Miljöfrågan tar mer och mer plats i dagens debatt och efterfrågan på förnybar energi är högre än någonsin. Vindkraftverk är ett möjligt svar på dagens klimatproblem och denna rapport kommer undersöka hur vindkraftverk kan optimeras. Arbetet har som syfte att ta ett första steg mot att konstruera ett vikbart vindkraftverk, en konstruktionslösning som potentiellt kan optimera energiomvandlingen som vindkraftverk kan utföra.

Fokus kommer i huvudsak att vara en hållfasthetsanalys av vindkraftverket och hur sveparean relaterar till hållfastheten hos vindkraftverket. Genom att jämföra belastningarna på ett vindkraftverk med standardiserade mått och hur de skiljer sig om sveparean görs dubbelt så stor kommer den procentuella ökningen av de spänningar som uppstår beräknas och diskuteras. En ökad sveparea ökar energiomvandlingen och detta arbete kommer behandla hur detta påverkar konstruktionen.

De komponenter som analyserades var tornet och rotorbladen. Med en matematisk modellering uppskattades den maximala böjspänningen i tornet öka med 41 % och uppstå vid tornets botten. Slutsatsen drogs att spänningarna i tornet inte blev problematiska ur ett hållfasthetsperspektiv om sveparean dubblerades. Då sveparean dubblerades ökade dock den maximala effektivspänningen i rotorbladen med 110 % och bedömdes inte hållbar ur ett hållfasthetsperspektiv. Deformationen av rotorbladen ansågs inte heller vara hållbar då utböjningen gav upphov till den maximala förskjutningen på 34 m vid en dubbelt så stor sveparea.

The environmental topic takes up an increasing amount of space in the debate today and the demand for sustainable energy is higher than ever. Wind turbines is a possible answer for the climate problems of today and this paper will study how wind turbines can be optimized. The purpose of this paper is to take a first step towards constructing a foldable wind turbine, a construction solution that could potentially optimize the energy conversion that wind power plants yields.

The focus will mainly be an analysis of the solid mechanics of the wind turbine and how the sweeping area relates to the strength of the wind turbine. By comparing the loads on a wind turbine with standardized dimensions and how it differs if the sweeping area is doubled the percentual increase of the resulting stresses will be calculated and discussed. An increased sweeping area increases the energy conversion, and this paper will address how this affects the structure.

The components that were analyzed was the tower and the rotor blades. Using mathematical modeling the maximum bending stress in the tower was approximated to increase by 41 % and appear at the bottom of the tower. The conclusion was drawn that the stresses in the tower was not problematic from a solid mechanics perspective if the sweeping area was doubled. When the sweeping area was doubled though, the maximum effective stress in the rotor blades increased by 110 % and was assessed to not be sustainable from a solid mechanics perspective. The deformation of the rotor blades was not considered to be sustainable either, since the bending yielded a maximum displacement of 34 m with a twice as large sweeping area.