Dynamic Analysis of a Flexible Floating Platform for Multiple Wind Turbines and Wave Energy Converters

Prosjektet har som mål å utvikle et konsept for å fange vind- og bølgeenergi til sjøs. Dette er ment å gjøres ved hjelp av en stor fleksibel flytende struktur i stål som er forankret til havbunnen. I prosjektet er det viktig å undersøke spenningene og kreftene som den flytende strukturen vil bli utsatt for i forbindelse med ekstreme værforhold (dvs. belastninger fra bølger, vind og strøm). I prosjektarbeidet vil det bli utarbeidet en fullkoblet numerisk modell. Numeriske analyser vil bli utført basert på den utviklede modellen, så da kan de dynamiske responsene og relaterte påkjenninger utviklet i strukturelementene vurderes. På dette grunnlaget vil det utvikles en robust og optimalisert design som tåler ekstreme belastninger som strukturen vil bli utsatt for. Designkriteriet er en levetid på 25 år. Konseptet var opprinnelig basert på en rektangulær flytende struktur med en størrelse på 240 x 420 meter påmontert 9 vindturbiner. Basert på de dynamiske analysene som er utført, har konseptet nå blitt endret fra den opprinnelige rektangulære formen til en firkantet konfigurasjon med en størrelse på 320 x 320 meter påmontert 6 turbiner. I det reviderte konseptet er det nå 36 enheter for å absorbere bølgeenergi. I tillegg justeres størrelsen på kubene (som støtter turbinene) til 40 x 40 x 20 meter (l x b x h). Kubene var i utgangspunktet 30 x 30 x 30 meter. Bølgenergien genereres av at konstruksjonen beveger seg som et teppe i bølgene. Det er denne bevegelsen som er rettet mot å fange og konvertere bølgeenergien til elektrisitet via hydrauliske generatorer. Det er altså den numeriske modellen bygget opp ved bruk av programvaren SIMA som har avslørt behovet for justeringer av konseptet. Endringene som er gjort har redusert belastningen på strukturen betydelig. Den justerte designen anses nå som klar for laboratorietesting i havbassenget.

Det overordnede formålet med prosjektet er å utvikle kostnadeffektive og robuste løsninger for fornybar energiproduskjon til havs. Prosjektet fokuserer på flytende installasjoner som det pr. dato ikke finnes kommersialiserte løsninger på. I dette ligger at det ikke finnes løsninger som er bærekraftige rent økonomisk. Til havs finnes det mange steder mye energi i vind og bølger. Utfordringen er å fange denne energien og omforme den til elektrisitet for anvendelse på land eller på andre installsjoner til havs. Med bakgrunn i de store klimautfordringene verden i dag står overfor vil løsninger til havs være svært gunstig. For å finne egnede løsninger må man utvikle egnede flytende fundamenter/ instasjoner for å plassere utsyr som kan fange vind- og bølgeenergi. I havet vil fundamenter bli utsatt for ekstreme hydrodynamiske påkjenninger. Disse krefter må man da kjenne og ta hensyn til når konsepter skal utvikles. Dette er en sentral del av prosjektet. Det må utarbeides egnede analyser av kreftene. For å analysere dette må man ha solide tekniske kunnskaper, og man må kunne analysere alle former for krefter i en nummerisk simuleringsmodell utaerbeidet i et egnet software for dette formålet. Lastbildet for en innretning er svært komplekst med mange variabler. I utviklingen er det nødvendig å samarbeide med flere engineeringsdisipliner, FoU insttusjoner og verifikasjonsinstans (DNV GL). Det planlegges bl.a. laboratoritest i havbasseng for å sammenligne resultater fra nummeriske analyser og resultarer fra laboratoritest. Valg av layout og utstyr vil også stå sentralt i konseptutvikling.