Eliminacja wibracji dużych turbin wiatrowych na etapie projektowania
Duże turbiny wiatrowe zapewniają korzyści ze skali w zakresie produkcji energii, jednakże mogą w nich występować szkodliwe wibracje. W niektórych sytuacjach drgania mogą przyczyniać się do niestabilności i obniżenia ilości produkowanej energii. Grupa ekspertów w dziedzinie turbin wiatrowych zajęła się szczegółowym zbadaniem tego zjawiska w ramach projektu STABCON. W tym celu na wieży, wale i łopatach 2,5-megawatowej turbiny wiatrowej eksploatowanej w terenie zainstalowano czujniki tensometryczne. Z czujników zebrano dane przy różnych warunkach pracy. Następnie naukowcy z Laboratorium Narodowego Risoe w Danii (Risoe National Laboratory), placówki koordynującej projekt STABCON, zastosowali eksploatacyjną analizę modalną (Operational Modal Analysis, OMA)do szeregów czasowych danych. Decyzja o zaimplementowaniu metody OMA przyniosła owoce w postaci wykrycia dwóch odrębnych trybów wieży oraz trybów ruchu wirowego wywoływanych wibracjami łopat na krawędzi natarcia. Ponadto wybór sztywnej ramy odniesienia ułatwił wykrycie naturalnych częstotliwości. Stwierdzono jednak, że metodą OMA nie można wykryć trybów pochodzących od wibracji łopat na krawędziach spływu ze względu na zbyt silne ich tłumienie. Mimo konieczności zebrania ogromnej ilości danych zastosowana metodologia okazała się prawidłowa, ponieważ nie wymagała apriorycznej wiedzy o turbinie wiatrowej ani o oddziaływaniu sił zewnętrznych na turbinę. Wyniki projektu STABCON zostaną wykorzystane do rewizji wytycznych projektowych pod kątem ograniczenia wpływu tych trybów na pracę turbin wiatrowych.
