Poprawa kontroli stabilności w turbinach wiatrowych
W ramach projektu STABCON opracowano niezawodne narzędzia projektowe do analizy i optymalizacji dużych turbin wiatrowych w aspekcie stabilności aeroelastycznej i aktywnego sterowania. Projekt wyeliminował wiele niepewności charakterystycznych dla projektów turbin wiatrowych, co polepszyło niezawodność pracy, wytrzymałość oraz konkurencyjność w zakresie wykorzystania energii wiatru. Przewiduje się, że obniżenie kosztu uzyskiwania energii wiatru oraz wyższe bezpieczeństwo dzięki wprowadzeniu aktywnej kontroli stabilności prowadzić będzie do lepszej społecznej akceptacji energii wiatrowej. Badacze uczestniczący w ramach projektu STABCON przystosowali i poprawili program ARLIS (aeroelastycznej analizy wirujących systemów liniowych). Program ten był oryginalnie przeznaczony do dynamicznej liniowej i aeroelastycznej analizy poziomych turbin wiatrowych. Dzięki zastosowaniu teorii Floqueta, możliwe są usprawnienia turbin wiatrowych pracujących z jedną, dwiema, lub większą liczbą łopat. Występuje jednak ograniczenie, ponieważ ARLIS może być stosowany jedynie przy stałej szybkości obrotowej turbiny wiatrowej. W celu przeprowadzenia dynamicznej analizy śmigło wieża system, opisano odrębne układy przy pomocy modeli skończonych elementów (FE). Przyjęto założenie, że przemieszczenia są dostatecznie małe, a więc można było wykorzystać liniowe równania ruchu. Duże stacjonarne przemieszczenia badane były poprzez analizę wokół stanu równowagi odkształconej konstrukcji. Wieża oraz śmigło połączone były jednym punktem węzłowym (lub sprzężenia). W definicji prostego modelu FE układu napędu obejmującego przekładnię i wysokoobrotowy generator wykorzystano masę, sztywność oraz parametry wytłumiające. Pozwoliło to naukowcom na badanie generatorów zarówno synchronicznych jak też asynchronicznych. Wyliczono charakterystyki stanu równowagi oraz stanów przejściowych sprzężonego układu, biorąc pod uwagą obciążenie wynikające z ciężaru własnego oraz zdarzeń uskoków i porywów wiatrów. Wyniki wprowadzono do systemu FE, który następnie wyliczył przemieszczenia punktów węzłowych, naprężenia oraz działające siły.
