У наредним декадама очекује се да ће енергија ветра играти значајну улогу у замени фосилних горива обновљивим изворима енергије. У Европској Унији кумулативни капацитет ветроенергетских инсталација тренутно износи 255GW (закључно са крајем 2022. године). У Европи је инсталирано нових ветроенергетских система у капацитету од 19GW само током 2022. године. Оно што је интересантно је да је 87% тога изграђено на копну. У Европи се очекује изградња нових ветроенергетских система у капацитету од 129GW у периоду 2023-2027. Повећавање капацитета ветроелектрана поклапа се са иницијативама за умањење емисија гасова стаклене баште. Управо то подстицање обновљивих извора енергије на тржишту електричне енергије је највише утицало на значајно повећано коришћење енергије ветра. Савремене анализе упућују на гледиште да обновљиви извори енергије не могу у потпуности заменити изворе базиране на фосилним горивима, али показују да је потенцијал умењења трошкова значајан и да надмашује цене субвенција.

Циљ истраживања ове групе је развој нових и унапређених методологија за проучавање ефикасног коришћења ветроенергетског потенцијала. Научни проблеми који се обраћају су нелинеарна динамика турбулентних струјања ветра у атмосферском граничном слоју, затим комплексност интеракције флуида и структуре, оптимизација, итеративне методе апроксимације. Истраживања се изводе развојем аналитичких и нумеричих модела и методологија, артикулисаних најчешће кроз научни прорачун (Scientific Computing), и употребу прорачунских ресурса високих перформанси (High-Performance Computing – HPC).

Посебан аспект истраживања чиниће употреба и развој природом инспирисаних, метахеуристичких (Гловер), метода оптимизације за вишекритеријумске проблеме који се јављају у ефикасној употреби енергије ветра. Под оптимизацијом биће обухваћен низ проблема, почев од аеродинамичких и структуралних аспеката ветротурбина, до проблема ефикасног позиционирања ветротурбина у ветроенергетском парку.

Методе развијене за оптимизовано коришћење енергије ветра, као што је симулација трубулентних струјања у атмосферском граничном слоју над реалним комплексним тереном за ефикасно позиционирање ветротурбина се могу показати корисним и изван примарне намене, на проблеме очувања животне средине (проблем ширења шумских пожара подстакнутих ветром, дисперзија загађивача путем ветра у атмосферском граничном слоју) и код проблема где интеракција флуида и структуре игра значајну улогу.

Група користи погодност синергичног деловања више чланица Универзитета у Београду и иностраних сарадника ради укрштања праваца научних истраживања, техничке иновације, развоја софтвера отвореног кода и подршке отворене науке. У ту сврху ради се на пројектним задацима са сродним групама као што су развој патената уређаја за мерења струјања ваздуха у атмосферском граничном слоју (развој аутоматске мерне станице за мерење ветра и загађења), сарадња у развоју модела машинског учења за предикцију ширења загађивача у атмосфери, као и на математичким методама апроксимације и итеративним методама (методе фиксне тачке).

Кључне речи: Атмосферско окружење, турбуленција, гранични слој, оптимизација, итеративне методе, апроксимација.

Руководилац:
Никола Мирков, Виши научни сарадник

Сарадници:
Др Никола Мирков, Виши научни сарадник , nmirkov@vin.bg.ac.rs
Др Милада Пезо, Научни саветник, milada@vin.bg.ac.rs
Др Растко Јовановић, Виши научни сарадник, virrast@vin.bg.ac.rs