Когда ветер проходит через турбину, он создает след, который снижает среднюю скорость ветра вниз по потоку. Чем быстрее вращаются лопасти турбины относительно скорости ветра, тем сильнее влияние на профиль следа ниже по потоку.

Для ветряных электростанций важно эффективно контролировать турбины, расположенные выше по потоку, чтобы на турбины, расположенные ниже по потоку, не оказывалось неблагоприятное воздействие на следы выше по потоку. 

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне показали, проектируя контроллеры на основе рассмотрения системы ветряной электростанции как объединенной сети, что позволяет более эффективно извлекать энергию .

«Если вы думаете о ветряной электростанции как о группе турбин, каждая из которых борется за приходящий ветер, если каждая турбина жадна и пытается максимизировать свою мощность, система в целом неоптимальна», - сказал автор Лукас Буккафуска. «Наша работа направлена ​​на разработку средств управления турбинами для совместной работы, тем самым повышая производительность».

Исследователи применяют модель прогнозирующего управления (MPC) для различных скоростей ветра и включают методы управления следом, чтобы продемонстрировать потенциальную выгоду от включения этих методов в будущие алгоритмы управления ветряными турбинами. 

Исследователи стремятся смягчить эффекты турбулентности и скачков мощности, вызванных ветром, проходящим через турбины, расположенные выше по потоку.

«При наблюдении за отбором мощности удивительно, насколько большим может быть выигрыш даже для небольших массивов ветряных турбин, просто применяя методы управления», - сказал Буккафуска.

Исследователи обнаружили, что наличие алгоритмов управления, учитывающих последующие эффекты, приводит к заметному увеличению производительности. В методе назначения элементов управления турбиной использовались коэффициенты осевой индукции и элементы управления несоосностью рыскания, которые были показаны с помощью моделирования рулевого управления в спутном следе для проверки результатов.

Исследователи планируют изучить применение аналогичных методов к проблеме распределенной энергии ветряных турбин, где каждая турбина имеет локальную батарею на основе предоставленной избыточной энергии. Батарея может возвращать эту энергию при низком энергоснабжении, например, когда скорость ветра слишком мала для удовлетворения требований оператора сети.