Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Large Offshore Wind Turbines (LOWT):structural design accounting for non-neutral wind conditions

Alternativ tittel: Store havvindmøller (LOWT): Strukturell design som tar hensyn til ikke-nøytrale vindforhold

Tildelt: kr 11,9 mill.

Flytende havvind er en teknologi med stort potensial i dypere farvann. Imidlertid er flytende havvind noe helt annet enn den nåværende havvindindustrien, og utgjør en ny teknologi i seg selv. Til tross for de mange framskrittene som allerede er gjort, hvor Norge er i førersetet, er det fortsatt et presserende behov for grundig forskning på flytende vindteknologi under realistiske forhold for å akselerere effekten. En av hovedutfordringene innen vindenergi er knyttet til mangel på kunnskap om vindbelastning og tilhørende dynamisk respons fra havvindmøller. Hastighetsspektrene som foreslås i standarder, er kjent for å skille seg fra turbulensspektrene som er observert offshore. Forbedrede atmosfæriske turbulensmodeller spesielt utviklet for offshore-forhold som målsatt av dette prosjektet, vil redusere usikkerheten i utformingen av fundamenter, fortøyninger, tårn og kniver for flytende havvindmøller. I nær framtid vil bunnfaste offshore-vindturbiner vurdert til 12MW ha lavere naturlige frekvenser. Dette betyr at deres følsomhet for endringer i turbulent energi ved lave frekvenser kan være betydelig høyere. Derfor er dette prosjektet relevant for både faste og flytende havvindmøller i framtiden. Vindmodeller som brukes i designfasen av vindturbiner er bare gyldige i overflatelaget som kan være så lavt som 45 m over havet. Dette innebærer at en betydelig del av rotoren til store havvindmøller kan være over overflatelaget i store deler av året. Hvis man ikke tar hensyn til grensene for overflatelaget, kan det føre til dårlige estimater av vindbelastningen. Derfor kreves tilstrekkelige undersøkelser av det marine atmosfæriske grenselaget (MABL) i høyder opp til 200 m. Selv om dette er en av de største utfordringene innen grenselagsmeteorologi, er det nå oppnåelig takket være den siste utviklingen innen fjernmåling og numeriske værmeldingsmodeller.

This project will develop new knowledge and models to improve the design basis for large floating wind turbines (LOWT)(>12MW) in freewind and wake conditions. Observations from Hywind Scotland have shown the thermal stratification of the atmosphere can substantially affect the structural response of a wind turbine to the incoming turbulent flow. The first objective is to use wind data from several offshore sites to characterise the wind field in non-neutral atmospheric conditions. The project will use high-frequency wind data combined with a brand new remote sensing dataset (COTUR). In the COTUR campaign the incoming flow over the ocean was recorded, both within and above the surface layer, thus providing new insight on the applicability surface-layer scaling to model the turbulent wind loads on LOWT. This unique dataset will be analysed for the first time to the to indicate whether the turbulence models used in the standards, which mainly relies on surface-layer scaling, are appropriate or not. The final output will be to recommend suitable wind and coherence model for in non-neutral conditions as input to free wind aeroelastic simulations and DWM models offshore. The second objective is to validate the simulated wind turbine response using full scale data from offshore wind farms (Alpha Ventus, Sheringham Shoal, and Zefyros/Hywind Demo). The validated simulation tools will then be used to quantify the effect of non-neutral atmospheric conditions on future LOWT (>12MW) to ensure safe and cost-effective design in the next generation of offshore wind farms in Norway and beyond. The final focus of the project is wake simulations of LOWT in non-neutral conditions using DWM model. High-fidelity CFD simulations will be used to include variable velocity shear in the DWM method and validate the wake meandering in non-neutral conditions. The non-neutral wind spectra and coherence from the data analysis work will be used as input for the DWM simulations.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek