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Review of power curve modelling for wind turbines

Attualmente, i generatori eolici a velocità variabile (VSWTs) sono il tipo di turbine eoliche più ampiamente installato. Per gli studi sull’energia eolica, di solito sono modellati attraverso l’approssimazione della curva di potenza del produttore utilizzando un’equazione generica. In letteratura, si possono trovare diverse espressioni per fare questa approssimazione; tuttavia, non ci sono molte informazioni su quale sia la più appropriata per rappresentare l’energia prodotta da una VSWT. Per questo motivo, in questo articolo, viene effettuata una revisione delle equazioni comunemente usate per rappresentare le curve di potenza delle VSWT: curva di potenza polinomiale, curva di potenza esponenziale, curva di potenza cubica e curva di potenza cubica approssimata. Sono state confrontate con le curve di potenza del produttore utilizzando i coefficienti di determinazione, come indicatori di fitness, e utilizzando la stima della produzione di energia. I dati raccolti da quasi 200 VSWT commerciali, che vanno da 225 a 7500 kW, sono stati utilizzati per questa analisi. I risultati dell’analisi presentati nel documento mostrano che le approssimazioni esponenziale e cubica danno i valori R2 più alti e l’errore più basso nella stima dell’energia. Con la curva di potenza cubica approssimata si ottengono valori abbastanza alti di R2 e bassi errori nella stima dell’energia, il che rende questo tipo di approssimazione molto interessante per la sua semplicità. Infine, la curva di potenza polinomiale mostra i risultati peggiori principalmente a causa della sua sensibilità ai dati forniti dal produttore.