Hydrodynamic analysis of floating offshore wind turbine concepts: A case study in Black Sea
Açık deniz yüzer rüzgar türbin konseptlerinin hidrodinamik analizi: Karadeniz'de bir vaka çalışması
- Tez No: 769439
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELİF OĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, İnşaat Mühendisliği, Energy, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Literatürde, açık deniz yüzer rüzgar türbinlerinin hidrodinamik analizini için WAMIT gibi iyi çalışılmış hidrodinamik programlar kullanılmaktadır. Bu tezde ise açık kaynaklı bir hidrodinamik program olan HAMS'ın, açık deniz yüzer rüzgar türbinlerinin hidrodinamik modellemesi için kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, HAMS'den elde edilen hidrodinamik katsayılar, AQWA ve WAMIT'in hidrodinamik model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. OO-Star, Nautilus ve CENTEC TLP gibi üç açık deniz yüzer rüzgar türbini konseptinin hidrodinamik modeli, katma kütle, radyasyon sönümleme ve dalga uyarma kuvvetleri karşılaştırılmıştır. Bu modellemenin sonucu, HAMS'ın WAMIT ve AQWA modelleriyle yakın bir çözüm sağladığını göstermektedir. CENTEC TLP modelinde ise, hidrodinamik katsayılar, özellikle daha küçük frekanslar için (2 rad/s'den küçük) yaklaşık olarak aynıdır. OpenFAST'a girdi olarak önceki adımda doğrulanmış hidrodinamik katsayılar kullanılmış ve kıyaslama farklı yük durumları için açık deniz yüzer rüzgar türbinlerinin birleştirilmiş analizi ile yapılmıştır. Sistem davranışları, farklı hidrodinamik modelleme programlarıyla belirlenmiş, elektrik üretimleri, sistemin hareketleri ve bağlama halatlarına gelen gerilmeler araştırılmıştır. Bu tezin en son amacı, önceden tasarlanmış bir açık deniz yüzer rüzgar türbini konseptinin daha fazla optimizasyon olmaksızın farklı bir potansiyel bölgeye uygulanıp uygulanamayacağını incelemektir. Bu amaçla, Karadeniz'deki potansiyel sahanın çevresel koşulları hesaplanmış ve üç açık deniz yüzer rüzgar türbini konseptinin uygulanıp uygulanamayacağını değerlendirmek için sayısal analizler yapılmıştır. Sayısal analiz sonuçlar, üç sistemin bölgede çalışabilir olduğunu gösterse de, kesin bir uygulama için daha detaylı analiz gereklidir.
Özet (Çeviri)
In the literature, well-validated hydrodynamic programs such as WAMIT are used to analyze the hydrodynamics of floating offshore wind turbines (FOWTs). In this thesis, potential use of an opensource hydrodynamic solver for the hydrodynamic modeling of FOWTs is investigated using HAMS. For this purpose, hydrodynamic coefficients obtained from HAMS are compared to the first-order hydrodynamic solution of AQWA and WAMIT. The hydrodynamic model of three FOWT concepts, such as OO-Star, Nautilus, and CENTEC TLP, is compared in terms of the added mass, radiation damping, and wave excitation forces. The result of this objective presents that HAMS provides an accurate solution compared to WAMIT and AQWA models. In the case of CENTEC TLP, the hydrodynamic coefficients are almost the same, especially for smaller frequencies (smaller than 2 rad/s). Verified hydrodynamic coefficients are used as input to OpenFAST and coupled analysis of FOWTs is carried out for the benchmark load cases. The effects of the hydrodynamic modeling program on the system behavior are investigated such as power generation, system motion and mooring tension. The final objective of this thesis is to examine whether a previously designed FOWT concept can be applied to a different site without requiring any further optimization. For this purpose, the environmental conditions of the potential site in the Black Sea were computed, and numerical analyses were carried out to evaluate whether the three FOWT concepts can be applied or not. Although the numerical results showed that the three systems were operable in the selected area, further detailed analyses are required for a precise application.
Benzer Tezler
- Bir açık deniz rüzgar türbini için yüzer platform sistemi tasarımı ve demirleme sisteminin hidrodinamik analizi
Floating platform system design and hydrodynamic analysis of mooring system for an offshore wind turbine
SABRİ ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiBartın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALAATTİN METİN KAYA
- Numerical examination of floating offshore wind turbine and development of an innovative floating platform design
Deniz üstü yüzer rüzgar türbinlerinin sayısal modelleme ıle incelenmesi ve yeni bir yüzer platformun geliştirilmesi
YÜKSEL ALKAREM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BERGÜZAR ÖZBAHÇECİ
- Dynamic response analysis of a floating platform for offshore wind turbines
Yüzer rüzgar türbini platformlarının dinamik tepki analizi
ENES TUNCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR UĞURLU
- Spar tipi açık deniz yüzer rüzgar türbini (S-FOWT) modellenmesi ve verimlerinin CFD ortamında karşılaştırmalı analizi
Spar type floeating offshore wind turbine (S-FOWT) modeling and comparative analysis of efficiency in CFD environment
MERT YANYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN KARAGÖZ
- Yüzer açık deniz rüzgâr türbinleri hareket analizi ve performans üzerinde etkisi
Floating offshore wind turbines motion analysis and its effect on performance
SELAHATTİN ALP ERKURTULMUŞ
Doktora
Türkçe
2022
Gemi MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE PEŞMAN