Elektrownia wiatrowa z konstrukcją kratową o prętach z rur drewnianych wzmocnionych włóknami syntetycznymi

Obliczone w oprogramowaniu Dlubal Software

  • Projekt klienta

Projekt klienta

Na terenie firmy STM Montage GmbH w Lunzenau został przeprowadzony innowacyjny projekt badawczy: wzniesiona została turbina wiatrowa z wieżą kratową, której najwyższy segment składa się z rur drewnianych wzmocnionych włóknami polimerowymi.

Finansowanie projektów badawczych

Zukunftsinitiative Mittelstand (ZIM), Germany
www.zim.de

German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi)
www.bmwi.de

Funding code: KF 2132403WZ3

Projektowanie, inżynieria konstrukcyjna, wykonanie Technical University of Dresden
tu-dresden.de
Wykonanie i montaż STM Montage GmbH
www.stm-montage.de

Parametry modelu

Model

Cienkościenne rury drewniane charakteryzują się małym ciężarem własnym i dobrymi właściwościami dynamicznymi. Dzięki temu efektywniej wykorzystuje się materiał, polepsza się odpowiedź dynamiczna konstrukcji oraz odporność z uwagi na zmęczenie.

Za projekt i zwymiarowanie wieży kratowej odpowiedzialny była Politechnika w Dreźnie. Do obliczeń wykorzystano program RSTAB, służący do analizy konstrukcji szkieletowych i kratownic.

Konstrukcja

Wieża kratowa ma łącznie 32 metry wysokości; u góry zamontowano turbinę wiatrową o mocy 10 kW. Najniższa część konstrukcji, o wysokości około 18,5 m, składa się z rur stalowych S235. Na górze umieszczono segment kratowy o wysokości około 11 m, z profilowanymi drewnianymi rurami o średnicy d = 240 mm i krzyżulcami z rur stalowych.

Rury profilowane składają się ze wstępnie sprasowanych drewnianych płyt, które zostały wygięte pod wpływem wysokiej temperatury i pary w cienkościenne przekroje rurowe. Metoda ta została opracowana przez Instytut Konstrukcji Stalowych i Drewnianych. Wytworzone w ten sposób elementy konstrukcyjne mają bardzo dużą nośność przy bardzo małym ciężarze własnym. Na zewnątrz zastosowano cienką warstwę tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknami. Zwiększa to wytrzymałość na ściskanie nawet o 50% i dodatkowo zapewnia ochronę przed warunkami atmosferycznymi.

Połączenia podłużne drewnianych słupów składają się ze stalowych rur, z którymi łączą się również krzyżulce. Cechą szczególną tych połączeń jest to, że były one klejone. Wcześniej elementy te zostały szczegółowo przeanalizowane przez TU Dresden, metodą eksperymentalną i numeryczną. W wyniku przeprowadzonych analiz określono graniczne wytrzymałości połączeń, które można było uwzględnić w obliczeniach w programie RSTAB.

Po wybudowaniu wieży kratowej wszystkie części stalowe oraz elementy łączące rury drewniane zostały pokryte powłoką antykorozyjną. Testy wykazały, że profilowane rury drewniane nadają się do wykorzystania jako elementy nośne w konstrukcjach wieżowych poddawanych drganiom. Największą zaletą jest mniejszy ciężar własny w porównaniu z profilami stalowymi, a tym samym redukcja masy drgającej. W tym projekcie ciężar własny najwyższego segmentu mógł zostać zredukowany o 1,2 tony w porównaniu z konstrukcją stalową. Ponadto, właściwości tłumiące drewna, zmniejszyły efekty zmęczeniowe w dolnym fragmencie konstrukcji.

Projekt badawczy został sfinansowany ze środków Centralnego Programu Innowacji dla Małych i Średnich Przedsiębiorstw (ZIM) Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Energii (BMWi).


Literatura

[1] B. Hahna; T.-E. Werner; P. Haller: BAUINGENIEUR Ed. 96 (2021) Nr 01-02, pp. 11-18

Lokalizacja projektu

Cossener Straße 2
09328 Lunzenau
Niemcy

Słowa kluczowe

Elektrownia wiatrowa Kratownica Wieża Wzmocnione włóknami Rury profilowane z drewna

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 1474x
  • Zaktualizowane 29. października 2021

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady? Skontaktuj się z nami telefonicznie, mailowo, na czacie lub na forum lub znajdź sugerowane rozwiązania i przydatne wskazówki na stronie FAQ, dostępnej przez całą dobę.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

[email protected]

Event Invitation

Otwarte Dni Drewna

Konferencje 25. maja 2022 - 26. maja 2022

Event Invitation

XXX Konferencja Naukowo-Techniczna - Awarie Budowlane

Konferencje 23. maja 2022 - 27. maja 2022

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 15. czerwca 2022 8:30 - 12:30 CEST

Event Invitation

XXXVI Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji

Konferencje 28. czerwca 2022 - 1. lipca 2022

Projektowanie konstrukcji drewnianych w RFEM 6 i RSTAB 9

Projektowanie konstrukcji drewnianych w RFEM 6 i RSTAB 9

Webinar 10. marca 2022 12:00 - 13:30 CET

Uwzględnienie etapów budowy\n w programie RFEM 6

Uwzględnienie etapów budowy w RFEM 6

Webinar 13. stycznia 2022 14:00 - 15:00 CET

AISC 360-16 Wymiarowanie stali w RFEM 6

AISC 360-16 Wymiarowanie stali w RFEM 6

Webinar 14. grudnia 2021 14:00 - 15:00 EST

Wprowadzenie do nowego programu RFEM 6

Wprowadzenie do nowego programu RFEM 6

Webinar 11. listopada 2021 14:00 - 15:00 EST

Modelowanie i wymiarowanie konstrukcji stalowych w RFEM 6 i RSTAB 9

Modelowanie i wymiarowanie konstrukcji stalowych w RFEM 6 i RSTAB 9

Webinar 20. października 2021 14:00 - 15:00 CEST

Analiza historii czasu wybuchu w RFEM

Analiza czasowa eksplozji w RFEM

Webinar 13. maja 2021 14:00 - 15:00 EST

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

Webinar 10. marca 2021 14:00 - 15:00 EST