heal.abstract |
Για να αυξηθεί ο χρόνος ζωής των ανεμογεννητριών, και συνεπώς να μειωθεί το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από αυτές, γίνονται έρευνες για τις μεθόδους ελέγχου με τις οποίες μπορούν να μειωθούν τα φορτία που δέχονται κατά τη λειτουργία τους.
Ένας τρόπος για να επιτευχθεί αυτό είναι η μείωση των εναλλασσόμενων φορτίων στα πτερύγια.
Για την μείωση των εναλλασσόμενων φορτίων δύο είναι οι βασικές μέθοδοι, ο ενεργητικός και ο παθητικός έλεγχος. Ο παθητικός έλεγχος στοχεύει στην ακύρωση των ανομοιομορφιών του ανάντη πεδίου ανέμου, αποκλειστικά μέσω της αεροελαστικής απόκρισης των πτερυγίων του δρομέα. Τέτοιες μέθοδοι είναι η παραδοσιακή ρύθμιση γωνίας βήματος ή στροφών, οι πιο καινοτόμες μέθοδοι
οι οποίες ακόμα ερευνώνται, όπως η σύζευξη κάμψης-στρέψης και στις δύο κατευθύνσεις.
Ο ενεργητικός έλεγχος έγκειται στη ρύθμιση των κύριων αεροδυναμικών παραμέτρων των πτερυγίων (αλλαγή της γωνίας πρόσπτωσης ή του συντελεστή άνωσης) με βάση πληροφορίες που λαμβάνονται από κατάλληλους αισθητήρες (επιμηκυνσιόμετρα, επιταχυνσιόμετρα, σωλήνες Pitot, LIDAR, ανεμόμετρα πλήμνης κ.τ.λ.).
Η πιο γνωστή μορφή ενεργητικού ελέγχου είναι ο Εξατομικευμένος Έλεγχος Βήματος (Individual pitch control-IPC). Ο IPC αλλάζει τις γωνίες πρόσπτωσης των πτερυγίων χρησιμοποιώντας επενεργητές του ελέγχου βήματος. Τα εναλλασσόμενα φορτία έχουν συχνότητα τη συχνότητα περιστροφής (1p), ή τις υψηλότερης τάξης αρμονικές 2p,3p. Στην παρούσα εργασία, στόχος μας είναι η εφαρμογή ενός επιπλέον τμήματος ελέγχου στον ενεργητικό έλεγχο IPC που να αφορά την μείωση εναλλασσόμενων φορτίων με συχνότητα υψηλότερης της 1p αρμονικής συχνότητας, της 2p.
Τα τελευταία χρόνια, μελετάται η υποβοήθηση του Eξατομικευμένου Ελέγχου Βήματος από τον Εξατομικευμένο Έλεγχο γωνίας Μεταπτερυγίων Καμπυλότητας (Individual Flap Control – IFC). Σε αυτήν την προσέγγιση, μικρές αεροδυναμικές επιφάνειες που ονομάζονται Μεταπτερύγια Καμπυλότητας στη Γραμμή Εκφυγής ( Trailing Edge Flaps – TEFs) κατανέμονται
σε συγκεκριμένες θέσεις κατά το εκπέτασμα του πτερυγίου. Ένας επενεργητής είναι υπεύθυνος για την αλλαγή της γωνίας των Μεταπτερυγίων Καμπυλότητας στη Γραμμή Εκφυγής, η οποία με τη σειρά της μετατοπίζει την καμπύλη του συντελεστή άνωσης και άρα επιφέρει αλλαγή στην τρέχουσα τιμή του. Με αυτόν τον τρόπο, τα φορτία των πτερυγίων ελέγχονται δυναμικά. Τέτοιες μέθοδοι είναι γνωστές στη βιβλιογραφία σαν Ευφυής Έλεγχος
Δρομέα (Smart Rotor Control).
Στην παρούσα εργασία, ο IFC έλεγχος δεν χρησιμοποιείται αυτούσιος, αλλά ως επικουρικός στον IPC έλεγχο. Χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός των δύο μεθόδων ελέγχου, ο Εξατομικευμένος Έλεγχος Βήματος και γωνίας Μεταπτερυγίων Καμπυλότητας (IPFC). |
el |