Innovative Mooring Systems

Det er en økende interesse for flytende havvindparker på lokasjoner som i liten grad egner seg for tradisjonelle havvindparker med bunnfaste konstruksjoner. Typiske slakkforankrede systemer har vært brukt i olje- og gassindustrien over mange tiår, men utviklingen av vindparker til havs gir behov for nye løsninger. En av de store forskjellene mellom flytere for olje og gass og flytere for havvind er at man ønsker å installere flytende havvind på relativt grunt vann (typisk mindre enn 100 meter). Ved bruk av typiske forankringskonsepter er det vanskelig å få til et forankringssystem med en akseptabel kostnad. Gjennom diverse studier er det påvist at forankring er en betydelig kostdriver for havvind, og den relative kostnaden er forventet å øke når størrelsen på turbin og flyter øker i tiden fremover. Prosjektet har studert nye og innovative forankringssystemer som kan bidra til betydelig kostnadsreduksjon for forankring. Utviklingen av forankringskonsepter er basert på flyteren OO-Star Wind Floater, tidligere utviklet av Dr.techn.Olav Olsen. Prosjektet har studert forskjellige relevante forankringskomponenter, som kjetting, vaier, fibertau og klumpvekter. Disse komponentene har vært kombinert på forskjellige måter for vurdere om de gir et konkurransedyktige system. Prosjektet har studert mulige systemer for å redusere ekstremlaster i forankringssystemet uten at det påvirker den overordnede oppførselen til systemet. Prosjektets hovedfokus har vært relativt lavt vanndyp (100 meter), ettersom lave vanndyp gir de mest utfordrende designpremissene. Prosjektet har vært gjennomført i to faser, hvor den første fasen var en bred vurdering av mange konsepter, og den andre fasen videreutvikling av et mindre utvalg konsepter. Ved avslutning av andre fase ble det mest kostnadseffektive konseptet valgt. Det valgte konspetet gir et betydelig potensiale for reduksjon av kostnader. Forankringssystemet som ble utviklet vil også kunne brukes på andre konstruksjoner på grunt vann, som flytekaier, flytende bølgekraft, fiskemerder, flytende byutvikling og lignende.

Bottom fixed wind turbines are today used in shallow waters, up to 40-50 m water depth. Suitable shallow water sites are limited in number and there is a need to advance into deeper waters with new solutions. For this reason there is a growing interest for floating offshore wind. The current study propose several novel designs for mooring systems suitable for floating offshore wind structures. The study will be based on the results from the OO Star Wind Floater development (ref. RCN Project No 225946), where some novel systems were proposed, but not studied in detail. Several new ideas have been identified after the OO Star project was completed and this current study will evaluate a number of alternative systems. The OO Star Wind Floater, with a 6 MW turbine, will be used as a basis for the development of new systems, but the results will be valid for other types of semi-submersible substructures as well as spar buoys. The proposed systems can also be relevant for other moored floating structures in relatively shallow water. Hence, this project will also be valuable for other industries than offshore wind. Other relevant applications could be oil & gas, floating wave power, offshore fish farms, floating harbours and residential buildings. The fully coupled software 3DFloat will be used for documenting and evaluating the proposed systems throughout the project. The software will also be further developed to ensure that all types of mooring systems can be modelled and analysed. This will make 3Dfloat suitable for analysing a greater number of mooring systems. It is, for instance, planned to include new elements capable of capturing the non-linear effects of synthetic lines, with varying stiffness and hysteresis effects. It is also planned to develop and implement devices for load cut-off and damping in the software.