is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskólinn í Reykjavík > Tæknisvið / School of Technology > Med/MSc Tækni- og verkfræðideild (-2019) / School of Science and Engineering >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/19377

Titill: 
  • Titill er á ensku Analysing the effects of earthquakes on wind turbines
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Modern wind parks are largely built in areas where seismic risk is low. With an increased emphasis on the use of wind power it may be assumed that wind turbines will in the future increasingly be built in areas where higher seismic risk exists. The aim of this study is to gain insight into the importance of earthquake action for wind power installations as well as attain improved understanding of the dynamic behaviour of wind turbine structures. Wind turbines are special type of structures as they are slender but with a large top-mass. On one hand their slenderness and relatively long first natural period may reduce the seismic effects, but on the other hand the high top-mass will increase the earthquake induced inertia force. This study uses recorded acceleration data from three large Icelandic earthquakes to evaluate the seismic response of a typical wind turbine assuming that it is located at the recording site. A 0.9 MW Enercon wind turbine recently erected near the Búrfell Power Station in South Iceland is used as for the case study. The turbine is modelled using FEM technique in SAP2000 and Matlab. The analysis workflow includes the selection of seismic data, modal analysis, response history analysis and response spectrum analysis. Through these analyses an estimate of potential seismic vulnerability of wind turbines in an Icelandic environment is achieved. Key response parameters, such as the top displacement, base shear and base moment are systematically evaluated using both time history analysis and response spectrum analysis. The methods applied are in line with analysis methods recommended by the various relevant design guidelines. Their systematic application gives insight into their applicability and may, among other things, provide supportive information for designers regarding the appropriate methodology for assessing the influence of earthquakes on wind turbines.

  • Nútíma vindorkuver eru að mestu byggð á svæðum þar sem jarðskjálfta hætta er lítil . Með aukinni áherslu á notkun vindorku má gera ráð fyrir að vindorkuver verði í framtíðinni í auknu mæli byggð á svæðum þar sem jarðskjálftahætta er til til staðar. Markmið þessarar rannsóknar er að fá innsýn í mikilvægi jarðskjálfta fyrir vindorkumannvirki og öðlast betri skilning á sveiflufræðilegri hegðun vindurtúrbína. Hefðbundnar vindtúrbínur sem snúast um láréttan ás, eru sérstök tegund mannvirkja þar sem vindhverfillinn hvílir á háum sveigjanlegum turni. Stífni virkisins er því tiltölulega lítil en meirihluti massans er staðsettur í toppi turnsins. Þessir eiginleikar, það er tiltölulega langur fyrsti eiginsveiflutími, geta dregið úr áhrifum jarðskjálfta á mannvirkið en á hinn bóginn veldur mikill massi efst í virkinu verulegum massatregðukröftum sem geta aukið jarðskjálftaálagið. Þessi rannsókn notar skráð hröðunargögn úr þremur stórum íslensku jarðskjálftum til að meta jarðskjálftasvörun dæmigerðrar vindtúrbínu. Miðað er við að vindtúrbínan sé staðsett á sömu stöðum og hröðunarmælingarnar fóru fram. Útreikningarnir miðast við 0,9 MW Enercon vindtúrbínu sem nýlega var reist nálægt Búrfellsvirkju inn á suðurhálendi Íslands. Byggt er líkan af turninum með einingaraðferðinni í SAP2000 og Matlab. Greiningarferlið felur í sér innlestur jarðskjálftagagna, uppbyggingu kerfisfylkja, eiginsveiflugreiningu og svörunargreiningu. Markmiðið er að fá fram mynd af jarðskjálftaáhrifum og jarðskjálftasvörun vindtúrbina sem eru staðsettar í mismunandi fjarlægð frá upptökum stórra jarðskjálfta. Farið er kerfisbundið í gegnum allar mældar grunnhröðunarraðir úr þeim þrem jarðskjálftum sem birtar hafa verið í ISESD gagnagrunninum. Birtar eru lykil svörunarstærðir, svo sem færslur, skúfkraftar og vægi. Bæði er beitt tímaraðargreiningu og svörunarrófsgreiningu. Notaðar eru þær greiningaraðferðir sem helstu hönnunarstaðalar og leiðbeiningar mæla með. Kerfisbundin beiting þeirra gefur innsýn í notagildi þeirra sem meðal annars getur nýst hönnuðum við val á viðeigandi aðferðum til að meta áhrif jarðskjálfta á vindtúrbínur.

Samþykkt: 
  • 26.8.2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/19377


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
MSc_thesis_OliverClaxton_2014.pdf2.1 MBOpinnMeginmálPDFSkoða/Opna