Rüzgar türbini yapısal arıza tahmin teknolojisinde araştırma ilerlemesi sağlanmıştır
Tayfunlar gibi aşırı rüzgar koşullarının rüzgar türbinlerinin güvenliği ve güvenilirliğine yönelik potansiyel tehdidi, Çin'deki açık deniz rüzgar enerjisinin gelişimini kısıtlayan teknik nedenlerden biridir. Avrupa ülkeleri tayfunlar ve kasırgalar gibi aşırı rüzgar koşullarıyla nadiren karşılaştıklarından (bkz. Şekil 1), rüzgar enerjisi endüstrisi için derledikleri uluslararası normlar, bu tür rüzgar koşullarının rüzgar türbinleri üzerindeki olumsuz etkilerini dikkate almamaktadır. Uluslararası rüzgar enerjisi endüstrisi normlarının genel çerçevesi altında, Çin'in rüzgar kaynaklarının özelliklerine sahip anahtar teknoloji araştırma ve geliştirmesinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Tayfunlar, büyük rüzgar hızı genliği, rüzgar hızı ve yönündeki hızlı değişiklikler ve büyük türbülans özelliklerine sahiptir.Aşırı rüzgar koşulları altında rüzgar türbinlerinin oldukça doğrusal olmayan yapısal tepkisinin doğru bir şekilde nasıl tahmin edilebileceği, uluslararası akademik camianın karşılaştığı önemli bir zorluktur. Mevcut araştırmalar, esas olarak, yapısal hasar olaylarının yerinde gözlemlenmesi, rüzgar izleme verileri, birim hasarın nedenlerinin nitel analizi ile birlikte tersine mühendislik araştırma yöntemini benimser. Bu araştırma sonuçları, Çin'deki rüzgar türbinlerinin yapısal güvenliği için değerli deneyimler sağlıyor. Hasar vakalarının farklı özellikleri nedeniyle, araştırma sonuçlarının doğruluğu ve evrenselliği daha fazla araştırılmalıdır.
Bu soruna yanıt olarak, Çin Bilimler Akademisi Mühendislik Termofiziği Enstitüsü, Ulusal Enerji Rüzgar Türbini Kanadı Ar-Ge (Deney) Merkezi'nden araştırmacılar daha sistematik bir analiz yöntemi önerdiler (bkz.Şekil 2). Üç boyutlu rüzgar alanının aerodinamik hesaplamasının üç boyutlu kantitatif analiz çalışmasını, tüm ünitenin aeroelastik analizini ve doğrusal olmayan yapısal hasar analizini birleştirerek, güçlü bir tayfunun eylemi altında acil bir kapatma durumunda rüzgar türbininin kilit bileşenlerinin (kule ve kanatlar) hasarını doğru bir şekilde tahmin eder. Mod, hasar yeri ve kritik hasar rüzgar hızı ve yönü (bkz. Şekil 3, 4, 5). Bu sistematik analiz yöntemi ve tahmin teknolojisi, aşırı rüzgar koşullarında Çin'deki rüzgar türbinlerinin yapısal güvenlik değerlendirmesi ve yapısal güvenilirlik tasarımı için bir referans sağlar.
Yardımcı araştırmacı Chen Xiao, TORQUE2016 Uluslararası Konferansına katılmak ve rüzgar türbinlerinin yapısal hasarının tahmininde merkezin en son ilerlemesini sistematik olarak açıklayan sözlü bir akademik rapor vermek üzere Almanya, Münih Teknik Üniversitesi'ne davet edildi. Bunu bir fırsat olarak değerlendirerek, Mühendislik Termofiziği Enstitüsü Ulusal Enerji Rüzgar Türbini Kanadı Ar-Ge (Deneysel) Merkezi ve Münih Teknik Üniversitesi Rüzgar Enerjisi Merkezi, rüzgar türbinleri için yüksek performanslı modelleme ve tahmin teknolojisi alanında uluslararası bir işbirliği anlaşması imzaladı; aynı zamanda araştırmacı Zhang Mingming, uluslararası akademik dergi Wind'e seçildi Enerji Bilimleri Yardımcı Editörü. Araştırma sonuçları Journal of Physics: Conference Series'de yayınlandı ve araştırma çalışması Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı tarafından desteklendi.
Şekil 1 Küresel tayfun yolu dağılımı (1985-2005, NASA, ABD)
Şekil 2 Rüzgar türbininin aşırı rüzgar koşullarında doğrusal olmayan hasar tahmini ve analiz yöntemi
Şekil 3 Rüzgar türbininin üç boyutlu doğrusal olmayan sonlu eleman modeli
Şekil 4 Kompozit rüzgar türbini kanatlarının burkulma-kırılma arızası
Şekil 5 Rüzgar türbini kulesi borusunun akma burkulma arızası
