Offshore Wind Turbine Bucket Foundation Load Behavior in a Natural Sand Domain

Abstract

La industria de las turbinas eólicas está creciendo actualmente debido al interés de los gobiernos y las organizaciones privadas por promover nuevas fuentes de energía renovables con bajo costo y cero contaminación. Una turbina eólica está soportada por una torre, y esto por una base que soporta toda la estructura. La base está sujeta a múltiples cargas debido a la corriente, las olas del mar y el viento en tres ejes que producen fuerza de momento. Por lo tanto, es indispensable conocer el rendimiento de los modelos actuales a escala real bajo cargas combinadas. Esta investigación evalúa la capacidad de comportamiento estático de la base del cucharón bajo cargas combinadas aplicadas a una base basada en la gravedad de la turbina eólica de 5 MW. Para analizar la interacción entre el suelo y la base basada en la gravedad, el análisis de elementos finitos se ejecutó en el paquete de software ABAQUS-CAE 6.13-4. Para el modelo, la base basada en la gravedad se coloca en un dominio del suelo para estimar el rendimiento de rotación y las concentraciones de tensión. Para garantizar la precisión del modelo, se utilizaron los parámetros del entorno real del Mar Occidental del régimen de Corea. Las simulaciones se llevaron a cabo también en condiciones climáticas críticas del Mar del Oeste de Corea.

The wind turbine industry is currently growing due to the interest of the governments and private organizations for promote new renewable energy sources with low cost and zero pollution. A wind turbine is supported by a tower, and this by a foundation which supports the whole structure. The foundation is subjected to multiple loads due to the current, sea wave, and wind in three axes producing moment force. Therefore, it is indispensable to know the performance of the current real scale models under combined loads. This research evaluates the static behavior capacity of the bucket foundation under combined loads applied to a 5-MW wind turbine gravity based foundation. For analyze the interaction between the soil and the gravity based foundation, the finite elements analysis were executed in ABAQUS-CAE 6.13-4 software package. For the model, the gravity based foundation is placed in a soil domain in order to estimate the rotation performance and stress concentrations. For guarantee the accuracy of the model, the parameters of the real environment of the West Sea regime of Korea were used. The simulations were conducted also under critical weather conditions from the West Sea of Korea.