افزایش ظرفیت باربری جانبی توربین های بادی فراساحلی با بکارگیری مقاطع مرکب فولاد و بتن و استفاده از فونداسیون هایبریدی مونوپایل-پی سطحی

افزایش منابع انرژی پاک برای برآوردن نیازهای فزاینده انرژی در آینده نزدیک و همچنین کاهش اثرات گرمایش زمین ضروری است. انرژی باد دریایی یکی از اصلی ترین منابع انرژی تجدیدپذیر کارآمد است که باعث گسترش روزافزون مزارع بادی دریایی در سطح جهان شده است. یکی از چالش ‌های مهم برای پروژه‌های باد فراساحلی، هزینه ساخت ‌و ساز فونداسیون آن است که بسته به موقعیت و نوع توربین بادی، حدود 16 تا 34 درصد کل هزینه را در بر می گیرد. بنابراین، طراحی مناسب فونداسیون ها برای اطمینان از کارایی بهتر توربین های بادی دریایی بسیار مهم است.در این مقاله فونداسیون نوآورانه ای ارائه شد که ضمن تامین مقاومت کافی در برابر بارهای وارده در محیط دریا، می تواند هزینه ی ساخت را نیز به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. فونداسیون پیشنهادی شامل یک فونداسیون هایبریدی مونوپایل-پی سطحی است که در بخشی از مونوپایل آن، به جای مقاطع فولادی رایج، از مقاطع cfdst استفاده شده است. برای بررسی رفتار سیستم فونداسیون پیشنهادی که یک توربین بادی 5 مگاواتی nrel را پشتیبانی می کند، یک سری تحلیل اجزای محدود برای ابعاد مختلف سیستم فونداسیون با استفاده از نرم افزار abaqus انجام شد و رفتار جانبی مونوپایل با فونداسیون پیشنهادی، با مونوپایل های رایج مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اضافه کردن پی سطحی به مونوپایل، سختی جانبی بیشتری را برای شمع در تراز بستر ایجاد می کند و جا به جایی جانبی آن را کاهش می دهد. همچنین توربین های بادی متکی بر فونداسیون هایبریدی مونوپایلcfdst+footing ضمن برآورده کردن الزامات طراحی، با توجه به کاهش طول شمع،ضخامت و قطر مونوپایل، توربین بادی اقتصادی و کارآمدی را ارائه می دهند.