Kil Zeminlerdeki Düz Ve Konik Rüzgar Türbini Temellerinin Oturma Davranışının 3b Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Karşılaştırmalı İncelenmesi

Abstract

Yenilenebilir enerjinin önemi arttıkça, rüzgar türbinleri çoğalmakta ve killi zemin de dahil çeşitli zemin tiplerine inşaat yapılmaktadır. Rüzgâr enerjisi sistemlerinin stabilitesini ve uzun süreli çalışmasını garanti etmede önemli bir unsur, rüzgâr türbini temellerinin killi zeminlerdeki deformasyon davranışıdır. Bu çalışmanın amacı, geleneksel dairesel düz tip rüzgar türbin temeli (DTT) ve konik tip temelin (KTT) zemindeki oturma performanslarının 3 boyutlu sonlu eleman yöntemi kullanılarak kıyaslanmasıdır. Analizlerde, aşırı konsolidasyon oranı (AKO), kohezyon, içsel sürtünme açısı gibi farklı zemin parametreleri ve türbine etkiyen burulma momentinin türbin temellerinin oturmasını ve genel deformasyonunu nasıl etkilediği incelenmiştir. Çalışma sonucunda, KTT kullanıldığı durum DTT ile kıyaslandığında zeminde daha az gerilme olması ve daha iyi bir oturma performansı elde edilmesine olanak sağlamıştır. Ayrıca, AKO' nun temelin deformasyona tepki verme biçimini önemli ölçüde değiştirdiği tespit edilmiştir. Sahip olduğu geometri sayesinde optimize edilmiş gerilim dağılımı, kesme ve yanal kuvvetlere karşı geliştirilmiş direnci ve iyileştirilmiş moment kararlılığı, KTT’ nin karmaşık zemin ortamlarında kara rüzgar türbinlerini desteklemek için daha güvenilir ve etkili bir seçim haline getirmektedir.

As the importance of renewable energy grows, the number of wind turbines is increasing, leading to construction on various soil types, including clayey soils. An important factor in ensuring the stability and long-term operation of wind energy systems is the deformation behavior of wind turbine foundations on clayey soils. The aim of this study is to compare the settlement performance of a conventional circular flat-type wind turbine foundation (CFT) and a conical-type foundation (CTF) using the three-dimensional finite element method. In the analyses, the effects of different soil parameters such as overconsolidation ratio (OCR), cohesion, and internal friction angle, as well as the torsional moment acting on the turbine, on the settlement and overall deformation of the turbine foundations were investigated. The results of the study show that the use of CTF results in less stress in the soil and better settlement performance compared to CFT. Additionally, it was found that the OCR significantly alters the way the foundation responds to deformation. Optimized stress distribution, improved resistance to shear and lateral forces and improved moment stability thanks to its geometry make CTF a more reliable and effective choice for supporting onshore wind turbines in complex ground environments.