ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΚΑΙ ΥΠΕΡΑΚΤΙΩΝ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία με τίτλο « Ανάλυση και Σχεδιασμός θεμελιώσεων παράκτιων και υπεράκτιων ανεμογεννητριών» εξετάζει τις τεχνικές και προκλήσεις που σχετίζονται με την εγκατάσταση και τη θεμελίωση υπεράκτιων ανεμογεννητριών, εστιάζοντας σε σύγχρονες μεθόδους και τεχνολογίες. Αρχικά, στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μία εισαγωγή στο περιβαλλοντικό πρόβλημα και την ανάγκη αξιοποίησης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η αιολική ενέργεια, για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Στο Κεφάλαιο 2 αναλύεται η διαδικασία εγκατάστασης υπεράκτιων ανεμογεννητριών, ενώ στο Κεφάλαιο 3 εξετάζονται οι προκλήσεις στον σχεδιασμό θεμελίωσης, εστιάζοντας στις δυσκολίες που παρουσιάζονται στο υποθαλάσσιο περιβάλλον. Το Κεφάλαιο 4 επικεντρώνεται στο σχεδιασμό συστημάτων ελέγχου ταλαντώσεων για ανεμογεννήτριες μονού πυλώνα, προσφέροντας λύσεις για τη βελτίωση της σταθερότητας των κατασκευών. Στη συνέχεια, το Κεφάλαιο 5 παρουσιάζει τη συμπεριφορά των θεμελιώσεων και τις σχεδιαστικές θεωρήσεις για ανεμογεννήτριες, ενώ στο Κεφάλαιο 6 μελετάται η μη γραμμική δυναμική συμπεριφορά ανεμογεννητριών με θεμέλια τύπου jacket σε μη συνεκτικά αμμώδη εδάφη. Το Κεφάλαιο 7 διερευνά τις σύγχρονες μεθόδους θεμελίωσης ανεμογεννητριών, προσφέροντας μια επισκόπηση των τελευταίων εξελίξεων στον τομέα. Στο Κεφάλαιο 8 συζητείται ο αντισεισμικός σχεδιασμός των υπεράκτιων ανεμογεννητριών, εστιάζοντας στις προκλήσεις που παρουσιάζονται σε σεισμογενείς περιοχές. Το Κεφάλαιο 9 εστιάζει στην αβεβαιότητα που επικρατεί στο σχεδιασμό θεμελιώσεων, προτείνοντας στρατηγικές για τη μείωση των κινδύνων, ενώ το Κεφάλαιο 10 εξετάζει την επίδραση της μοντελοποίησης της θεμελίωσης μεμονωμένου πασσάλου στην απόκριση μιας υπεράκτιας ανεμογεννήτριας ισχύος 5MW. Στο Κεφάλαιο 11 παρουσιάζονται διάφορες μέθοδοι υπολογισμού των φορτίων που δρουν στη θεμελίωση των υπεράκτιων ανεμογεννητριών, με στόχο τη βελτιστοποίηση της σχεδίασης και της κατασκευής τους. Τέλος, στο Κεφάλαιο 12 συνοψίζονται τα βασικά ευρήματα της εργασίας και παρουσιάζονται προτάσεις για μελλοντική έρευνα και βελτίωση των υπεράκτιων αιολικών συστημάτων.

ABSTRACT This thesis examines the techniques and challenges associated with the installation and foundation of offshore wind turbines, focusing on modern methods and technologies. Initially, in Chapter 1, an introduction is provided to the environmental problem and the need to utilize renewable energy sources, such as wind energy, to combat climate change. In Chapter 2, the installation process of offshore wind turbines is analyzed, while Chapter 3 examines the challenges in foundation design, focusing on the difficulties encountered in the underwater environment. Chapter 4 focuses on the design of vibration control systems for monopile offshore wind turbines, offering solutions to improve the stability of the structures. Subsequently, Chapter 5 presents the behavior of foundations and the design considerations for wind turbines, while Chapter 6 studies the nonlinear dynamic behavior of wind turbines with jacket-type foundations in non-cohesive sandy soils. Chapter 7 explores modern methods of wind turbine foundation design, providing an overview of the latest developments in the field. Chapter 8 discusses the seismic design of offshore wind turbines, focusing on the challenges encountered in seismically active regions. Chapter 9 addresses the uncertainties in foundation design, proposing strategies to mitigate risks, while Chapter 10 examines the impact of modeling the foundation of a single pile on the response of a 5MW offshore wind turbine. Chapter 11 presents various methods for calculating the loads acting on the foundations of offshore wind turbines, aiming to optimize their design and construction. Finally, Chapter 12 summarizes the key findings of the thesis and presents suggestions for future research and improvement of offshore wind systems.