افزايش ظرفيت باربري جانبي توربين هاي بادي فراساحلي با بكارگيري مقاطع مركب فولاد و بتن و استفاده از فونداسيون هايبريدي مونوپايل-پي سطحي

افزايش منابع انرژي پاك براي برآوردن نيازهاي فزاينده انرژي در آينده نزديك و همچنين كاهش اثرات گرمايش زمين ضروري است. انرژي باد دريايي يكي از اصلي ترين منابع انرژي تجديدپذير كارآمد است كه باعث گسترش روزافزون مزارع بادي دريايي در سطح جهان شده است. يكي از چالش ‌هاي مهم براي پروژه‌هاي باد فراساحلي، هزينه ساخت ‌و ساز فونداسيون آن است كه بسته به موقعيت و نوع توربين بادي، حدود 16 تا 34 درصد كل هزينه را در بر مي گيرد. بنابراين، طراحي مناسب فونداسيون ها براي اطمينان از كارايي بهتر توربين هاي بادي دريايي بسيار مهم است.در اين مقاله فونداسيون نوآورانه اي ارائه شد كه ضمن تامين مقاومت كافي در برابر بارهاي وارده در محيط دريا، مي تواند هزينه ي ساخت را نيز به مقدار قابل توجهي كاهش دهد. فونداسيون پيشنهادي شامل يك فونداسيون هايبريدي مونوپايل-پي سطحي است كه در بخشي از مونوپايل آن، به جاي مقاطع فولادي رايج، از مقاطع CFDST استفاده شده است. براي بررسي رفتار سيستم فونداسيون پيشنهادي كه يك توربين بادي 5 مگاواتي NREL را پشتيباني مي كند، يك سري تحليل اجزاي محدود براي ابعاد مختلف سيستم فونداسيون با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد و رفتار جانبي مونوپايل با فونداسيون پيشنهادي، با مونوپايل هاي رايج مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه اضافه كردن پي سطحي به مونوپايل، سختي جانبي بيشتري را براي شمع در تراز بستر ايجاد مي كند و جا به جايي جانبي آن را كاهش مي دهد. همچنين توربين هاي بادي متكي بر فونداسيون هايبريدي مونوپايلCFDST+Footing ضمن برآورده كردن الزامات طراحي، با توجه به كاهش طول شمع،ضخامت و قطر مونوپايل، توربين بادي اقتصادي و كارآمدي را ارائه مي دهند.