مطالعه اثرات اغتشاش دوراني سكوي شناور بر عملكرد آيروديناميكي توربين باد فراساحلي در حضور سيستم كنترل زاويه گام

در اين تحقيق، به بررسي اثرات دوران سكوي توربين باد فراساحلي شناور 5 مگاواتي بر روي عملكرد آيروديناميكي آن در حضور سيستم كنترل زاويه گام پرداخته مي‌شود. براي مدل‌سازي آيروديناميكي از روش مومنتوم المان پره ناپايا استفاده شده است. ابتدا اين مدل آيروديناميكي بر اساس داده‌هاي مرجع توربين باد نمونه اعتبارسنجي شده و نتايج مطلوب حاصل شده است. در ادامه به منظور اعمال سيستم كنترل تثبيت توان، مقدار زاويه گام بعنوان پارامتر كنترلي بر اساس يك كنترل كننده تناسبي انتگرال‌گير استخراج گرديده است. حركت اغتشاشي وارد به توربين باد شناور در سه جهت پيچ، رول و ياو مطالعه شده كه اين جابجايي‌هاي دوراني با استفاده از تابع سينوسي تقريب زده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه از ميان سه حركت مورد بررسي، حركت پيچ بيشترين اثر را بر روي پارامترهاي عملكردي توربين باد شناور دارد. اين حركت باعث مي‌شود تا مقدار ضريب توان ميانگين نسبت به حالت مبنا يا توربين باد ثابت در نسبت‌هاي سرعت نوك پره كمتر از 7 كاهش يابد و در نسبت‌هاي سرعت نوك پره بيشتر از 7 افزايش ضريب توان نتيجه شود. اين روند براي حركت‌هاي رول و ياو بصورت خفيف‌تر ديده مي‌شود. علاوه بر اين مقدار زاويه گام ميانگين همواره در حالت شناور افزايش مي‌يابد كه به معناي تلاش بيشتر سيستم كنترلي براي تثبيت توان مي‌باشد. از اين بستر با توجه به قابليت تحليل ناپايا مي‌توان در مطالعه پارامتري و نيز در بهينه سازي توربين‌هاي بادي شناور استفاده نمود.