Structural health monitoring of wind turbines has become important in recent years in order to detect any damage in such structures at its early stage and avoid sudden collapse. Modal parameters which represent the dynamic behaviour of a structure are obtained to track any change in these parameters, which might be the sign of a damage in the structure. However, environmental and operational conditions have also effects on modal parameters of wind turbines besides of damage. In this study, structural health monitoring of a 900 kW onshore wind turbine incorporating environmental and operational conditions was performed. The band range of change in modal parameters due to environmental and operational conditions was determined. Firstly, modal identification of the wind turbine was done using Enhanced Frequency Domain Decomposition method using 1-year monitoring data obtained from accelerometers placed on the turbine. Then, the effects of wind speed, rotor speed, temperature and nacelle position on the dynamic behaviour of the wind turbine were evaluated. Lastly, a finite element model of the turbine with global springs at the base representing the behaviour of soil and piles were developed in SAP2000 software and verified with identified modal values. In conclusion, it was shown that there were significant variations in modal parameters due to both environmental and operational conditions. However, when these effects were removed, there was a consistency in frequency values. Also, the finite element model with global springs ensured that the modal parameters obtained from the finite element model and in-situ measurements were matching well.

Rüzgâr türbinlerinin yapı sağlığı izlemesi yapıdaki hasarı erken aşamada tespit etmek ve ani göçmeyi önlemek için son on yılda öne çıkmaya başlamıştır. Bir yapının dinamik davranışını temsil eden modal parametreler, bu parametrelerdeki yapıda bir hasarın işareti olabilecek herhangi bir değişimin varlığını takip etmek için elde edilir. Fakat, hasarın dışında çevresel koşulların ve işletim koşullarının da rüzgâr türbinlerinin modal parametreleri üzerinde etkileri vardır. Bu çalışmada, 900 kW kara tipi bir rüzgâr türbininin çevresel ve işletim koşullarını kapsayan titreşim bazlı yapı sağlığı izlemesi gerçekleştirilmiştir. Çevresel koşullar ve işletim koşullarından dolayı modal parametrelerdeki değişimin aralığı belirlenmiştir. İlk olarak, türbinin üzerine yerleştirilmiş ivmeölçerlerden alınan 1 yıllık izleme verisi yardımıyla İyileştirilmiş Frekans Uzayında Ayrıştırma metodu kullanılarak rüzgâr türbininin modal tanımlaması yapılmıştır. Daha sonra rüzgâr hızı, rotor hızı, sıcaklık ve nasel konumunun rüzgâr türbininin dinamik davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Son olarak, türbinin sonlu elemanlar modeli tabana zemin ve kazıkların davranışını temsil eden global yaylar eklenerek SAP2000 programında oluşturulmuştur ve tanımlanmış modal değerlerle doğrulanmıştır. Sonuç olarak, çevresel koşullardan ve işletim koşullarından dolayı modal parametrelerde önemli değişiklikler olduğu görülmüştür. Fakat, tüm etkiler kaldırıldığında frekans değerlerinde bir tutarlılık vardır. Ayrıca, global yaylar içeren sonlu elemanlar modeli, ölçümler ve modelden elde edilen modal parametrelerin iyi bir şekilde eşleşmesini sağlamıştır.