مطالعه تطبیقی روش های کنترل توربین بادی فراساحلی در افزایش عمر سازه با تاکید بر سیستم کنترل هوشمند

هدف اصلی این پژوهش، توسعه یک چارچوب تحلیلی جامع برای ارزیابی مقاومت دینامیکی و بهینه سازی عملکرد توربین های بادی فراساحلی با به کارگیری سیستم های کنترل هوشمند تحت شرایط محیطی متغیر است. مطالعه حاضر به بررسی تطبیقی عملکرد سه استراتژی کنترل شامل روش های غیرفعال، نیمه فعال و هوشمند در افزایش عمر سازه و بهبود پاسخ دینامیکی می پردازد. برای دستیابی به این هدف، یک مدل پیشرفته عددی از توربین بادی ۵ مگاواتی مستقر بر سازه جکت در دریای شمال توسعه یافته و تحت طیف وسیعی از شرایط محیطی شامل ۲۹ حالت مختلف بارگذاری باد و موج مورد تحلیل قرار گرفت. روش شناسی پژوهش بر پایه ادغام تکنیک های مدل سازی چندمقیاسی، شبیه سازی دینامیکی پیشرفته و الگوریتم های بهینه سازی چندهدفه استوار است. نتایج کمی پژوهش نشان می دهد که سیستم کنترل هوشمند پیشنهادی در مقایسه با روش های متعارف، کاهش ۵۸ درصدی در شتاب دینامیکی ناسل توربین، بهبود ۴۵ درصدی در کنترل تغییرمکان ها و افزایش ۲/۳ برابری در عمر خستگی اتصالات بحرانی را محقق می سازد. همچنین، تحلیل های اقتصادی حاکی از توجیه پذیری مالی سیستم پیشنهادی با دوره بازگشت سرمایه ۲/۴ ساله است. این پژوهش از طریق ارائه راهکارهای یکپارچه کنترل و بهینه سازی، سهم موثری در ارتقای قابلیت اطمینان و اقتصادی سازی پروژه های انرژی بادی فراساحلی ایفا می نماید. کاربردهای عملی این پژوهش می تواند در طراحی نسل آینده توربین های بادی فراساحلی با عملکرد دینامیکی بهبودیافته و عمر عملیاتی طولانی تر مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

توربین بادی فراساحلی ، جکت ، کنترل هوشمند ، عمر خستگی ، کنترل ارتعاشات