Load calcualtions on wind turbines. Sensitivity study of the influence of site specific parameters on the response of turbines structural components
Gintautas, Tomas | Metalinių ir medinių konstrukcijų katedra |
Baigiamajame magistro darbe tiriamas parametrų (vėjo greičio, turbulencijos intensyvumo, vėjo atakos kampų ir kt.), apibūdinančių vėjo jėgainės pastatymo vietovę, poveikis įrąžoms, atsirandančioms pagrindiniuose jėgainės konstrukciniuose komponentuose. Pirmojoje darbo dalyje, remiantis IEC 61400-1 standartu, aptariama skaičiuotinių apkrovų nustatymo metodika vėjo jėgainės komponentuose. Taip pat aptariama vėjo jėgainės modeliavimo programinė įranga ir jos naudojimas modeliuojant jėgainės darbą skirtingose skaičiuotinėse situacijose. Šioje dalyje taip pat nustatomos pavojingiausios skaičiuotinės situacijos, aptariami modeliavimo rezultatai bei identifikuojamos skaičiuotinės situacijos, kurių modeliavimo tikslumas nepakankamas, pateikiamos išvados. Antrojoje baigiamojo darbo dalyje atliekama vietovės parametrų poveikio analizė kelioms pagrindinėms skaičiuotinėms situacijoms. Analizuojamas pavienių parametrų (oro tankio, vėjo atakos kampų ir kt.) poveikis jėgainės įrąžoms, taip pat pateikiami modeliavimo rezultatai grupuojant vietovės parametrus po du (vėjo greičio - turbulencijos intensyvumo, vėjo greičio - vertikalaus vėjo atakos kampo ir kt.). Kaip vienas darbo rezultatų, pateikiamas įrąžų kitimas tarp standarte apibrėžtų vėjo jėgainių klasių. Darbo pabaigoje pateikiamos bendrosios parametrinės analizės išvados. Darbą sudaro sudaro 5 pagrindinės dalys: įvadas, modeliavimo ir skaičiuotinių situacijų apžvalga, parametrinė analizė, bendrosios išvados bei literatūros sąrašas. Darbo apimtis - 121 psl. teksto be priedų, 257 iliustracijos, 49 lentelės ir 11 literatūros šaltinių. Atskirai pridedamas darbo priedas kuriame grafiškai pateikiami visi darbo rezultatai.
The purpose of this master thesis is to investigate the influence of wind turbine site parameters (wind speed, turbulence intensity, wind inflow angles etc.) on the response of main structural components of a wind turbine. In the first part, according to IEC 61400-1, the methodology of design load determination in wind turbine components is discussed. A description of wind turbine modeling software and its use in particular load cases is also given. Most relevant load cases are found and modeling results are discussed in this part together with identification of load cases with insufficient simulation accuracy and conclusions. In the second part of the thesis a parametric sensitivity study is performed within couple of most relevant load cases. Analysis of single (air density, wind inflow angles etc.) and grouped (wind speed - turbulence intensity, wind speed - wind inflow angle) parameter influence is investigated. As one of the results of the thesis, graphs, showing difference of structural response between different turbine design classes, are given. The last chapter is a summary and general conclusions of the parametric sensitivity study. Total scope of work - 121 pages of text without appendixes, 257 figures, 49 tables and 11 bibliographic sources. An appendix is given where all the simulation and modeling results are given in graphical form.