil- och miljöteknik och geovetenskap och avdelningen för rymd- och maskinteknik vid University of Notre Dame. "Vindflöden styrs känsligt av topografi. Berg, vegetation, floder och vattendrag formar vindens hastighet och riktning, så vad som händer på platsen för turbinen skiljer sig mycket från makroskala meteorologiska prognoser. "

För att vara användbar, vindkraftsprognoser måste göras minst sex timmar i förväg så att elnätsoperatörer kan balansera lasterna effektivt. Projektet syftar till att förbättra sådana prognoser med hjälp av en kombination av tekniker, i synnerhet genom att förbättra de så kallade mikroskala modellerna. Dessa modeller fångar detaljerna om flöde som omger ett vindkraftverk med fin noggrannhet, och ge vindar på punkter åtskilda med 100 meter eller så horisontellt (jämfört med tiotals kilometer i väderprognosmodeller).

Studiens plats valdes specifikt för dess allomfattande terräng av åsar, backar, jordbruksmark, vegetation, raviner och flodflöde. Komplex terräng står för majoriteten av all markyta på jorden - en anledning till att forskare bättre vill förstå hur man maximerar vindavskiljningen för turbinanläggningar.

Både USA och Europeiska unionen (EU) arbetar för att öka andelen vindkraft av deras respektive totala energiförbrukning. År 2017, 6,3 procent av den totala elen som produceras i USA var från vindkraftverk medan andelen i EU var 11,6 procent. Enligt energidepartementet, vindkraftanläggningar i nyckelskala har installerats i 41 stater, med system i mindre skala som distribuerar vindkraft i alla 50 stater samt Puerto Rico, Guam och Amerikanska Jungfruöarna.

"Perdigão -projektet representerade ett verkligt internationellt samarbete, som kulminerade i ett projekt med ett aldrig tidigare skådat antal instrument, "sa Nick Anderson, programdirektör med National Science Foundation's Division of Atmospheric and Geospace Sciences, som finansierade forskningen. "Data från fältkampanjen kommer att användas av forskare i årtionden, och kommer att förbättra prognoserna för lokala vindförhållanden som påverkar vindenergi, brandbekämpning, luftföroreningar och krigföring. "