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: Belirtilmemiş.
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
- Yapısal titreşimlerin azaltılmasına yönelik yarı-aktif piston mekanizmalı ayarlı sıvı sütun sönümleyicinin geliştirilmesi ve deprem performansının incelenmesi
Development of a semi-active piston tuned liquid column damper for structural vibration mitigation and investigation of seismic performance
MUHAMMET BURHAN NAVDAR
Doktora
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN ÇELEBİ
- Türkiye'de kurulu güç dağılımı dengelemesiyle rüzgardan enerji üretiminin üniformlaştırılması
Uniformizing energy production from wind through installed capacity balancing in Turkey
CANSU ŞİMAL BAĞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK BARUTÇU
- 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
- Havai rüzgar enerjisi potansiyelinin tekno-ekonomik analizi ve yaşam döngüsü uygulaması
Techno economic analysis and life cycle assessment application of airborne wind energy
AHMET EMRE ONAY
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH DOKUR
- 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