مطالعه اثرات اغتشاش دورانی سکوی شناور بر عملکرد آیرودینامیکی توربین باد فراساحلی در حضور سیستم کنترل زاویه گام

در این تحقیق به بررسی اثرات دوران سکوی توربین باد فراساحلی شناور 5 مگاواتی اِن آر ای اِل بر روی عملکرد آیرودینامیکی آن در حضور سیستم کنترل زاویه گام پرداخته می‌شود. برای مدل‌سازی آیرودینامیکی از روش مومنتوم المان پره ناپایا استفاده شده است. ابتدا این مدل ایرودینامیکی بر اساس داده های مرجع توربین باد نمونه اعتبارسنجی شده و نتایج مطلوب حاصل شده است. در ادامه به منظور اعمال سیستم کنترل تثبیت توان، مقدار زاویه گام بعنوان پارامتر کنترلی بر اساس یک کنترل کننده PI استخراج گردیده است. حرکت اغتشاشی وارد به توربین باد شناور در سه جهت پیچ، رول و یاو مطالعه شده که این جابجایی های دورانی با استفاده از تابع سینوسی تقریب زده شده است. نتایج نشان می‌دهد که از میان سه حرکت مورد بررسی، حرکت پیچ بیشترین اثر را بر روی پارامترهای عملکردی توربین باد شناور دارد. این حرکت باعث می‌شود تا مقدار ضریب توان میانگین نسبت به حالت مبنا یا توربین باد ثابت در نسبت‌های سرعت نوک پره کمتر از 7 کاهش یابد و در نسبت‌های سرعت نوک پره بیشتر از 7 افزایش ضریب توان نتیجه شود. این روند برای حرکت‌های رول و یاو بصورت خفیف تر دیده می‌شود. علاوه بر این مقدار زاویه گام میانگین همواره در حالت شناور افزایش می‌یابد که به معنای تلاش بیشتر سیستم کنترلی برای تثبیت توان می‌باشد. از این بستر با توجه به قابلیت تحلیل ناپایا می توان در مطالعه پارامتری و نیز در بهینه سازی توربین های بادی شناور استفاده نمود.