Cálculo de esfuerzos en los cables de una plataforma eólica offshore flotante

Aviño de Pablo, Beatriz (2017). Cálculo de esfuerzos en los cables de una plataforma eólica offshore flotante. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Cálculo de esfuerzos en los cables de una plataforma eólica offshore flotante
Autor/es:
  • Aviño de Pablo, Beatriz
Director/es:
  • Romero Olleros, Ignacio
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Julio 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Energía eólica marina, aerogeneradores, plataformas offshore flotantes, simulación, ecuaciones de Simó-Reissner, elementos finitos, esfuerzos, catenarias, IRIS
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Mecánica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Actualmente, España, con una potencia eléctrica instalada de 23.026 MW a 31 de diciembre de 2016 [1], es el quinto país del mundo en relación a la potencia instalada, después de China, Estados Unidos, Alemania e India. Esto se debe al uso de energías renovables, que se ha ido incrementando con los años. Dentro de estas energías renovables destaca la producción de electricidad a partir de la energía eólica, que en 2016 ha sido en España la segunda tecnología en el sistema eléctrico, produciendo 47.319 GWh y una cobertura de la demanda eléctrica del 19,3 %. Sin embargo, es el sector eólico terrestre el que produce la mayor parte de la energía eólica en este país. La energía eólica marina está experimentando un escaso desarrollo, debido principalmente a la profundidad de las costas españolas, las cuales empiezan a superar los 60 metros muy cerca de la costa, incrementando la complejidad en la instalación de las plataformas de los aerogeneradores offshore. La solución sería la instalación de turbinas eólicas flotantes, aerogeneradores que se encuentran flotando en la superficie del agua y que están anclados mediante cables de acero. Estas plataformas flotantes se consideran la mejor alternativa de cara al futuro, y actualmente se están desarrollando diversos proyectos en este sector. Por esta razón, este trabajo busca dimensionar los cables de acero que sujetan estas plataformas, de manera que otorguen estabilidad a la estructura. El cálculo se realiza mediante la aplicando la teoría de vigas de Simó-Reissner, la cual calcula la respuesta de las catenarias frente a las cargas a las que está sometida de una manera muy aproximada. Objetivos del proyecto El fin último de este trabajo es calcular los esfuerzos que aparecen en los cables que sujetan una plataforma eólica offshore flotante, más concretamente una plataforma estabilizada por flotación, para verificar su resistencia y su capacidad para otorgar estabilidad a la estructura. Además, los anclajes de las plataforma tienen radios de catenarias grandes en comparación con la profundidad. Reduciendo el grosor de los cables y verificando su resistencia se podría avanzar en los proyectos de instalación de turbinas eólicas offshore que se están llevando a cabo actualmente. Debido a su grosor, los cables de anclaje no se pueden estudiar con la teoría mecánica de cables, pero tampoco con la teoría del cálculo estructural, debido a que sufren grandes desplazamientos y deformaciones. Por lo tanto, el cálulo se realiza mediante la aplicación de las ecuaciones de equilibrio del modelo de vigas de Simó-Reissner. Esta teoría permite calcular los esfuerzos en estructuras que sufren grandes deformaciones, como es el caso de los cables de acero, de una manera más aproximada que las teorías de Bernoulli y Timoshenko. Para ello, se empleará el programa de elementos finitos IRIS.

Más información

ID de Registro: 49189
Identificador DC: http://oa.upm.es/49189/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:49189
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 25 Ene 2018 10:58
Ultima Modificación: 11 Jun 2018 07:02
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