Nghiên cứu IEA mở rộng để cải thiện độ chính xác của các công cụ thiết kế hệ thống gió ngoài khơi

Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) đã nhận được nghiên cứu mở rộng bốn năm của Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) nhằm nâng cao độ chính xác tổng thể của các công cụ mô hình máy tính gió ngoài khơi.

Ủy ban điều hành Chương trình hợp tác công nghệ gió của IEA đã trao giải cho việc mở rộng nghiên cứu Nhiệm vụ gió 30 và bằng cách đó đã tạo ra dự án Cộng tác so sánh mã ngoài khơi, Tiếp tục, với dự án Tương quan và không chắc chắn (OC6). Dự án mới này sẽ đào sâu hơn về sự khác biệt giữa mô phỏng máy tính và các phép đo thử nghiệm, dựa trên nghiên cứu OC4 và OC5 trước đây của Nhiệm vụ 30.

Theo Amy Robertson, lãnh đạo dự án NREL, mục đích của OC6 là tinh chỉnh độ chính xác của các công cụ kỹ thuật được sử dụng để thiết kế các tuabin gió ngoài khơi bằng cách cải thiện khả năng ước tính tải trọng kết cấu. Các công cụ được sử dụng để thiết kế hệ thống gió ngoài khơi cần xem xét sự kết hợp giữa tải trọng khí động học và thủy động lực học trên hệ thống, điều này rất quan trọng để tối ưu hóa và ổn định.

Thiết kế một hệ thống gió ngoài khơi bao gồm chạy hàng chục nghìn mô phỏng, đòi hỏi các công cụ mô hình đủ chính xác để cung cấp kết quả tải thực tế, nhưng cũng đủ nhanh để thực hiện các bước lặp thiết kế trong khung thời gian hợp lý.

“Các công cụ ở cấp độ kỹ thuật được kết hợp (như OpenFAST) xem xét cả tải gió và sóng đồng thời trên cấu trúc phù hợp với nhu cầu đó”, Robertson nói. “Việc cải thiện các công cụ này để dự đoán tốt hơn hoạt động thực tế của các hệ thống gió ngoài khơi cho phép tối ưu hóa thiết kế hơn nữa và do đó, giảm chi phí. . “

Các dự án so sánh mã ngoài khơi rất quan trọng đối với các nhà thiết kế, chứng nhận và viện nghiên cứu áp dụng các công cụ mô hình hóa cho thiết kế, nghiên cứu và hướng dẫn. Ngoài ra, nhiều nhà nghiên cứu đã học cách mô hình hóa và mô phỏng hiệu quả các tuabin gió ngoài khơi bằng cách sử dụng thông tin được cung cấp từ các dự án này.

Bao gồm những người tham gia từ ngành công nghiệp gió ngoài khơi cũng như các thành viên OC5 (xem Biểu đồ thành viên), dự án OC6 có các mục tiêu sau:

• Thực hiện các dự án xác thực tập trung hơn dựa trên các vấn đề được xác định trong các dự án Nhiệm vụ 23 và Nhiệm vụ 30 của IEA trước đây (So sánh mã ngoài khơi (OC3), OC4 và OC5)
• Phát triển và sử dụng các thực hành xác nhận nghiêm ngặt hơn theo hướng dẫn của Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ, với sự nhấn mạnh vào việc định lượng độ không đảm bảo trong các chiến dịch thử nghiệm được sử dụng để xác nhận
• Bao gồm các giải pháp mô hình hóa độ chính xác cao hơn trong quy trình xác nhận (khi có thể), thực hiện xác nhận ba chiều giữa các công cụ cấp kỹ thuật và dữ liệu đo.

Những người tham gia OC5 đã xác định các dự án xác nhận có liên quan nhất để tập trung vào phần mở rộng và sắp xếp chúng thành năm dự án hoặc “gói công việc” (xem Dự án xác nhận OC6 được xác định). Các mục tiêu sẽ được điều tra thông qua dữ liệu đo lường thu được qua nhiều chiến dịch thử nghiệm, bao gồm thử nghiệm một số loại cấu trúc hỗ trợ tuabin ngoài khơi, bao gồm hai loại bán nguyệt nổi, xà dọc và đơn chất. Khi có thể, nhiều hiện tượng sẽ được điều tra bằng cách sử dụng các bộ dữ liệu.