NAIZ Irratiko “Gelditu makinak” saioan izan da EHUko Ekaitz Zulueta ikerlaria. Aerosorgailuen teknologia izan dugu hizpide eta, energia mota honen gakoak errepasatzeaz gainera, garapen bideak ere aztertu ditugu.

Bere esanetan, haizeleku bat egokia den jakiteko kontuan hartu beharreko baldintzak haizearen abiadura eta norabidea dira. Kokapen bakoitzean kalkulatzen da haizearen batez besteko abiadura eta zer nolako aldaketak izaten dituen batez besteko horrekiko, boladak saihestuz eta ufada konstanteenak hobetsiz (5 eta 7 m/s arteko abiadura). Norabidearen kasuan, berriz, modulu ahalik eta konstanteena bilatzen da «errotek askoz hobeto egiten baitute lan, haizearen planoa aldatzen ez bada».

Bestelako baldintzetara egokitzen diren tipologiak garatzeaz gain, haize errotak bi ezaugarri horietara ahalik eta gehien hurbiltzea da hainbat ikerketaren abiapuntua. Zuluetak esan du badaudela zenbait lanabes; esaterako, altuera eta kokalekuaren arabera zenbateko errekurtso eolikoa dagoen erakusten duen espainiar Estatu mailako mapa aplikatiboa. «Mapa horiek gutxi gorabeherako eskala handiko kalkuluetatik datoz eta ez dute zehaztasun handiko informaziorik. Adierazle onak diren arren, kokaleku bat hautatzean hara joan eta neurketa batzuk egin behar dituzu, zeren baliteke zuhaitzak egotea ondoan edo oztoporen bat gertu, edo beste hainbat elementu kokalekuaren egokitasuna zapuzten dutenak».

Aerodinamika

Hobekuntzak garatzeko orduan, baina, garrantzitsua da teknologiaren oinarriak ezagutzea, eta ikerlariak aerodinamikan eta etapen errendimenduan egin du azpimarra. «Aerodinamika dela-eta, turbinak haizearen energia zinetikoaren %59,3 har dezake asko jota. Hori Betz muga da eta sorgailu guztiak muga horretatik behera ibiltzen dira».

Horren arrazoia da haizearen energia guztia hartuko balitz ez litzatekeela airerik mugituko eta, horrenbestez, ez litzatekeela haize berririk turbinaratuko. Betz muga teorikoa da; praktikan errendimenduak %45 inguruan ibiltzen dira, ez dira %50era heltzen. Adituak argitu du «oso errendimendu ona» dela hori. Ondoren, haizetik jaso daitekeenari makinen errendimendua aplikatzen zaio. «Normalean makina elektrikoek oso errendimendu ona dute, %95 ingurukoa; gero, askotan, erreduzitzaile bat egoten da %10eko errendimendu galera izaten duena eta potentzia elektronikoak beste %5eko galera». Azkenean, gutxi-asko, haizean dagoen energia zinetikoaren %35 inguru hartzen da.

%5 hobetu liteke

Errendimendu onerako, profil aerodinamikoek erregimen laminarrean egin behar dute lan. Pitch angelua aldatu eta egoera desegokira igarotzen badira, baliteke galerak eragitea. Jariakinen abiadura kontrolatzeko eta galerak gutxitzeko erabiltzen dira Borter Generators deiturikoak. Elementu txikiokin %5 hobetzen da egoera idealean lan egiteko gaitasuna. Horrez gain, badira beste zenbait elementu hegoaren irteera-profilean jartzen direnak zarata gutxitzeko eta, bestalde, argi dago gailuen teknologia hobetu daitekeela iman hobeekin edo errendimendu hobearekin.

Aurrerapen asko egin daitezkeen beste arlo bat haize errotaren kontrola da. Potentzia nominalean hegoaren pitch angelua doituz lortzen da egoera optimoan lan egitea eta hori kontrol algoritmo bidez egiten da. «Hor txertatu daitezke adimen artifizialaren teknikak», azaldu du.

Bestalde, haizearen norabidearen arabera, errota mugitu daiteke. «Errotaren norabidea behin eta berriz aldatzen ibiltzeak, ordea, efektu giroskopikoengatik, esfortzu mekaniko handiak dakartza haize errotaren buruko engranajeetan eta egitura hauts dezake. Horregatik, aukeratu behar da noiz mugitu eta noiz ez».

Kalkulu astunak

CFD (Computational Fluid Dinamic) ordenagailuz kalkulatu ohi da errotaren inguruko haizearen abiadura. Elementu finituen bidez egiten da eta, egun, konbentzionalena da. «Gertatzen dena da oso kalkulu astunak dituztela eta iterazio mordoa egin behar dituela ordenagailuak emaitza lortu arte. Proposatzen duguna da adimen artifizialeko Deep Learning edo ikaste-sakon teknika aplikatzea kalkulu horiek egiteko». Deep Learning oso erraz exekutatu daitekeen funtzio matematiko bat da: bere portaera alda daiteke parametro batzuen arabera. «CFDn oinarritutako funtzio matematiko konplexu bat eraiki dugu eta sare neuronalari erakutsi diogu baldintza jakin batzuetako ekuazioak ebazten. Denbora asko irabazten da modu horretan eta oso itxaropentsu gaude».

Potentzia handiko makinak izan dituzte helburu; izan ere, hobetutako ehunekoa oso handia izan gabe ere, halako sorgailuetan aplikatuta, nabarmen handitzen da eskuratutako energia kantitatea.

Zuluetak gehitu du adimen artifiziala, aerodinamikako kalkuluak egiteko ez ezik, oso baliagarria dela sorgailuaren kontrolerako. «Norabidea aukeratu behar denean edo potentzia nominaletik potentzia maximoko egoerara igaro behar denean, erabakiak algoritmo batek hartu behar ditu. Algoritmo hori adimen artifizialeko tekniketan oinarritu daiteke, edo logikoena hori izango litzateke, funtzio matematiko zehatz bat egon beharrean simulazio asko baitaude», agertu du.