Διερεύνηση της Δυνατότητας Ελέγχου Φορτίων                                   και Κινήσεων Πλωτών Ανεμογεννητριών με Χρήση Πτερυγίων Κατάλληλα Προσαρμοσμένων στον Πλωτήρα

Τερζάκης, Γεώργιος; Terzakis, Georgios

dc.contributor.author	Τερζάκης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Terzakis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2020-12-04T21:55:59Z
dc.date.available	2020-12-04T21:55:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52279
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19977
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείρηση Ενέργειας”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Έλεγχος ευστάθειας πλωτής ανεμογεννήτριας	el
dc.subject	Σερβο-Υδρο-Αερο-Ελαστική ανάλυση	el
dc.subject	Εξίσωση Morison	el
dc.subject	Δυναμική ανάλυση	el
dc.subject	Δύναμη αντίστασης και άνωσης	el
dc.subject	hGAST tool	el
dc.subject	Reduced Order Model	el
dc.subject	Cd and Cl coefficient for flat plates	el
dc.subject	Spar buoy controller	el
dc.subject	Dynamic analysis	el
dc.title	Διερεύνηση της Δυνατότητας Ελέγχου Φορτίων και Κινήσεων Πλωτών Ανεμογεννητριών με Χρήση Πτερυγίων Κατάλληλα Προσαρμοσμένων στον Πλωτήρα	el
dc.title	Researching the Ability to Control Loads and Movements of Floating Wind Turbines Using Plates Adapted to the Floater	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας	el
heal.classification	Αιολική ενέργεια	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-21
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν αρχικά η μοντελοποίηση διαφόρων διατάξεων πτερυγίων, τοποθετημένων κάθετα στον άξονα συμμετρίας ενός πλωτήρα, και μετέπειτα η εξέταση της συμβολής τους στην δυναμική συμπεριφορά μιας πλωτής ανεμογεννήτριας. Η προσομοίωση της συμβολής των πτερυγίων πραγματοποιήθηκε σε ένα απλουστευμένο μοντέλο ROM (Reduced Order Model) και στο εμπλουτισμένο μοντέλο hGAST. Ως σημεία αναφοράς, ορίστηκαν πρωτίστως οι τρείς στροφές του πλωτού συστήματος, δηλαδή η περιστροφή (roll), πρόνευση (pitch), γωνιακή απόκλιση (yaw), και δευτερευόντως οι τρείς μετακινήσεις, δηλαδή η ταλάντευση εμπρός – πίσω (surge), πλευρική ταλάντευση (sway), ταλάντευση πάνω κάτω (heave). Για τον ακριβή υπολογισμό του συντελεστή αντίστασης και άνωσης του κάθε πτερυγίου, χρησιμοποιήθηκε ο συνδυασμός εξισώσεων έτσι ώστε να περιλαμβάνονται τα χαρακτηριστικά του εκάστοτε πτερυγίου. Έτσι, υπολογίζονται οι παραγόμενες δυνάμεις του κάθε πτερυγίου και εισάγονται στην εξίσωση Morison. Η πειραματική δοκιμή διατάξεων πτερυγίων ικανών να συμβάλουν στην βελτίωση της ευστάθειας του πλωτού συστήματος, πραγματοποιήθηκε αρχικά μέσω του μοντέλου ROM, το οποίο αποδίδει αποτελέσματα με μικρό υπολογιστικό κόστος. Ωστόσο, λόγω του ότι το μοντέλο αυτό επιλύει το πρόβλημα προσεγγιστικά, η ολοκληρωμένη συμπεριφορά του πλωτού συστήματος πραγματοποιήθηκε μέσω του μοντέλου hGAST. Η διαφορά με το μοντέλο ROM, έγκειται στο γεγονός ότι το hGAST περιέχει περισσότερους βαθμούς ελευθερίας και λαμβάνει υπόψιν τη μη γραμμική συμπεριφορά του συστήματος. Συνολικά επιλέχθηκαν 4 διατάξεις πτερυγίων (2×2 και 2×4) οι οποίες είναι ικανές να συμβάλουν στην μείωση των ταλαντώσεων της πλωτής Α/Γ παρουσιάζοντας όμως και μικρές διαστάσεις σε σύγκριση με το μέγεθος του συστήματος. Για την επίτευξη υψηλής δύναμης αντίστασης, επιλέχθηκε συγκεκριμένη και σταθερή γωνία ελέγχου για το εκάστοτε πτερύγιο, έτσι ώστε η γωνία προσβολής να κυμαίνεται κοντά στις 90°. Η συμπεριφορά της πλωτής Α/Γ δοκιμάστηκε σε διάφορες περιπτώσεις ανέμου και κύματος, μερικές από τις οποίες παρουσίαζαν ακραίες μεταβολές, με σκοπό να εκτιμηθεί κατά πόσο ουσιαστική είναι η συμβολή των διατάξεων στην μείωση των κινήσεων και ταλαντώσεων.	el
heal.abstract	The purpose of this diploma thesis was initially to model various plates, mounted on the axial plane of floater, as well as, to examine their contribution to the dynamic behavior of a floater wind turbine. At the beginning, the plate contribution was simulated to a Reduced Order Model (ROM) and following, to an enriched model called hGAST (Hydrodynamic General Aerodynamic and Structural Tool). The reference point of examination was mainly the 3 angles of floater, and more specifically the roll, pitch and yaw and secondly the 3 motions, especially the surge, sway and heave. To accurately calculate the coefficient of Drag and Lift for each plate, a combination of equations were used for simulating the hydrodynamic contribution of each plate to be included in the result. Therefore, the Drag and Lift forces of each plate are calculated and they are added to Morison equation. Furthermore, in order to find the dimensions of the plates that are consistent with the float system size and can improve the stability of the system, the first point was to use the ROM model which was able to provide results in short time. However, due to the fact that this model solves the problem approximately, the integrated behavior of the floating system was confirmed using the more advanced hGAST model. The difference is, that hGAST consists of more degrees of freedom and takes into account linear terms. To summarize, a total of 4 plate’s cases were selected (2×2 and 2×4), which were able to reduce the body movements of an existing floating wind turbine. For achieving a high Drag force, a fixed control angle was selected for each plate, so that the angle of attack would fluctuate around at 90°. The behavior of the floating system, was tested in various wind and wave cases, some of which were presented with extreme alteration, in order to estimate whether the contribution of plates improved or not the stability of the system.	en
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	96 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false