كنترل سازه اي و تحليل خستگي توربين بادي پايه كششي شناور فراساحلي با استفاده از ميراگر جرم تنظيم شونده

Structural Control and Fatigue Analysis of Offshore TLP Wind Turbine Using TMD

با افزايش روز افزون استفاده از انرژي بادي، توربين هاي بادي فراساحلي سهم قابل توجهي از توليد اين انرژي را بر عهده گرفته اند. اين توربين ها به دليل قرارگيري در محيط دريا متحمل بارهاي ديناميكي قابل توجه و طولاني مدت مي شوند. وجود چنين بارهايي موجب ايجاد خستگي در اعضاي مختلف سازه هاي فراساحلي و اين نوع توربين ها مي شود. خرابي بواسطه خستگي، يكي از اصلي ترين دلايل خرابي در سازه هاي فراساحلي به شمار مي آيد. يكي از بهترين راههاي كاهش بارهاي خستگي، كاهش ارتعاشات در سازه است. در اين مطالعه بمنظور كاهش ارتعاشات در توربين، از يك ميراگر جرم تنظيم شونده با جرم هاي مختلف، در قسمت ناسل توربين بهره گرفته شده و ميزان كاهش ها ارتعاشات در درجات آزادي مختلف توربين با حضور ميراگرها مورد بررسي قرار گرفته است. مدلسازي ميراگرها بواسطه كد FAST-SC انجام پذيرفته است. نتايج نشان مي دهد كه حضور ميراگر در ناسل توربين مي تواند موجب كاهش گشتاورهاي پاي برج توربين و نتيجتا كاهش بارهاي خستگي در برج توربين مي شود. مي توان چنين عنوان نمود كه افزايش جرم ميراگر تا حدود 21 تن، مي تواند موجب كاهش قابل توجه تر ارتعاشات مختلف گردد. همچنين نتايج حاكي است كه كاهش گشتاورهاي پاي برج توربين به دليل كاهش ارتعاشات مي تواند موجب افزايش زمان لازم تا خرابي توربين (طول عمر توربين) شود.

As wind power continues its rapid growth worldwide, Offshore Wind Turbines (OWTs) are likely to comprise a significant portion of the total production of wind energy. These kinds of wind turbines cause of their placement environment should resist in great stormy conditions, which cause fatigue failures. Fatigue loads are one of the main failure reasons in offshore structures. One of the best ways for decreasing these kinds of loads is reducing the structure vibration. In this research application of a tuned mass damper with different masses, in an offshore Tension Leg Platform (TLP) is investigated. Tuned Mass Dampers (TMDs) modeled in a developed code FAST-SC. Results show that using TMD in the nacelle can reduce the moments in the base of the tower and turbine vibration. This reduction can also increase time until failure factor of the OWTs.