Açık deniz rüzgar türbinlerinde salınım kontrolü
Oscillation control in offshore wind turbines
- Tez No: 988422
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BOĞAÇ BİLGİÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optimal kontrol, Sistem modelleme, Titreşim kontrolü, Optimal control, System modelling, Vibration control
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, açık deniz rüzgar türbinlerinde yapısal salınımların azaltılmasına yönelik olarak ayarlı kütle sönümleyici tabanlı kontrol yaklaşımları incelenmiş ve farklı kontrol yöntemlerinin etkinliği değerlendirilmiştir. Çalışmada hem pasif hem de aktif kontrol yöntemleri ele alınmış, elde edilen iyileştirmeler farklı durumlarla karşılaştırılmıştır. Uygulanan yöntemlerin, türbinin doğrusal olmayan ve belirsizlik içeren dinamik davranışlarını kontrol etmede yüksek bir potansiyele sahip olduğu ortaya konmuştur. İlk kısımda ayarlı kütle sönümleyicinin literatürdeki standart katsayıları parçacık sürü optimizasyonu ile optimize edilmiştir. Yapılan optimizasyonun sonucu, türbin kule açısının değişimine göre karşılaştırılmış ve iyileştirmeler elde edilmiştir. İkinci kısımda, gecikmeli rezonatör, ayarlı kütle sönümleyicili açık deniz rüzgar türbininin aktif kontrolünde yenilikçi bir yaklaşım olarak kullanılmış ve genetik algoritma ile optimizasyon sonrası üç farklı girdi ile performansı test edilmiştir. Gecikmeli rezonatörün istenmeyen titreşimleri engellemedeki teorik altyapısı, açık deniz rüzgar koşulları için oldukça uygundur. Bu uygunluk paralelinde, elde edilen çıktılar, gecikmeli rezonatörün ayarlı kütle sönümleyicili açık deniz rüzgar türbini kontrolünde kullanılmasının türbin performansını ve yapısal kontrolünü önemli ölçüde iyileştirdiğini doğrulamaktadır. Son kısımda, ayarlı kütle sönümleyici, bulanık mantık kontrolcü ile kontrol edilmiş ve bu kontrol ile açık deniz rüzgar türbininin salınım kontrolü amaçlanmıştır. Bulanık mantık kontrolcünün üyelik fonksiyonları ve kural tablosu, önceki çalışmalardan farklı olarak tecrübeler ile oluşturulmamış ve parçacık sürü optimizasyonu ile optimize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, bu yenilikçi yaklaşımın açık deniz rüzgar türbininin yapısal kontrolündeki başarısını öne çıkarmıştır. Sonuç olarak, elde edilen bulgular, açık deniz rüzgar türbinine uygulanan bu farklı kontrol yaklaşımlarının, türbinin yapısal kararlılığını artırarak, titreşimleri azaltmada ve operasyonel güvenilirliği güçlendirmede etkili olduğunu göstermekte ve çalışmanın, bu konuda yapılacak çalışmalara öncü olması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, control approaches based on tuned mass dampers were examined to reduce structural oscillations in offshore wind turbines, and the effectiveness of different control methods was evaluated. Both passive and active control strategies were addressed, and the improvements obtained were compared under different conditions. The applied methods were shown to have high potential in controlling the nonlinear and uncertain dynamic behavior of the turbine. In the first part, the standard coefficients of the tuned mass damper found in the literature were optimized using particle swarm optimization. The results of the optimization were compared with the turbine tower's angular displacement, and notable improvements were achieved. In the second part, the delayed resonator was used as an innovative approach in the active control of an offshore wind turbine equipped with a tuned mass damper, and after optimization with a genetic algorithm, its performance was tested with three different inputs. The theoretical basis of the delayed resonator in suppressing undesired vibrations is highly suitable for offshore wind conditions. In line with this suitability, the results confirm that using the delayed resonator in the control of an offshore wind turbine with a tuned mass damper significantly improves turbine performance and structural control. In the final part, the tuned mass damper was controlled by a fuzzy logic controller, with the aim of suppressing the oscillations of the offshore wind turbine. Unlike previous studies, the membership functions and rule base of the fuzzy logic controller were not constructed based on empirical knowledge but were optimized using particle swarm optimization. The results highlighted the success of this innovative approach in the structural control of offshore wind turbines. In conclusion, the findings demonstrate that these different control approaches applied to offshore wind turbines are effective in increasing structural stability, reducing vibrations, and enhancing operational reliability. The study is expected to serve as a pioneering reference for future research in this field.
Benzer Tezler
- A potential offshore wind farm arrangement off the Bozcaada shores
Bozcaada açıklarında potansiyel açık deniz rüzgar çiftliği tasarımı
OĞUZHAN TURHANLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BEJİ
- Structural analysis of wind turbine blades due to thrust force and the use of blade element-momentum method
Rüzgâr türbin kanatlarının itme kuvveti etkisi altında yapısal analizi ve kanat elemanı-momentum yönteminin kullanımı
ALBARA EMAD ABDULRAHEEM SALEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. SERDAR BEJİ
- Investigation of coupling methods for floating offshore wind turbines and their application for an innovative floating platform
Yüzer açık deniz rüzgar türbinleri için akuple yöntemlerinin araştırılması ve yenilikçi bir yüzer platforma uygulanması
OLCAY DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- 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
- Hydrodynamic investigation of an innovative floating platform for offshore wind turbines
Açık deniz rüzgar türbinleri için inovatif yüzer platformun hidrodinamik açıdan incelenmesi
ELİF GİRGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERGÜZAR ÖZBAHÇECİ