• Alderantzizko ingeniaritza
  • Kalkulua eta egiaztapena

Nordex N80 aerogeneradore baten eredu digitala

Arazoa

Aerosorgailuaren eredu bat behar zen, fabrikatzailearen dokumentaziorik gabe.

Zer egin nuen

Laser bidezko eskaneatzea, landa-neurketak eta palaren eta dorrearen berreraikuntza.

Emaitza

Benetako 12 hilabeteko datuekin baliozkotutako eredua: % 6,7ko desbideratze globala.

Nabla Wind Hub-entzat · 2024–2025 · Burgar Hill, Orkney uharteak · Nordex N80, 2,5 MW

Testuingurua eta helburua

Bezeroa: Nabla Wind Hub. Aldia: 2024–2025. Kokapena: Burgar Hill, Orkney uharteak, Eskozia. Ekipamendua: Nordex N80 HH58, 2,5 MW; errotorearen diametroa 80 m, dorrearen altuera 58 m eta palaren luzera 39 m.

Jatorrizko dokumentazio teknikoa eskuragarri ez zegoenez, ondorengo azterketetarako eredu geometriko, aerodinamiko eta egiturazkoa berreraiki zen. Hasierako helburua funtzionamendu-datuekiko %10etik beherako desbideratzea zen.

Geometriaren eskuratzea

Leica ScanStation P40 laser-eskanerrarekin hainbat posiziotatik hartutako datuak Cyclone 3DRn erregistratu eta bateratu ziren. Kasuaren datuen arabera, eskaneatzeen arteko batez besteko errorea 4 mm-tik beherakoa izan zen. Dorrearen horma-lodiera ultrasoinu bidezko neurketekin osatu zen.

Altuerak eta haizeak puntu-dentsitate txikiagoa eta palen hondar-oszilazioak eragin zituzten. Python bidezko iragazketa erabili zen palaren zeharkako sekzioa egonkortzeko, parametro geometrikoak atera aurretik.

Gondolaren eta errotorearen oinarriaren puntu-hodeia
Eskaneatzeak erregistratu eta bateratu ondorengo puntu-hodeia.

Palaren modelatzea

Pala 30 sekziotan banatu zen. Sekzio bakoitzean korda, bihurdura-angelua, lodiera absolutua eta erlatiboa eta aurrekurbadura atera ziren. Geometria 1.600 profil aerodinamikotik gorako datu-base batekin alderatu zen, karratu txikienen metodoa erabiliz.

Identifikatutako profilak nagusiki NACA 63 eta Wortmann FX familietakoak ziren. Korda, lodiera eta aurrekurbadura seigarren mailako polinomioekin hurbildu ziren; kasuak R² > 0,998 doikuntza jasotzen du.

Kordaren banaketa palaren luzeran
Kordaren banaketa eta doikuntza polinomikoa; gehienekoa 3,16 m ingurukoa da.
Palaren lodieraren banaketa
Lodiera sustraian handiagoa da eta puntarantz murrizten da.

Egiturazko karakterizazioa

Dorrea 5 m-ko tarteetan aztertu zen, masa lineala eta makurdura-zurruntasuna kalkulatzeko. Kanpoko erradioak eskaneatzetik eta horma-lodierak ultrasoinu bidezko neurketetatik hartu ziren: kasuak oinarrian 1,94 m-ko erradioa eta 32 mm-ko lodiera jasotzen ditu; goiko aldean, 1,48 m eta 14,4 mm.

LM 38.8 palaren masa lineala, flapwise eta edgewise norabideetako makurdura-zurruntasunak eta bihurdura-zurruntasuna sekzioka zehaztu ziren. Beira-zuntz eta erretxinazko egitura eta barneko indargarriak kontuan hartu ziren. Dorrearen bridetan 450–600 kg-ko masa kontzentratuak erabili ziren.

Dorrearen makurdura-zurruntasuna altueraren arabera
Zurruntasunaren banaketa dorrearen altueran.

Integrazioa eta egiaztapena

Geometria, aerodinamika eta egiturazko propietateak Bladed-en integratu ziren. Argitaratutako kasuak DLC 1.1 simulazioak aipatzen ditu, IEC 61400 erreferentziarekin: 3–25 m/s bitarteko haizea, 1 m/s-ko tarteak eta turbulentziaren hainbat hazi.

Simulatutako potentzia-kurba benetako SCADA datuen 12 hilabeterekin alderatu zen. Kasuak %6,7ko desbideratze globala jasotzen du; alde handienak potentzia mugatzeko trantsizioan agertu ziren, 11–13 m/s inguruan.

Potentzia-kurbaren konparazioak ez du berez egitura-karga edo neke-bizitza guztien baliozkotzea frogatzen. Ondorengo erabilera bakoitzak bere sarrera-datuak, hipotesiak eta egiaztapen-irizpideak behar ditu.

Simulatutako potentzia-kurba eta SCADA datuen arteko konparazioa
Simulazioaren eta funtzionamendu-datuen konparazioa.

Tresnak eta irismenaren mugak

Proiektuaren lan-fluxuak Leica ScanStation P40, Cyclone 3DR, ultrasoinuak, RFoil, Bladed eta Python konbinatu zituen. Kasuan erabilitako ekipamenduak ez du esan nahi tresna horiek guztiak nire jabetzakoak direnik edo edozein enkargutarako eskuragarri daudenik.

Proiektu berrietan tamaina, sarbidea, behar den zehaztasuna eta baliabideak banan-banan ebaluatzen dira.

Hurrengo urratsa

Dagoen ekipo baten eredu digitala behar duzu?

Esan zer ekipo den eta ereduarekin zer aztertu nahi duzun.