turn turbine eoliene

7/28/2019 turn turbine eoliene

1/16

STLPI DE SUS INERE PENTRUTURBINE DE VNT DE PUTERE

MIC

Alexandru Botici; Teodor Le

Prof. dr. ing., Universitatea Politehnica din Timi oara, Facultatea deConstruc ii, Departamentul de Construc ii Metalice si Mecanica Construc iilor

ing. SC Proteor SRL Lunc oara [BH]


2/16

Programe de cercetare 2007-2011:

2007-2010:

Programul 4 Parteneriate n domeniile prioritare:Deservirerea energetic a unei comunita i utiliznd

curen ii de aer

2009-2011:

R0018 Improvement of the Structures and Efficiency ofSmall Horizontal Axis Wind Generators with nonNon-Regulated Blades - promotor program:

Universitatea Politehnica Timi oara


3/16

Tipologii de turnuri: 1.5kW si 5.0kW

a. b.


4/16

Ipoteze de calcul:

Normativ de referinta: C.E.I. 61400-2-2006Standardul prevede 10 ipoteze de ncrcare pentru agregat:

patru ipoteze pentru produc ia de energie electrica: func ionare normala (A), orientare n vnt (B), defecte de orientare (C) i ncrcri maximale (D);

dou ipoteze pentru suprapunerea unui defect peste func ionarea normal: tura ie maximal (E) i scurtcircuit electric la conectarea sarcinii (F);

oprirea prin frnare (G);

regim de parcare oprit sau tura ie mic (H);

parcare n pozi ie defavorabil n pan (I).


5/16

n baza acestor tipuri de ncrcri i ipoteze de ncrcare pentru stlp sestabilesc ipotezele de ncarcare:

A. ncrcri func ionale normale:masa capului de stlp 400 kg;for ele gravita ionale 4000N; excentricitatea centrului de greutate al agregatului (turbin i nacel) 0,30m;for e aerodinamice orizontale la diametrul turbinei de 7,0m, densitatea aerului

1,5 kg/mc, vitez de instalare de 10 m/s, F=2890 N;moment reactiv al generatorului electric My=438 Nm; D. ncrcare maximal func ional: viteza vntului n punctul de instalare se

majoreaz cu abaterea datorit turbulen ei i rafalei maxime i rezult for a aerodinamic F=3250 N;

E. Tura ia maxim rezultat dintr-un eventual defect al sistemului deconducere este 150 r.p.m.. n consecin for ele aerodinamice se majoreaza cu circa 50%;

F. i G. Momentul la arborele turbinei, provocat de scurtcircuit lageneratorul electric sau la aplicarea frnei mecanice provoac o dublarefa de valoarea de la ipoteza A i rezult My=876 Nm;

H. n situa ia de rotor frnat, aria portant a paletajului de circa 12 m2 i vitez de vnt de 30 m/s, soliditate de 0,3, diametru turbin de 7 m,coeficient de rezisten 1,5 i densitatea aerului 1,5 kg/mc, rezult for a aerodinamic orizontal F=12150 N. Aceasta valoare acoper i condi ia ipotezei I parcare n pozi ie defavorabil pan.


6/16

Conditii de dimensionare:

Agregat 1.5kW:

Domeniul de frecvente de

functionare a turbinei


7/16

Conditii de dimensionare:

Agregat 5.0kW:

Domeniul de frecvente de

functionare a turbinei


8/16

Variante de turnuri:

Turn cu zabrele H=18.0m Turn tronconic H=12.0m


9/16

Modele de calcul:

T=0.6241 sec T=0.0894 secRaspuns dinamic agregat 1,5kW


10/16

Modele de calcul:

T=0.1266 sec T=0.0307 secRaspuns dinamic agregat 5.0kW


11/16

Eforturi ULS agregat 5kW

S11max=112 daN/cm2 S22max=385 daN/cm2 S12max=63 daN/cm2

S11max=-76 daN/cm2 S22max=-272 daN/cm2 S12max=-54 daN/cm2


12/16

Stabilitatea agregatului de 5.0kW

Etapa 1-a de calcul

Pierderea generala a stabilitatii Pierderea locala a stabilitatii

fact.=558.003 fact.=609.361


13/16

Etapa 2-a de calcul

Calcul de ordinul II n ipoteza marilor deplasri cu scopul de a determina cu ct se reducencarcarea critica ob inut din analiza liniar elastica. Verificarea s-a fcut n scopulde a ne asigura ca eforturile din structur nu pot s dep easc rezisten a de calcul

a materialului. n aceast situa ie pentru a provoca apari ia pierderii stabilit ii s-a aplicat o for perturbatoare orizontal de circa 0,035% din valoarea for ei de compresiune considerat. Astfel a rezultat c pierderea stabilit ii se produce la ofor de compresiune de 220 tone.

S11=-540 daN/cm2 S22=-2090 daN/cm2 S12=-360 daN/cm2

n aceast situa ie eforturile unitare normale din pnz dep esc cu circa 5% efortul unitar

maxim admis.


14/16

Execu ia turnurilor de sus inere ale turbinelor de vnt

Turnul cu zbrele pentru sus inerea turbinei de 1,5kW s-a executat i montat pe amplasament, urmand ca sa fie furnizat i agregatul de vnt.


15/16

Turnul tronconic din pnz curb sub ire pentru turbina de 5kW se afl in

faz de execu ie.Avnd n vedere condi iile de execu ie, cerin ele normelor de executare a construc iilor metalice, sensibilitatea la comportare n exploatare n specialn ceea ce priveste stabilitatea s-au impus unele toleran e geometriceadmise i anume:

abaterea de la forma circular ovalizarea nu trebuie sa depa easc

valoarea precizat pentru clasa de execu ie A: 0.010; excentricitatea accidental a pnzei are valoarea de 2mm pentru clasa de

execu ie B;

ondula ia ini ial a pnzei are valoarea 0,010 pentru clasa de execu ie B.


16/16

Concluzii

Dimensionarea turnurilor de sus inere a turbinelor de vnt pentrucentralele de putere mic este condi ionat de frecven a perturbatoare a turbinei i condi ii func ionale de acces la turbin.

n general nivelul eforturilor unitare normale i tangen iale n structur

sunt situate mult sub nivelul rezisten elor de calcul pentru o el. Problemele de stabilitate a structurilor de sus inere n general nu sunthotrtoare n dimensionare deoarece nivelul de solicitare este redus.

Se men ioneaz faptul ca pn la ora actual nu se dispun desuficiente date privind oboseala elementelor structurale ale turnurilorde sus inere care s influen eze durata de via a acestor structuri. n acest sens sunt necesare investiga ii suplimentare abordate cu ometod modern i adecvat de verificare la oboseal.

turn turbine eoliene

Documents