Technische Universiteit Delft
Windturbines
door M&C
Promotie van dhr. J.W. Wingerden: "Control of Wind Turbines with
'Smart' Rotors: Proof of Concept and LPV Subspace Identification"
17 november 2008 | 12:30 uur
plaats: Aula TU Delft
De heer Ir. J.W. van Wingerden | werktuigkundig ingenieur, Nederland
promotor | Prof.dr.ir. M. Verhaegen 3mE
Control of Wind Turbines with 'Smart' Rotors: Proof of Concept and LPV
Subspace Identification
Het actief regelen van windturbines wordt steeds belangrijker voor de
windenergiegemeenschap. Als we bijvoorbeeld de `oude' op overtrek
geregelde turbines vergelijken met de huidige bladhoekgeregelde
turbines, zien we dat de belastingen aanzienlijk verminderd zijn. Dit
resulteert in lichtere en grotere turbines.
Echter, door de gelimiteerde bandbreedte van de benodigde actuatoren
en de vermoeiingsbelastingen op de verschillende componenten zijn de
grenzen van de bladhoekregeling bereikt. Toch wil men naar grotere
windturbines, vanwege het feit dat steeds meer windturbines in zee
gezet worden. De kostprijs van deze
turbines wordt in grote mate bepaald door de funderingskosten. Door de
toenemende grootte van windturbines, waardoor ook de belastingen
toenemen, en de beperkingen van de bladhoekregelingen is het
noodzakelijk om andere concepten te onderzoeken. Met een nieuw concept
moet een economische levensduur van
20 jaar gewaarborgd worden voor de nieuwe generatie windturbines. Het
meest veelbelovende concept maakt gebruik van een aantal regelbare
flapjes die lokaal op het blad de liftkrachten kunnen regelen en
zodoende het krachtenspel op de windturbine kunnen beïnvloeden. Dit
dient op een zodanige manier te gebeuren dat de turbine zich aanpast
aan het gedistribueerde gedrag van de verstoringen (b.v. turbulentie).
Het succes van dit concept hangt grotendeels af van de keuze voor de
sensor die de verstoring waarneemt en van de regelaar
die het gemeten signaal manipuleert om vervolgens de flapjes uit te
sturen. Een rotor uitgerust met dergelijke sensoren, flapjes en
regelaars valt onder de noemer `slimme' rotor.
In dit proefschrift wordt bijgedragen aan de ontwikkeling van een
`slimme' rotor, door experimenteel aan te tonen dat onder realistische
omstandigheden dit concept werkt. In de windtunnel hebben we laten
zien dat als de verstoring bekend is, deze compleet kan worden
onderdrukt. Onder realistische omstandigheden is dit niet het geval en
terugkoppelregelingen dienen dan te worden gebruikt. Voor deze
situatie zijn een aantal belastingscenario's gedefinieerd en er wordt
getoond dat de verstoringen breedbandig kunnen worden onderdrukt.
Tevens laat deze studie zien dat het van essentieel belang is om
regeltechnici in een vroeg stadium te betrekken bij het ontwerp van
een dergelijk multidisciplinair concept.
Naast het demonstreren van de haalbaarheid van het `slimme'
rotorconcept, zijn er ook nieuwe methodes ontwikkeld om uit meetdata
wiskundige modellen te schatten met variërende parameters.
Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU
Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de
digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft.
Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende
promotie in de Repository te vinden zijn.
Laatst gewijzigd: 28 oktober 2008