کنترل فعال ارتعاشات و کاهش نیروی برشی توربین بادی 5 مگاواتی به وسیله عملگر ژیروسکوپ

یکی از دغدغه های اساسی در فن آوری های انرژی تجدید پذیر مانند توربین بادی، هزینه های اقتصادی و صرفه جویی در هزینه های مرتبط با ساخت آن است. کاهش ارتعاشات سازه توربین بادی می تواند خستگی مکانیکی سازه ناشی از بارهای باد را کاهش داده و منجر به کاهش مواد مصرفی و هزینه شود. علاوه بر این اگر نیروی برشی و ممان خمشی در پایه سازه توربین کاهش یابد، می توان از فونداسیون با ابعاد کوچکتر و مصالح کمتر استفاده کرد. همه این عوامل تاثیر مثبت در کاهشی هزینه یک توربین بادی دارد. در این مطالعه یک ژیروسکوپ پایدارساز جهت کاهش ارتعاشات ناشی از باد در یک توربین 5 مگاواتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار مدل معتبر فست مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این از دو نسخه ژیروسکوپ استفاده شده است در حالت اول ژیروسکوپ بصورت غیرفعال نقش پایدار ساز داشته و در حالت دوم به عنوان عملگر فعال عمل می کند. همچنین یک کنترل کننده PID جهت کنترل سیستم فعال طراحی شده است. تاثیر عملگر ژیروسکوپ بر ارتعاشات، نیروی برشی و ممان خمشی ناشی از بارهای باد از طریق شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است و نشان داده شده است که سیستم پیشنهادی در حالت فعال توانایی کاهش میزان ارتعاشات، نیروی برشی و ممان خمشی پایه توربین را در حدود 32 درصد و در حالت غیرفعال در حدود 14 درصد داراست.