مطالعه ای در مورد تاثیر پارامترهای مدل سازی مختلف بر پاسخ دینامیکی توربین بادی دریایی جکت در دریای جنوب غربی کره

A study on the effect of different modeling parameters on the dynamic response of a jacket-type offshore wind turbine in the Korean Southwest Sea

چکیده

۱٫معرفی

۲٫ بارهای هیدرودینامیک

۳- مدل توربین باد فرا ساحلی و شرایط محیطی

۴٫ پارامترهای مدل سازی

۵٫ حالت بار طراحی

۶٫ نتایج عددی و کنکاش در آنها

۷٫ نتیجه گیری

چکیده:
     کره به عنوان کشوری که اکثرا با آب محاصره شده ، پتانسیل خوبی برای استفاده از انرژی باد فراساحلی دارد. با رشد توربین های باد فراساحلی و افزایش عمق آب ، سازه های جکت به دلیل اقتصادی بودن توجه بیشتری را به سوی خود جلب می کنند ، اما آنها هنوز در مراحل نخستین توسعه برای استفاده در صنعت باد فراساحل هستند. این مقاله تلاشی است جهت طراحی یک سازه جکت برای نگهداری یک توربین بادی ۵ مگا واتی در عمق ۳۳ متری آب برای یک پروژه ی اثباتی فراساحلی کره ای و کشف تاثیرات پارامترهای مختلف مدل سازی ( شامل جوینت کن ، اورلپ ، نشتی عضو ، جانداران دریایی و جرم قطعه انتقالی ) بر پاسخ دینامیکی یک توربین بادی فراساحلی با زیرسازه ی جکت. برای این هدف آنالیز مودال و تشابه سازی آئرو-سروو -هیدرو-الاستیک با پارامترهای متغیر مدل سازی در شرایط محیطی کره اجرا می شوند. نتایج نشان داد که جوینت کن ، اورلپ و جانداران دریایی تاثیر شدیدی بر پاسخ دینامیکی و تاثیر اندکی بر فرکانس طبیعی سازه طراحی دارند. انتخاب مناسب جرم قطعه انتقالی می تواند باعت کاهش بارهای شدید در اعضا شود. این بررسی دانش مناسب استفاده بزرگ مقیاس توربین های باد فراساحلی برای اعماق آب متوسط در کره را فراهم می آورد.
۱٫معرفی:
     در پاسخ به بحران انرژی و اثرات گلخانه ای ، انرژی باد به مقرون به صرفه ترین منبع انرژی مورد استفاده ی تجدید پذیر تبدیل شده است{۱}.
مطالعات زیادی درباره انرژی باد انجام شده است {۴-۲}. در سال های اخیر به دلیل شرایط بهتر باد و تاثیرات بصری قابل چشم پوشی انرزی باد فراساحلی در مقایسه با انرژی باد ساحلی توجه بیشتری را به سوی خود جذب کرده است. گرچه انرژی باد فراساحلی به سرعت در حال توسعه است ، نیاز به تولید انرژی باد در جهان نیز در حال رشد میباشد{۵٫۶}. به عنوان سیزدهمین اقتصاد دنیا که وابسته به واردات ۹۷% نیاز منابع انرژی خود است ، کره ی جنوبی در حال سرمایه گذاری ۹ میلیارد دلاری برای ساخت یک مزرعه باد فراساحلی در دریای جنوب غربی کره تا سال ۲۰۱۹ میباشد{۷}.
۷٫ نتیجه گیری:
     در این مقاله یک سازه جکت بر اساس شرایط دریای جنوب غربی کره جهت نگهداری یک توربین بادی فراساحلی ۵ مگاواتی در عمق آب ۳۳ متری طراحی شد. بعلاوه تاثیرات پارامترهای مختلف طراحی شامل جوینت کن، اورلپ، نشت آب درون اعضا، رشد موجودات دریایی و جرم قطعه انتقالی با استفاده از یک شبیه سازی آئرو-سروو-هیدرو-الاستیک در شرایط محیطی کره مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش دانش قبول مورد نیاز برای استفاده بزرگ مقیاس توربین های بادی فراساحلی در کره برای آب با عمق متوسط را فراهم آورد. نتایج مقاله به شرح زیر می باشد:
بدون جوینت کن جرم سازه پشتیبان جرم سازه پشتیبان ۳٫۲۸ درصد کمتر تخمین زده شد. تاثیر محدودی بر فرکانس های طبیعی یافت شد. برای بارهای شدید در جکت، جوینت کن منجر به محدود شدن افزایش حداکثر ها بین ۲٫۰۷ درصد و ۵۶٫۷۲ درصد شد. حساسیت لنگر خمشی M_y نسبت به تاثیر جوینت کن افزایش یافت.
     جرم سازه پشتیبان به دلیل وجود اورلپ ۱۰٫۷۳ درصد بیشتر تخمین زده شد. بیشتر بارها بین ۲٫۳۳ درصد و ۲۵٫۶۱ درصد برای تاثیر اورلپ بیشتر تخمین زده شدند.
نشت آب به درون اعضا تاثیر کوچکی بر روی فرکانس های طبیعی برج داشت. تاثیر مقادیر حداکثر اعضای منتخب کمتر از ۱۰ درصد بود.
برای این طراحی، جرم رشد کنندگان دریایی ۲۲٫۴ درصد سازه پشتیبان در نظر گرفته شد. افزایشی در رنج ۰٫۳۱ درصد تا ۲۵٫۵۷ درصد برای بیشتر بارهای حداکثر وجود داشت.
در خصوص جرم قطعه انتقالی، مفاهیم مختلف با توجه به ملزومات مشخص و ویژه پروژه در دسترس بودند. بنابر این، برای هر مفهوم، جرم متفاوت بود. انتخاب جرم درست می تواند باعث کاهش بارهای حداکثر در اعضا شود.