Методика расчета модульных опорных конструкций ВЭУ для условий Арктики : выпускная квалификационная работа магистра

• Main Author: Петров, Станислав
• Format: Text
• Language: Russian
• Published: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого 2020
• Subjects: Ветроэнергетические установки; ветродизельная электростанция; ветроэнергетичская установка; адаптированные материалы и технологии; опорная конструкция ВЭУ; модульный фундамент; Arctic; Koyda
• Online Access: https://dx.doi.org/10.18720/spbpu/3/2020/vr/vr20-2652; http://elib.spbstu.ru/dl/3/2020/vr/vr20-2652.pdf

Работа направлена на разработку методики проектирования конструктивно-технологических и компоновочных решений опорной конструкции модульной ВЭУ мощностью 100 кВт в составе ветродизельной электростанции (ВДЭС), эксплуатируемой в арктических условиях РФ. В работе выполнена оценка современного состояния энергоснабжения на базе ВДЭС в мире и рассмотрены перспективы их развития в РФ. Проведен анализ рынка ВЭУ средней мощности, в том числе и для арктических условий, который показал почти полное отсутствие отечественных разработок. Описан состав и параметры модульной ВЭУ, входящей в состав автономной арктической ВДЭС, обоснованы конструктивные решения башни и системы подъема. Предложен принцип создания модульного фундамента, состоящего из стальных полых модулей: боковых, центрального и внутреннего, соединённых между собой болтами. Проведен подбор и расчет опорной конструкции ВЭУ NPS 100 Arctic мощностью 100 кВт в составе ВДЭС Койда на основании разработанной методики расчета. Выполнено цифровое моделирование фундамента и расчет напряженно-деформированного состояния элементов фундамента в программном комплексе ANSYS, который показал, что разработанная конструкция выдерживает возникающие нагрузки. : The work is aimed at developing a methodology for structural-technological and layout solutions of the support structure of a modular wind turbine with a capacity of 100 kW as part of the wind-diesel power plant (WDPP), operated in the Arctic conditions of the Russian Federation. The work assessed the current state of energy supply based on the WDPP in the world and considered the prospects for their development in the Russian Federation. An analysis of the wind turbine market of medium capacity was carried out, including for Arctic conditions, which showed an almost complete absence of domestic developments. The composition and parameters of the modular wind turbine, which is part of the autonomous Arctic WDPP, are described, the design solutions of the tower and the lifting system are justified. The principle of creating a modular foundation, consisting of steel hollow modules: side, central and internal, connected to each other by bolts, is proposed. The selection and calculation of the support structure of NPS 100 Arctic with capacity of 100 kW as a part of Koyda WDPP was carried out based on the developed calculation methodology. The results of digital modeling and calculation of the foundation stress-strain state confirm the operability of the structure and the ability to perceive emerging loads.