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Efficient probabilistic analysis of offshore wind turbines based on time-domain simulations
Hübler, Clemens Janek
Quelle: Mitteilungen des Instituts für Statik und Dynamik der Leibniz-Universität Hannover
Hannover (Deutschland)
Selbstverlag
2019, XI,179 S., Abb., Tab., Lit., Kt.
Serie: Mitteilungen des Instituts für Statik und Dynamik der Leibniz-Universität Hannover, Nr.36
Sprache: Englisch
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[Quelle: http://d-nb.info]
Offshore wind energy plays an important role in the successful implementation of the energy transition. However, without subsidies, it is not yet sufficiently competitive compared to other renewables or conventional fossil fuels. This is why offshore wind turbines have to be structurally optimised with regard to economic efficiency. One possibility to significantly increase economic efficiency is to improve the reliability or at least to assess present reliability levels precisely. For an accurate reliability assessment during the design phase, probabilistic analyses based on time-domain simulations have to be conducted. In this thesis, a methodology for a comprehensive probabilistic design of offshore wind turbines with special focus on their substructures is developed and applied. All investigations are based on time-domain simulations. This leads to more accurate results compared to semi-analytical approaches that are commonly used for probabilistic modelling at the expense of higher computing times. In contrast to previous probabilistic analyses, considering only particular aspects of the probabilistic design, this work defines a comprehensive analysis that can be split up into the following seven aspects: deterministic load model, resistance model (failure modes), uncertainty of inputs, design of experiments, sensitivity analysis, long-term extrapolation/lifetime distribution, and economic effects. For five of these aspects, scientific innovations are realised, while state-of-the-art approaches are applied for the last two aspects. Using the methodology for comprehensive probabilistic designs that is developed here, it is demonstrated that probabilistic analyses of wind turbines using time-domain simulations are possible. For this purpose, it is necessary to reduce computing times by applying adequate sensitivity analyses and extrapolation techniques. These approaches are developed in the thesis. Moreover, based on present findings, well-founded recommendations for efficient and realistic probabilistic simulations of offshore wind turbines are given. Finally, since the profitability of wind turbines depends significantly on the service life and lifetimes scatter substantially, deterministic approaches cannot be economically optimised. Hence, probabilistic analyses are valuable.
Offshore-Bauwerk, Offshore-Windenergieanlage, Probabilistik, Ermüdung, Optimierung, Statistische Auswertung, offshore structure, Offshore wind energy system, probabilistic, fatigue, optimization,
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2018, xii, 294 S., 240 mm, Hardcover
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2017, 162 S., 47 Abb. und 42 Tab., Softcover
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ISI-Schriftenreihe Innovationspotenziale
2013, 570 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer Verlag
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3159
2019, 118 S., 55 Abb. u. 19 Tab., Softcover
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Energie-Speicher-Potenziale. Konkret Technik (kostenlos)
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Kadner, Susanne
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Sickerlinienberechnung in nachbergbaulichen Böschungsbereichen
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Arpa Fernandez, Javier; Ovink, Henk
German water. Lernen von der Welt: Ein neues Verständnis von Wasser
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