More Related Content
Similar to Wind turbine (13)
Wind turbine
- 1. دریایی های سازه رشته
دانشجو:منفرد رضایی اله حبیب
استاد:وطنی دکتراسکویی
ها سازه دینامیک درس
- 2. پایه ابعاد اولیه ارزیابیmonopileف حوزه در هیدرودینامیکی بار تحلیل و تجزیه توسط فراساحل بادی توربین برایرکانس
- 3. •چکیده:
دار خشکی در خود همنوع به بسیاری های شباهت دارای فراساحلی بادی های توربین طراحی اگرچه،د
درنظر شود می وارد هیدرودینامیکی بارهای توسط که اضافی زیرسازی برای باید زیادی مالحظاتگرفت.
ط خمشی فرکانس کاهش و برج لنگرخمشی افزایش ،برج کل طول کردن طوالنی اضافی زیرسازیبیعی
دارد دربر را برج.
ح در باید هیدرودینامیکی بار با ارتباط در دینامیکی وتحلیل تجزیه سیستم ،اساس این بربه فرکانس وزه
گیرد انجام فرکانس برداری بهره محدوده در برج خمشی حالت از اجتناب منظور.
تو با محدود المان تحلیل و تجزیه برای هیدرودینامیکی بار تولید برای روش یک ،مقاله این دربه جه
جن کره دریای غرب در فراساحلی بادی مزرعه کاندید سایت یک برای دریایی شرایط های ویژگیوبی
است شده معرفی.
پایه یک با بادی انرژی تبدیل سیستم یک ،براین عالوهmonopileروش از استفاده با کامل طور به
استاندارد براساس مختلف شرایط سازی شبیه برای محدود المانIECاست شده مدل.
براساسFEMبهینه ابعاد ،برج خمشی مد آنالیزmonopileاست شده ارائه کاندید سایت برای.
- 4. •مقدمه:
•های ویژگی دارای فراساحل مناطق
•محدودیت بدون فضای
•تر پایین اجتماعی تاثیر
•بیشتر باد منابع شرایط
•م به ساز و ساخت های هزینه و فراساحلی بادی توربین دشوار اندازی راه و نصب بدلیل ،مزایا این وجود باراتب
صو ساز و ساخت از قبل باید دقیق سنجی امکان مطالعه یک ،خشکی بادی توربین به نسبت باالترگیرد رت.
•و به توجه با محدود المان تحلیل و تجزیه برای هیدرودینامیکی بار تولید برای روش یک ،مقاله این درهای یژگی
است شده معرفی مشخص سایت یک.الم روش از استفاده با فنداسیون و بادی توربین از کامل مدل یکان
معرفی اجزایی چند دینامیکی سیستم یک شامل آنالیز روش و گردیده طراحی سپس و باشد می محدودکه شده
کد براساس مختلف شرایط سازی شبیه برایIECگردیده عمل.
•م فراساحل بادی مزرعه اقتصادی سنجی امکان افزایش منظور به کم باد سرعت برای بادی توربین یکعرفی
گردیده.
•بهینه ابعادMONOPILEب محدوده و هیدرودینامیک بار تحلیل و تجزیه یک براساس موردنظر سایت برایهره
است شده ارائه فرکانس حوزه در برداری.
- 5. هیدرودینامیکی بار
•دریا شرایط
•بل باد منابع تنها نه ،بادی مزرعه برای مذکور سایت انتخاب برایکه
ک و آب عمق ،فرعی های ایستگاه از فاصله قبیل از مختلفی عواملاربرد
شود گرفته درنظر باید دریا.ت عوامل این تحلیل و تجزیه طریق ازوسط
جزی نزدیک ای منطقه جنوبی کره برق شرکت تحقیقات موسسهرهWi-
doبادی مزارع تجمع برای ای بهینه سایت ،زرد دریای غرب در
باشد می فراساحلی.
•IECد شدید و عادی های وضعیت در هیدرودینامیکی بارهای ارزیابیریا
بازگشت دوره یک در50های توربین از درستی برآورد منظور به ساله
کند می تصریح را ها فنداسیون و بادی.
- 6. •امو حداکثر فرکانس و شاخص موج ارتفاع ،فنداسیون و بادی توربین از اطمینان قابلیت ارزیابی برایدوره یک با اج
بازگشت50گ اندازه باید موردنظر سایت موج شرایط توصیف منظور به دریا عادی حالت برای امواج و سالهیری
شود.
•برای موج اطالعات مقاله این در20از سال1979تا2002تجزیه کره شناسی اقیانوس پژوهش موسسه توسط
است گردیده تحلیل و.
- 8. بازگشت دوره یک برای شدید موج شرایط50های مکان در موج جهت در ساله055120و056120جزایر بینwi-do
وAnma-doاست شده داده نشان زیر جدول در.
- 9. در پریود و موج ارتفاع بیشترین مذکور سایت درNWدوره یک برای
بازگشت50س در باد منابع تحقیقات نتایج مشابه که باشد می سالهواحل
که جایی ،غربNWاست اصلی باد جهت آن در.
شبکه نقطه موج پریود و ارتفاع055120 NWموج ارتفاع بیشترین که ،
ش امواج عنوان به ،شبکه نقطه دو میان از موج پریود ترین طوالنی ودید
بازگشتی دوره یک برای50دریا عادی حالت برای و شده انتخاب ساله
،ترتیب به موج ارتفاع حداکثر و میانگین1.8و متر6.و میانگین و متر
ترتیب به پریود حداکثر3.6و6.7بود.
- 10. •معادله از هیدرودینامیکی بارهای دادن نشان برایMorisonشود می استفاده.
•F:فنداسیون طول واحد در موج نیروی
•𝜌:آب چگالی
•𝐶 𝑑:درگ ضریب
•𝐶 𝑀:جرم ضریب
•U:جریان سرعت
- 11. طیف از کنند می عمل سازه روی که امواجی سازی شبیه برایPierson-Moskowitzگردیده مشخص زیر معادله در که
شود می استفاده
•𝑠 𝑝𝑚:طیفی چگالی
•𝐻𝑆:شاخص موج ارتفاع
•𝑓𝑝:حداکثر فرکانس
f:فرکانس
- 14. طراحی
بادی توربین
•رده در کره جزیره شبه اطراف در دریا باد کالس3-5مناسب ای منطقه شود می باعث که دارد قرار
باشد بادی مزرعه ساز و ساخت جهت.فراساحل بادی مزرعه باد کالس با که هنگامی ،حال این با
Horns revوNystedکالس که ،اروپا در7نسب اقتصادی نظر از شود مقایسه هستند باالتر وتا
است تر پایین.
•اند شده طراحی کم باد سرعت برای نمونه یک عنوان به سایت این بادی توربین های تیغه.
•ب و شود می منتقل روتور شفت به گشتاور تنها آن در که ثابت محور نوع یک عنوان به روتورو افقی ار
توسط محوری بارNacelleیابد می انتقال.
•روتور کل قطر100که است متر10از تر طوالنی مترVestas v90بادی توربین برروی که3mw
باشد می گردد می نصب.
•هی بدون اما باشد می معمولی ای قطعه چند گیربکس نوع یک شده درنظرگرفته گیربکسگونه چ
اصطکاکی.
•ک باد سرعت در باال وری بهره که باشد می دائمی مغناطیسی ژنراتور یک شده فرض ژنراتوردارا را م
باشد می.ژنراتور الکتریکی راندمان94.4%شده گرفته درنظر.
- 17. فنداسیون
•هیدرودینامیکی بار و آیرودینامیکی بار ،فنداسیون طراحی براینظر در
شده گرفته.
•عادی شرایط در امواج بار فنداسیونومی را شدید بار از کمی مقدار
گیرد.
تحریک آیرودینامیکی فرکانس ،ای پره سه روتور با توربین یک درسه در
روتور چرخشی فرکانس زمان(3p)دهد می رخ.
تحت نباید برج با همراه فنداسیون طبیعی خمشی فرکانس اولینهیچ
بدهد رخ همزمان بحرانی حیاتی نیروهای با شرایطی.
- 18. داد نشان زیر جدول در نتایج و شد انجام ،مودال تحلیل و تجزیه پایه بهینه ضخامت انتخاب برایشده ه
است.
- 20. ،ضخامت کاهش همراه به وساز ساخت های هزینه که آنجا از
که گرفت نتیجه توان یابد،می می کاهش.036ضخامت متر
است مطلوبی.
که است،طوری همراه ضخامت افزایش با طراحی که هنگامی
از ای محدوده در طبیعی فرکانس0.420-0.450 Hz،دارد قرار
پایه تولید های هزینه اما یابد می افزایش سازه یکپارچگینیز
یابد می افزایش.
دریایی بادی مزارع تجاری تولید در ،حاضر حال درHorns
Revروتور قطر ،80ضخامت که درحالی متر.05است متر.
- 21. •حدود تا طورکلی به پایه های هزینه اینکه به توجه با20%از
و شود می شامل را دریایی بادی مزارع ساخت در ها هزینه کل
هیدرودینامیک و آیرودینامیک نیروهای به توجه با ها پایه
که کرد بینی پیش توان می نتیجه در است شده طراحیهزینه
یافت خواهد کاهش چشمگیری طور به ها.
- 22. اطمینان قابلیت ارزیابی
•تولید یکبرای الزم مجوزهای آوردن بدست برای کننده
ت مورد ،بار طراحی موارد از بسیاری باید بادی های توربینجزیه
گ قرار بررسی مورد نیز آنها اطمینان قابلیت و تحلیل ویرد.
•بدلی ،فراساحلی بادی های توربین در بیشتری ارزیابیعمل ل
طراحی موارد در آنها پایه روی بر هیدرودینامیکی بار کردنبار
گیر صورت باید خشکی در بادی های توربین به نسبتد.
- 23. •کار این برایIECهای توربین برای الزم های بندی دسته ،
در پایه طراحی ارزیابی و دریایی بادی61400-3
کند می تصریحب اطمینان قابلیت ارزیابی یک خواستار وروی ر
است آنها.
•اطمینان قابلیت برای پایه و بادی توربین ،مقاله این دراز آنها
گرفت قرار بررسی مورد شدید باد سرعت نظر.توربین کهبادی
در بود پذیر آسیب بویژهDLC1.1بار موارد از بسیاری درمیان
طراحی.
- 24. شد داده نشان زیر جدول در سازی شبیه برای طراحی بار موارد جزییاته
است.
- 25. DLC 1.1
•متص برق شبکه به بادی توربین ،طراحی بار مورد این درمی ل
شود.باد توربین که کند می تاکید بار شرایط عنوان بهبدون ی
ایزوتروپیک تالطم هنگام در مشکلی گونه هیچ3Dفعالیت به
دهد می ادامه خود.
•عملک منحنی محاسبه برای اساسی ،عنوان به تواند می اینرد
شود استفاده بادی های توربین.
- 26. زاویه دهد می نشان زیر شکلPITCHآن متوسط که باد سرعت نظر از برق تولید و25 M/Sباشد می.
درمی نمودار اینب و است بخش رضایت کنترل باشد تغییر حال در دائما باد اگر حتی که کرد مشاهده توانتولید رق
شود می.
- 27. ت قدرت منحنی ،کم باد سرعت برای بادی های توربین عملکرد بررسی منظور بهوربین
از متوسط سرعت افزایش ترتیب به ،بادی3 M/Sبه25 M/Sنشان زیر نمودار در که
است شده داده.
- 28. •عملکرد همچنینتقریبا خروجی در آنباال امتیاز داراییی
ژنر یک عنوان به بادی توربین ژنراتور که چرا ،استاتور
متو گرفتن نظر در با و شده طراحی دائمی مغناطیسیسط
با ساالنه انرژی تولید و دریا این غرب از باد سرعت
باد سرعت متوسط7 m/sرقم این ،6123مگاوات
بادی توربین برای ساعتkepco-Riو5784مگاوات
برای ساعتvestas v90افزایش دهنده نشان که است
تولید5.86%باشد می.
- 29. DLC 2.3
•وقتی بادی توربین اطمینان قابلیت ارزیابی برای ای دسته بار شرایط اینو تندباد که
باش می کنند می قطع برق تولید جریان در را همدیگر همزمان طور به شبکهد.
بازگشت دوره یک در باید ای یکپارچه ارزیابی اگرچه1یا50در ،شود انجام ساله
بازگشت دوره یک وضعیت از ای یکپارچه ارزیابی ،حاضر مطالعه50در که ساله
گردید انجام باشد می شدیدی نسبتا شرایط.
- 30. باد متوسط سرعت که زمانی در را ارزیابی این از حاصل نتایج زیر شکل25 M/Sمی
دهد می نشان را باشد.
- 31. با برابر تنش حداکثر72شرایط این در که تماس نقطه در و زمین روی بر مگاپاسکال
دهد می ادامه خود فعالیت به بادی توربین نیز.
- 32. DLC 3.2
•ک است بار یکپارچگی ارزیابی برای ای دسته در مورد اینه
ی معلق حالت یک از ناپایدار منطقه طول در بادی توربینا
دهد می ادامه برق تولید به ماندن معطل.
•بازگشت دوره یک برای ارزیابی50شرایط در که است ساله
گردید انجام شدید نسبتا.ثانیه در تندباد70از قبل شد آغاز
شود عادی شرایط وارد توربین اینکه.
- 34. با برابر تنش حداکثر57و زمین روی بر مگاپاسکال
باشد می تماس نقطه در.
- 35. DLC 6.1c
•و بادی توربین از اطمینان ارزیابی برای ای دسته مورد اینپایه
د نیز و دارند قرار معطل یا معلق حالت دریک آنها که زمانیر
هستند شدید امواج و شدید باد سرعت معرض.
- 37. •که آهن نهایی مقاومت به توجه با400ایمنی ضریب ،است مگاپاسکال
1.56کند می ارضا را موجود مقررات شرط که است بیشتر یا.
•با نظر از حاضر مطالعه در شده ارائه پایه و بادی توربین درنتیجهنهایی ر
بادی توربین کالس با برابرIباشد می.
•حتی کرد مشاهده توان می ضعیف بادی های توربین طراحی میان از
پایه ضخامت که زمانی.036ب در کافی اندازه به نیز شود تعیین متررابر
دارد مقاومت بادی توربین بر شده اعمال خارجی بار.
- 38. گیری نتیجه
•بادی توربین برای پایه بهینه طراحی های روش مقاله این در
هیدرودینام و آیرودینامیکی بار گرفتن نظر در با فراساحلییکی
گرفت قرار بررسی مورد مذکور سایت محیطی شرایط براساس.
•طراحی برای مناسب های مکان انتخاب به فرکانس حوزه در بار هر
گرفت قرار تحلیل و تجزیه مورد پایه و برج اصلی های مد.
•استا با مطابق پایه و توربین طراحی در ای یکپارچه ارزیابیندارد
هایIECان پایه و توربین اطمینان قابلیت منظوربررسی بهجام
گردید.
•بادی مزارع ساخت زمان در اقتصادی وری بهره بهبود های روش
کا و کم سرعت برای بادی های توربین معرفی جمله از دریاییهش
گردی ارائه ها پایه بهینه طراحی از استفاده با ساخت های هزینهد.