BLUES - Floating structures for the next generation ocean industries

Formålet med SFI BLUES er å styrke norsk havbasert industri ved å utvikle flytende konstruksjoner for havvind, solkraftverk, havbruk og kystinfrastruktur. Verden står overfor flere industrielle og samfunnsmessige utfordringer, og havet byr på store muligheter for å bidra til løsninger. Det er et globalt behov for ren energi for å møte klimautfordringene. Endringer i matvaner og befolkningsøkning skaper behov for sikre og sunne matkilder. I kystsonen er det behov for fleksibel infrastruktur for transport og byutvikling. I SFI BLUES samarbeider nøkkelaktører innen forskning og industri for å løse vitenskapelige utviklingsbehov i fellesskap. Dette vil muliggjøre flytende konstruksjoner for fremtidens behov, som igjen vil bidra til å løse globale utfordringer. Brukerpartnerne representerer verdikjeder og leverandørkjeder på tvers av markedene energi, mat og infrastruktur, og SFI BLUES har derfor stort potensial for å bidra til økt verdiskaping. Forskningsaktiviteten i SFI BLUES har vært betydelig i 2024. Totalt jobber nå 11 PhD-studenter og fire postdoktorer i senteret. I tillegg har senteret i 2024 hatt 18 masterstudenter, hvorav flere jobber tett sammen med brukerpartnerne. Totalt sett har senteret nå levert 42 papers, samt en rekke datasett, modeller og programvareverktøy for flytende og forankrede konstruksjoner. Senterets fokusområder er delt inn i fire hovedområder: flytende havvind, flytende sol (FPV), nye havbrukskonstruksjoner og flytende kystinfrastruktur. Disse omtales som “use cases” og brukes aktivt til å identifisere kunnskaps- og teknologi-gap som igjen former forskningsaktiviteten i senteret. Dette er beskrevet i detalj i senterets veikart og innovasjonsdokument. Begge disse oppdateres årlig. Noen resultater fra forskningsaktiviteten er gitt nedenfor. Design av ny og innovativ flytende infrastruktur krever forståelse av sammenhengen mellom bølger, strøm og konstruksjonens oppførsel. Dette er helt essensielt ved utvikling av helt nye typer flytende konstruksjoner. Eksempelvis jobber vi med alt fra nye typer oppdrettskonstruksjoner med lukket merd, til konsepter for flytende solcelleparker (FPV). For flytende sol (FPV), krever dette konstruksjoner som dekker større arealer. Per i dag finnes det en stor variasjon av konsepter som bruker ulike materialkombinasjoner og komponenter. En utfordring her er å forstå og prediktere hvordan disse konsepter oppfører seg i bølger og strøm. Vi har derfor gjort et stort arbeid med å modellere og validere hydrodynamisk respons av både membranbaserte og multimodulære offshore PV anlegg. Fremtidens flytende vindparker vil bestå av systemer av vindturbiner der turbinene enten deler forankringssystem eller anker. Analyse av dette med dagens verktøy er komplisert og krevende. Nåværende metoder for forankringsdynamikk er enten for tunge å beregne eller for unøyaktige til å fange opp nødvendig fysikk. En forenklet forankringslinemodell som fokuserer på å representere flyterbevegelsene med tilstrekkelig nøyaktighet er under utvikling. Tanken er at dette skal kunne brukes med etablerte designverktøy på større systemer av koblede flytende vindturbiner. I tillegg utvikles forbedrede metoder for å prediktere anker- og ankerlinerespons i jord. Dette er nødvendig fordi flytende konstruksjoner utsettes for dynamiske belastninger fra bølger, vind og strøm, noe som medfører dynamisk bevegelse av ankerliner. Slik bevegelse kan føre til utgraving av grøfter i sjøbunnen, som kan drastisk redusere holdekraften til ankrene. Dette er viktig å håndtere fordi det har en direkte konsekvens for hvordan vi forankrer fremtidens flytende vindparker. En av de store utfordringene for utviklingen av havvind i Norge er tilgang på havner og verftsarealer. Norge har per i dag ikke kapasitet til å sette sammen alle de vindturbinene som trengs for å nå Norges 30 GW-mål. For å nå målene trengs mer havneareal og større verft, noe som også betyr store naturinngrep. En mulighet vi ser på er å bygge flytende havner. Derfor gjennomførte vi våren 2024 en rekke modelltester med flytende havner bestående av multimodulære enheter. Med disse flytende enhetene kan man raskt bygge ut kaiarealer og etablere dypvannsanlegg. Man kan også raskt endre kaikonfigurasjonen etter behov. Denne typen løsning har også fordelen av mindre naturinngrep sammenlignet med utvidelser på land. Modelltestene ble gjennomført for å vise mulighetene ved systemet og vil bli analysert videre i løpet av 2025.

BLUES is a new Centre for Research-Based Innovation which brings together key research, industry and public partners. The aim is to address the essential needs outlined below, enabling Norwegian ocean-based industries to provide floating solutions for present and future industrial and societal challenges. The world is facing several industrial and societal challenges, and the ocean provides great opportunities which can contribute to solving several of them. Due to the ongoing transition in the world's energy mix to meet the goals stated in the Paris agreement, the need for clean energy is now global. Changes in diets and an increase in the world's population also generate a need for safe and healthy food. Further, in a changing climate, requests for increased mobility, as well as shortage on area, introduce a need for resilient infrastructure in coastal waters for transportation as well as industrial and residential developments. Floating support structures have a huge potential for contributing to solving these challenges, but new applications of imply new needs and requirements to safety, sustainability, cost, function and operation. This leads to structures where we have limited experience. These structures will be diverse, but they have essential needs in common: - To understand their requirements to function, safety, cost, operation and sustainability, in order to develop optimized solutions. - To develop numerical and experimental high-quality validated design tools. - To base the design on reliable descriptions of the marine environment. - To understand the interaction between the environment (wind, waves, current) and structures. - To develop structures with sustainable, safe and cost-efficient materials. - To develop mooring systems and anchors to keep the floating structures in position. To unlock the potential of novel floating structures, we need to understand the requirements of the applications, the associated technology gaps and knowledge needs.