ƯỚC TÍNH ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA THÁP TUỐC BIN GIÓ DỰA TRÊN MÁY QUÉT LASER TRÊN MẶT ĐẤT

Tóm tắt

Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng gia tăng, các tuabin gió hiện đại có xu hướng phát triển với kích thước lớn hơn, dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tải trọng động và độ phức tạp trong ứng xử kết cấu của tháp. Do đó, việc ước tính chính xác độ biến dạng của tháp tuabin gió đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quan trắc kết cấu công trình, đánh giá hiệu năng vận hành và kiểm chứng các mô hình số. Bài báo này đề xuất một phương pháp đo không tiếp xúc nhằm xác định độ biến dạng của tháp tuabin gió dựa trên công nghệ quét laser mặt đất (Terrestrial Laser Scanning – TLS). Phương pháp cho phép đồng thời xác định chuyển vị theo phương trục và phương ngang chỉ từ một vài vị trí quan sát, không yêu cầu gắn thiết bị hoặc sửa đổi kết cấu. Chiến lược quét được xây dựng để thu nhận các mặt cắt ngang của tháp, từ đó độ biến dạng được xác định thông qua kỹ thuật xấp xỉ đường cong. Các thí nghiệm thực địa được thực hiện trên tuabin gió đang vận hành nhằm đánh giá tính khả thi và độ chính xác của phương pháp. Kết quả cho thấy phương pháp TLS có khả năng đo đạc đáng tin cậy ở khoảng cách lớn (trên 128 m) và phù hợp cho giám sát từ xa. Phương pháp đề xuất mở ra tiềm năng ứng dụng hiệu quả trong các hệ thống giám sát kết cấu và tích hợp với mô hình số hiện đại.

Title

ESTIMATION OF WIND TURBINE TOWER DEFORMATION BASED ON GROUNDBASED LASER SCANNING

Abstract

With the increasing demand for renewable energy, modern wind turbines are being designed with larger dimensions, resulting in significantly higher dynamic loads and more complex structural responses of the tower. Accurate estimation of tower deformation is therefore essential for structural health monitoring, performance evaluation, and validation of numerical models. This study proposes a non-contact measurement method for wind turbine tower deformation based on terrestrial laser scanning (TLS). The proposed approach enables the simultaneous identification of both axial and lateral displacements from a single observation point, without requiring any physical modification or instrumentation of the structure. A dedicated scanning strategy is developed to acquire cross-sectional profiles of the tower, and the deformation is subsequently determined through a curve-fitting procedure. Field experiments are conducted on an operating wind turbine to evaluate the feasibility and accuracy of the method. The results demonstrate that the TLS-based approach provides reliable deformation measurements at long distances exceeding 128 m, with good agreement compared to reference data. The proposed method offers a practical and efficient solution for remote structural monitoring of large-scale wind turbine towers. Its non-invasive nature and high measurement capability make it a promising tool for integration into advanced structural
health monitoring systems and digital twin frameworks for wind energy applications.