تشخیص خرابی برج توربین بادی با استفاده از تبدیل موجک گسسته و اندرکنش خاک-سازه

انرژی باد یکی از مهمترین انرژیهای تجدید پذیر بوده که دارای آلودگی محیطی بسیار ناچیزی است. رقابتپذیر بودن منبع انرژی باد، نیازمند پیشرفت فن آوری توربین بادی، بازدهی بیشتر، نگهداری و هزینه کم هست. بعلاوه باید قادر به بهره برداری در محیطهای سخت به مدت حداقل 20 سال باشد. برج توربین بادی به تنهایی 16% کل هزینه توربین را شامل میشود. علاوه بر آن، کل مجموعه توسط برج نگهداری شده و خرابی آن منجر به فاجعه کامل میگردد؛ بنابراین پایش سلامت و تشخیص خرابی به موقع برج، با توجه به اهمیت آن در حفظ سرمایه، بسیار حیاتی است. این در حالی است که میزان مطالعات صورت گرفته پیرامون این مهم در قیاس با مطالعات دستگاه های مکانیکی توربین، بسیار ناچیز میباشد. اهمیت این موضوع از آن حیث دوچندان میگردد که تحقیق جامعی شامل اندرکنش خاک -سازه و تشخیص خرابی برای برج توربین بادی، تاکنون صورت نگرفته است. به منظور تشخیص خرابی، روشهای مبتنی بر سیگنال به طور خاص مورد توجه قرار گرفته اند زیرا در مواجهه با رفتار غیرخطی و پیچیده سازه ها، داده های ناقص و ناکافی و همچنین آغشته به نویز، از عملکرد مطلوبتر و موثرتری برخوردار هستند. تحلیل موجک یکی از مهمترین و سریعترین ابزارهای پردازش سیگنال در حال پیشرفت میباشد. در این مقاله، تحلیل گسترده عددی به منظور تشخیص خرابی در برج توربین بادی با استفاده از پردازش سیگنال و روش تبدیل موجک گسسته با/بدون اندرکنش خاک-سازه، انجام شده است. مدل المان محدود توربین توسط نرم افزار Abaqus/CAE تهیه گردید و سپس با توربین بادی ساحلی مبنای 5 مگاواتی آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر وزارت نیرو آمریکا، صحت سنجی شد. در این تحقیق ضمن تعریف سناریوهای خرابی متنوع، شکلهای مودی مدل المان محدود سازه آسیبدیده با استفاده از تجزیه موجک گسسته به منظور تعیین موقعیت خرابی، مورد بررسی قرار گرفتند. نظر به گستردگی تحلیلها، از نقشه حرارتی، به عنوان نقشه راه، استفاده گردید. نتایج کمی تشخیص خرابی، حاکی از تاثیر مثبت اثر اندرکنش خاک-سازه بر افزایش کیفیت تشخیص خرابی سازه آسیبدیده، است.

کلیدواژه ها:

برج توربین بادی ، تشخیص خرابی ، اندرکنش خاک سازه ، پردازش سیگنال ، تبدیل موجک گسسته ، نقشه حرارتی.