Miglioramento del controllo della stabilità nelle turbine eoliche
Il progetto STABCON ha sviluppato strumenti di progettazione affidabili per l'analisi e l'ottimizzazione di grandi turbine eoliche in riferimento alla stabilità aeroelastica e al controllo attivo. Il progetto ha eliminato gran parte dell'incertezza che può risultare dalla progettazione delle turbine eoliche, migliorando l'affidabilità, la durata e la competitività dell'energia eolica. Si prevede che una riduzione dei costi dell'energia eolica e una maggiore sicurezza grazie al controllo attivo della stabilità porti a una maggiore accettazione sociale dell'energia eolica. I ricercatori del progetto STABCON hanno adattato e perfezionato il programma ARLIS (analisi aeroelastica di sistemi lineari rotanti). Il sistema del programma era stato inizialmente progettato per l'analisi dinamica lineare e aeroelastica delle turbine eoliche ad asse orizzontale. Applicando la teoria di Floquet, il sistema è in grado di gestire turbine eoliche che funzionano con una, due e più pale. Un limite però sta nel fatto che ARLIS è limitato a un numero costante di rivoluzioni al minuto della turbina eolica. Per effettuare un'analisi dinamica del sistema combinato rotore-torre, i sistemi separati sono stati descritti con i modelli a elementi finiti (EF). Si supponeva che gli spostamenti fossero abbastanza piccoli da poter usare le equazioni lineari del movimento. I grandi spostamenti fissi sono stati studiati effettuando un'analisi sullo stato di equilibrio della struttura deformata. Torre e rotore sono stati collegati con un punto nodale (o di attacco). Sono stati impiegati la massa, la rigidità e parametri di smorzamento nella definizione di un semplice modello EF della trasmissione con scatola del cambio e generatore ad alta velocità. Ciò ha consentito ai ricercatori di studiare generatori sincroni e asincroni. Sono stati calcolati lo stato stazionario e le risposte transitorie del sistema combinato, prendendo in considerazione il carico come risultato della portata utile, del wind shear e degli eventi di raffica. I risultati sono stati inseriti nel sistema EF, che ha poi calcolato gli spostamenti del punto nodale, le sollecitazioni e le forze.
