كنترل فعال ارتعاشات و كاهش نيروي برشي توربين بادي 5 مگاواتي به‌وسيله عملگر ژيروسكوپ

يكي از دغدغه‌هاي اساسي در فن‌آوري‌هاي انرژي تجديد پذير مانند، توربين بادي، هزينه‌هاي اقتصادي و صرفه جويي در هزينه‌هاي مرتبط با ساخت آن است. كاهش ارتعاشات سازه توربين بادي مي‌تواند خستگي مكانيكي سازه ناشي از بارهاي باد را كاهش داده و منجر به كاهش مواد مصرفي و هزينه شود. علاوه بر اين اگر نيروي برشي و ممان خمشي در پايه سازه توربين كاهش يابد، مي‌توان از فونداسيون با ابعاد كوچكتر و مصالح كمتر استفاده كرد. همه اين عوامل تاثير مثبت در كاهشي هزينه يك توربين بادي دارد. در اين مطالعه يك ژيروسكوپ پايدارساز جهت كاهش ارتعاشات ناشي از باد در يك توربين 5 مگاواتي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين‌كار مدل معتبر فست مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه‌بر‌ اين از دو نسخه ژيروسكوپ استفاده شده است در حالت اول ژيروسكوپ بصورت غيرفعال نقش پايدار ساز داشته و در حالت دوم به عنوان عملگر فعال عمل مي كند؛ همچنين يك كنترل كننده PID جهت كنترل سيستم فعال طراحي شده است. تاثير عملگر ژيروسكوپ بر ارتعاشات، نيروي برشي و ممان خمشي ناشي از بارهاي باد از طريق شبيه‌سازي مورد بررسي قرار گرفته است و نشان داده شده است كه سيستم پيشنهادي در حالت فعال توانايي كاهش ميزان ارتعاشات، نيروي برشي و ممان خمشي پايه توربين را در حدود 32 درصد و در حالت غيرفعال در حدود 14 درصد داراست.