Crean un software que optimiza al máximo el diseño de parques eólicos

Especialistas del Centro de Investigación en Matemáticas, AC (CIMAT), en México, desarrollaron un software que funcionará en el diseño de parques eólicos en zonas geográficas con diferentes condiciones de viento, a fin de aprovechar al máximo los recursos disponibles del área.

Para este software, explicó el doctor Salvador Botello Rionda a Investigación y Desarrollo, tuvieron que aplicar un modelo “subrogado simplificado”.

“Estos ‘modelos subrogados’ o sustitutos –dijo–, son aquellos que se usan en lugar de los modelos más exactos conocidos; es decir, en lugar de evaluar los efectos del viento con dicho modelo, se genera otro que es más barato computacionalmente y que no ofrece el mismo cálculo, pero que es una aproximación suficientemente buena como para considerarse adecuado para resolver el problema en sus fases iniciales”.

Este modelo fue utilizado para predecir de forma aproximada la energía generada por diferentes posiciones de las turbinas, y después de encontrar un resultado suficientemente bueno, el siguiente paso fue usar el modelo más exacto y costoso para refinar las soluciones, explicó el doctor Botello Rionda. El modelo estuvo basado en un conjunto de ideas que computacionalmente no son costosas, señaló.

“Conforme avanzamos en la ejecución, fuimos incorporando el modelo más realista y exacto, pero más costoso. La idea nos permitió probar una gran cantidad de disposiciones de las turbinas en poco tiempo, lo que fue clave para la obtención de resultados de alta calidad”, comentó.

El doctor Botello Rionda, investigador del CIMAT, Unidad Guanajuato, subrayó la importancia de diseñar métodos específicos para problemas tan complejos, por lo que refirió que los modelos subrogados se han trabajado mucho durante la última década, porque aún y cuando los sistemas de cómputo son más potentes, la complejidad de los problemas que se quieren abordar tienden a crecer a velocidad aún mayor. “Los métodos generales desarrollados en el CIMAT permiten que al afrontar nuevos problemas de optimización en diferentes campos, puedan aplicarse de forma rápida diferentes metodologías sin un alto costo”, apuntó.

Es importante mencionar que un parque eólico es una central donde la producción de la energía eléctrica se consigue a partir de la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que aprovechan las corrientes de aire. En este caso, para la creación del software, los investigadores dispusieron de turbinas, las cuales fueron colocadas en diferentes posiciones para aprovechar mejor las características de los vientos.

El esquema desarrollado se basó en una metaheurística poblacional, refirió. “Estos métodos utilizan un conjunto de mecanismos adaptables no deterministas o con principios aleatorios, que generan un conjunto de soluciones candidatas. Los mecanismos se evolucionan sin intervención humana de acuerdo al problema, para generar mejores soluciones cada vez”, indicó.

Al decir del investigador, otra ventaja de estos métodos es que permiten aproximar la solución óptima sin necesidad de hacer un análisis detallado de los modelos matemáticos.

“Por otro lado, una de las desventajas de este tipo de esquemas frente a aquellos que se desarrollan a la medida de un problema específico, es que generalmente requieren de una capacidad computacional mucho mayor, por lo que si son utilizados en una computadora convencional el tiempo requerido para realizar la optimización podría resultar muy elevado”, explicó Botello Rionda.

Los investigadores involucrados en la creación del software para diseño de parques eólicos, fueron además del doctor Salvador Botello Rionda, los doctores Carlos Segura González, Sergio Ivvan Valdez Peña y Arturo Hernández Aguirre, así como los estudiantes de la Maestría en Ciencias con especialidad en Computación y Matemáticas Industriales, Mario Alberto Ocampo Pineda y Manuel Guillermo López Buenfil.

Con este trabajo de investigación, el grupo de CIMAT-Guanajuato se hizo acreedor al primer lugar en el concurso internacional de “Optimización del Diseño de Parques Eólicos”, organizado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts, el Instituto de Investigación en Informática de Toulouse y la Universidad Técnica de Delft.

“Esperamos que en el futuro haya interés de alguna empresa para el establecimiento de parques eólicos en el país”, comentó el investigador del CIMAT, quien reconoció que aún se encuentran en la fase que denominó “prueba de concepto”, concluyó Botello Rionda. (Fuente: AGENCIA ID/DICYT)