Avaliação das parametrizações de parques eólicos no modelo WRF sob diferentes condições de estabilidade atmosférica com simulações de acordes de alta resolução

As parametrizações de parques eólicos (WFPs) são utilizadas em modelos de mesoescala para prever a produção de energia dos parques eólicos e seu impacto nos recursos eólicos, considerando a variabilidade do clima do vento regional. No entanto, o desempenho das WFPs é influenciado por vários fatores, incluindo a estabilidade atmosférica. Neste estudo, comparamos duas WFPs amplamente utilizadas no modelo de Pesquisa e Previsão do Tempo (WRF) com simulações de grandes vórtices (LES) de acordes de turbinas realizadas com o mesmo modelo. A WFP Fitch e a parametrização explícita de acordes foram avaliadas quanto à sua capacidade de representar a velocidade do vento e a energia cinética turbulenta (TKE) em um layout de parque eólico de duas turbinas sob condições de estabilidade atmosférica neutra, instável e estável. Para garantir uma comparação justa, as condições de entrada foram mantidas o mais próximas possível entre as simulações LES e as de mesoescala para cada tipo de condição de estabilidade, e os resultados do LES foram agregados espacialmente para alinhar-se ao espaçamento de grade de mesoescala. Nossas descobertas indicam que o desempenho das WFPs varia dependendo da variável específica (velocidade do vento ou TKE) e da área de interesse a jusante da turbina quando comparado ao referencial LES. As WFPs podem representar com precisão os perfis verticais do déficit de velocidade do vento para a célula de grade contendo as turbinas eólicas ou para as células de grade no fundo do acorde, mas não ambas simultaneamente. As WFPs com uma fonte explícita de TKE superestimam os valores de TKE na primeira célula de grade contendo a turbina eólica; no entanto, para células de grade a jusante, o acordo melhora. Por outro lado, as WFPs sem uma fonte de TKE subestimam a TKE em todas as células de grade a jusante. Esses padrões de concordância entre as WFPs e o referencial LES são consistentes sob as três condições de estabilidade atmosférica. No entanto, as WFPs se assemelham menos à velocidade do vento e à TKE do referencial LES sob condições estáveis do que sob condições neutras ou instáveis.