Optimización layout de aerogeneradores considerando restricciones de ruido

Abstract

El diseño óptimo de un layout de aerogeneradores en un parque eólico es un problema complejo que requiere maximizar la producción de energía mientras se cumplen restricciones ambientales y normativas, por ejemplo, los límites de ruido en áreas sensibles. En este trabajo, se desarrolla un modelo de optimización para la distribución de aerogeneradores considerando restricciones de ruido, con el objetivo de encontrar configuraciones que equilibren eficiencia energética y cumplimiento regulatorio. El modelo propuesto utiliza técnicas de optimización, utilizando la librería Gurobi y se implementa en Julia. Se realizan varios experimentos con diferentes configuraciones de grillas y tipos de turbinas, evaluando la evolución de la energía generada, los niveles de ruido en receptores clave y la eficiencia computacional del algoritmo. Los resultados se comparan con simulaciones realizadas en OpenWind para analizar las diferencias en la estimación del ruido y la producción energética. Los resultados muestran que el optimizador es capaz de generar configuraciones viables que cumplen con las restricciones de ruido. Sin embargo, se identifican oportunidades de mejora, ya que las funciones utilizadas para estimar el ruido y la energía tienden a subestimar estos valores en comparación con OpenWind, y por ello, a colocar aerogeneradores sobre receptores. Además, se observa que el tiempo de iteración del modelo es elevado y que, en algunos casos, la optimización puede converger prematuramente a máximos locales. En conclusión, el modelo desarrollado representa un avance en la optimización de parques eólicos con restricciones acústicas, pero requiere refinamientos en la representación del ruido y la energía, así como mejoras en la eficiencia computacional, para alcanzar un desempeño más robusto y competitivo en aplicaciones reales.