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 869x
  • Zaktualizowane 30. sierpnia 2021

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

Zaproszenie na wydarzenie

Międzynarodowa Konferencja na temat drewna

Konferencje 12. kwietnia 2022 - 14. kwietnia 2022

Zaproszenie na wydarzenie

Kongres Konstrukcji 2022

Konferencje 21. kwietnia 2022 - 22. kwietnia 2022

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 EDT

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

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

Dzień informacyjny Dlubal

Dlubal Info Day Online | 15 grudnia 2020 r

Webinar 15. grudnia 2020 9:00 - 16:00 BST

RFEM | Konstrukcje drewniane

Bezpłatne spotkanie online| RFEM | Konstrukcje drewniane

Webinar 25. czerwca 2020 14:00 - 15:30 CEST

Programowalny interfejs COM dla RFEM/RSTAB

Programowalny interfejs COM dla RFEM/RSTAB

Webinar 12. maja 2020 15:00 - 15:45 CEST

Wymiarowanie profili formowanych na zimno zgodnie z Eurokodem 3

Wymiarowanie profili formowanych na zimno zgodnie z Eurokodem 3

Webinar 30. kwietnia 2020 15:00 - 15:45 CEST

Webinarium nr 3 - Inne zagadnienia w programie RFEM, w tym BIM

Webinarium nr 3 - Inne zagadnienia w programie RFEM, w tym BIM

Webinar 28. listopada 2019 15:00 - 16:00 BST