Tuulivoimalan dynaaminen mallintaminen

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TKK

Authors

Date

2001

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Auto- ja työkonetekniikka

Mcode

Kon-16

Degree programme

Language

fi

Pages

x + 68 s. + liitt. 8

Series

Abstract

Työssä on perehdytty tuulivoimalan dynaamiseen mallintamiseen ja esitelty tuulivoimalan pääkomponentteja. Mallinnuksessa käytettiin kolmea eri tasoista vaaka-akselisen tuulivoimalan mallinnusohjelmaa; YawDyn, FAST AD ja ADAMS/WT. Erityisesti tarkoituksena oli kehittää voimansiirron mallia. Mallinnuksen kohteena oli Pyhätunturilla sijaitseva VTT:n arktisessa tuulivoimatutkimuksessa käyttämä 220 kW:n koevoimala. Lopullinen malli rakennettiin laajasti käytössä olevalla ADAMS:lla (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems), johon on olemassa tuulivoimalan mallintamiseen erityinen WT (Wind Turbine)-liittymä. Mallin todettiin kuvaavan voimalaa hyvin alle 15 m/s tuulennopeuksilla ja kohtuullisesti sitä kovemmilla tuulilla. Mallilla tutkittiin voimansiirron joustavuuden vaikutuksia tuulivoimalan komponenteille. Joustavuuden todettiin lisäävän voimansiirron suurempia vääntömomenttisysäyksiä, mutta pienentävän suuremmilla taajuuksilla esiintyvää pienempää värähtelyä. Arktisissa olosuhteissa tuulivoimalan lavat voivat jäätyä, jolloin niissä esiintyy massa- ja aerodynaamista epätasapainoa. Epätasapainon mallintamiseen perehdyttiin ja lapojen jäätymisen vaikutuksia tuulivoimalan komponenteille tutkittiin. Todettiin pienenkin jäämassan saattavan aiheuttaa suurta aerodynaamista epätasapainoa, joka voi ratkaisevasti lisätä tornille aiheutuvia väsyttäviä kuormituksia.

Description

Supervisor

Juhala, Matti

Thesis advisor

Antikainen, Petteri

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447653

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK