Αεροελαστική βελτιστοποίηση υπεράκτιων πλωτών ανεμογεννητριών

Μουρούτσος, Κωνσταντίνος; Mouroutsos, Konstantinos

dc.contributor.author	Μουρούτσος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Mouroutsos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2024-02-12T11:17:40Z
dc.date.available	2024-02-12T11:17:40Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58838
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26534
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπεράκτιες ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Πλωτές ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Πολυπεδιακή βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Σταθμισμένο κόστος ενέργειας	el
dc.subject	Offshore wind turbines	en
dc.subject	Floating wind turbines	en
dc.subject	Multidisciplinary optimization	en
dc.subject	Levelized cost of energy	en
dc.subject	Upscaling	en
dc.subject	Ιδιοδιανυσματική ανάλυση	el
dc.title	Αεροελαστική βελτιστοποίηση υπεράκτιων πλωτών ανεμογεννητριών	el
dc.title	Aeroelastic optimization of floating offshore wind turbines	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αεροελαστικότητα	el
heal.classification	Αιολική Ενέργεια	el
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Aeroelasticity	en
heal.classification	Wind Energy	en
heal.classification	Optimization	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-09
heal.abstract	Στόχο της παρούσας εργασίας αποτελεί η ελαχιστοποίηση του Σταθμισμένου Κόστους Ενέργειας (Levelized Cost of Energy-LCoE ) μιας υπεράκτιας πλωτής ανεμογεννήτριας ονομαστικής ισχύος 10MW. Ως σημείο εκκίνησης για την εφαρμογή των διαφόρων τροποποιήσεων για το βέλτιστο σχεδιασμό, χρησιμοποιήθηκε η ανεμογεννήτρια αναφοράς DTU 10MW RWT που σχεδιάστηκε στο Πολυτεχνείο της Δανίας. Αρχικά, δημιουργήθηκε ένα πιο λεπτομερές μοντέλο κόστους για την πλωτή ανεμογεννήτρια. Στην συνέχεια μοντελοποιήθηκε μια υπεράκτια πλωτή ανεμογεννήτρια τύπου ημιβυθιζόμενης πλατφόρμας. Ο συγκεκριμένος πλωτήρας, σχεδιάστηκε στην δεύτερη φάση του προγράμματος OC4, και κατασκευάστηκε για να εδράζει την ανεμογεννήτρια αναφοράς ονομαστικής ισχύος 5MW της NREL. Επομένως, εφαρμόστηκαν τεχνικές κλιμάκωσης μεγέθους (upscaling) στην πλατφόρμα με σκοπό να έχει ευστάθεια το νέο σύστημα μεγαλύτερων διαστάσεων. Κριτήριο διαστασιολόγησης, αποτέλεσε η μέγιστη στατική γωνία πρόνευσης (static pitch angle) της ημιβυθιζόμενης πλατφόρμας, η οποία πρέπει να έχει παρόμοια τιμή με αυτήν της πλατφόρμας NREL. Η νέα πλωτή ανεμογεννήτρια αναφοράς, μελετήθηκε ως προς τις ιδιοσυχνότητες της, πραγματοποιήθηκε αντιστοίχιση των ιδιομορφών της με τις συχνότητες απόκρισης που εμφανίζονται στα φάσματα των χρονοσειρών των φορτίων, μέσω ανάλυσης γρήγορου μετασχηματισμού Fourier (Fast Fourier Transformation), και βρέθηκαν ποια από τα προβλεπόμενα σενάρια φόρτισης του κανονισμού IEC 61400-3-1:2019 είναι πιο επιβαρυντικά για την ανεμογεννήτρια. Μετέπειτα, ακολούθησε μια πολυπεδιακή βελτιστοποίηση με μεταβλητές σχεδιασμού την κατανομή χορδής του πτερυγίου, την κατανομή συστροφής του πτερυγίου, την ακτίνα των πτερυγίων και το πάχος των τοιχωμάτων τους, καθώς και το ύψος του πύργου, το πάχος των τοιχωμάτων του και την διάμετρο στην βάση και την κορυφή του πύργου. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πάχος των πτερυγίων και το πάχος των τοιχωμάτων του πύργου καθορίζονται με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε οι τάσεις που δέχονται να είναι ίδιες με αυτές που έχουν καθοριστεί από τον κατασκευαστή. Τόσο η πλωτή ανεμογεννήτρια αναφοράς, όσο και η βελτιστοποιημένη, κοστολογούνται μέσω του αναπτυγμένου μοντέλου κόστους, και γίνεται η σύγκριση στα κόστη, την παραγομένη ενέργεια και την αντικειμενική συνάρτηση σταθμισμένου κόστους ενέργειας. Από αυτήν την ανάλυση, παρατηρείται μια μείωση κατά 7.53% στο σταθμισμένο κόστους ενέργειας. Τέλος, η βελτιστοποιημένη υπεράκτια πλωτή ανεμογεννήτρια προσομοιώνεται με τις ανάλογες περιβαλλοντικές διεγέρσεις που προβλέπουν τα σενάρια φόρτισης, όπως συνέβη και με την πλωτή ανεμογεννήτρια αναφοράς, με σκοπό την επικύρωσή της.	el
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Αεροδυναμικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false