Dynamic characterization of a wind turbine under different operational and environmental conditions
Farklı operasyonel ve çevresel koşullar altında bir rüzgâr türbininin dinamik karakterizasyonu
- Tez No: 800177
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 226
Özet
Son yıllarda, yenilenebilir enerji yatırımlarında daha yüksek, daha büyük ve daha gelişmiş rüzgâr türbinleri inşa etmeye yönelik artan bir talep bulunmaktadır. Türbinin sürekli olarak enerji üretmesini ve kullanım ömrü boyunca sorunsuz şekilde çalışır durumda kalmasını sağlamak için, rüzgâr türbinlerinin farklı operasyonel ve çevresel koşullar altında dinamik karakterizasyonuna olan ihtiyaç artmaktadır. Bu tez kapsamında, kule yüksekliği boyunca dağıtılmış bir veri toplama sistemi tasarlanmıştır. Veri toplama sisteminin kendi sensörlerinden ivme, sıcaklık ve bağıl nem ve türbinin SCADA sisteminden rotor hızı, rüzgâr hızı, sıcaklık, pitch açısı, nasel yönü ve rüzgâr yönü senkronize olarak kaydedilmiştir. Uzun dönemde toplanan verileri işlemek için p-LSCF yöntemini kullanan otonom ve sürekli sistem tanımlama (ACSI) sistemi geliştirilmiştir. Rüzgâr türbininin yedi aylık dönemde kaydedilen toplam 13277 veri dosyası işlenerek tahmin edilen modal parametreleri operasyonel ve çevresel koşulları ile eşleştirilmiştir. Türbinin ayrıntılı bir sonlu eleman modeli oluşturulmuş ve bu analitik model, duyarlık tabanlı sonlu eleman model güncelleme yöntemi kullanılarak deneysel olarak tanımlanan modal parametrelere göre kalibre edilmiştir. Zaman tanım alanınca çoklu tehlike analizleri yapılmış ve rüzgâr yüklerinin rüzgâr türbininin dinamik davranışı üzerindeki etkisi yorumlanmıştır. Verilerin toplandığı sekiz operasyonel ve çevresel koşulun histogramları sunulmuş ve bu koşullar arasındaki ilişki sunulmuştur. Rüzgâr türbininin çalışma prensibi detaylı olarak anlatılmıştır. Modal parametrelerin ile operasyonel/çevresel koşulların korelasyonu sunulmuş ve yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In the last decades, there has been an increasing demand for building taller/bigger and more advanced wind turbines in renewable energy investments. To ensure that the turbine continuously generates energy, and stays perfectly operational during its lifespan, there is an increasing need for dynamic characterization of the wind turbines under different operational and environmental conditions. In this thesis, a data acquisition system distributed throughout the tower height is designed. Acceleration, temperature and relative humidity from data acquisition system's own sensors and rotor speed, wind speed, temperature, pitch angle, nacelle direction, and wind direction from SCADA system of the turbine is recorded synchronously. An Autonomous and Continuous System Identification (ACSI) system using the p-LSCF method is developed to process long-term data. The modal parameters of the wind turbine estimated by processing a total of 13277 data files recorded in a seven months period is matched with operational and environmental conditions. A detailed finite element model of the turbine is created. The initial analytical model is calibrated according to the experimentally identified modal parameters using the sensitivity-based finite element model updating. Multi-hazard transient analyses are performed, and the effect of the wind loads on the dynamic behavior of the wind turbine is interpreted. Histograms of the eight operational and environmental conditions in which the data were recorded are presented and the relationship between operational and environmental conditions are presented. The operating principle of the wind turbine is explained in detail. Correlation of the modal parameters and operational/environmental conditions are presented and interpreted.
Benzer Tezler
- Enerji depolamada yenilikçi karbon yapılı esnek yüzeylerin üretimi ve analizi
Production and analysis of novel carbon structured flexible surfaces for energy storage applications
ESRA ŞERİFE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Design of a traverse system for the characterization of a large-scale wind tunnel
Büyük ölçekli rüzgar tüneli karakterizasyon ölçümleri için travers sistemi tasarımı
TUNAHAN ULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Postmodern kentin izinde mizah heterotopyaları: İstanbul üzerine bir değerlendirme
Humour heterotopias in the trace of postmodern city: An assessment on İstanbul
TUĞBA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASEMİN ALKIŞER BREGGER
- Türkiye üzerinde rüzgar şiddetinin ekstrem değer analizi ve sinoptik paternlerle ilişkisi
Analyzing extreme winds over Turkey and their relationships with synoptic patterns using cluster analysis
UMUT GÜL BAŞAR GÖRGÜN
Doktora
Türkçe
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
- Understanding the dynamics of air pollution during forest fires in Antalya-Manavgat: A WRF-CHEM analysis
Antalya-Manavgat'ta orman yangınlarında hava kirliliğinin dinamiklerini anlamak: WRF-CHEM analizi
YİĞİTALP KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN TOROS