Design of floating wind parks with shared mooring

Spørsmålet er ikke lenger om flytende vindparker vil bygges ut, men hvordan. Det finnes allerede noen flytende vindparker i dag, men det trengs fortsatt videre utvikling og kostnadsreduksjoner for å være konkurransedyktig med andre energikilder. Tradisjonelt er flytende vind forankret med individuelle forankringsliner og individuelle- eller delte anker. Hovedfunksjonen til et forankringssystem er å unngå at vindturbinene beveger seg for mye i horisontalplanet, og sikre at strømkabelen ikke får skader. Et alternativ til tradisjonelle forankringssystemer, er delte forankringssystemer, hvor antall forankringsliner og anker reduseres. Dette kan potensielt være en løsning som reduserer kostnader, materialbruk og påvirkning på sjøbunnen. Ankerlinene kan enten gå direkte mellom to enheter, eller kobles via bøyer og anker. Et eksempel på delt forankring er fra CYBERLAB prosjektet1, med et grid av 3x3 vindturbiner hvor hver enhet er koblet til fire forankringsliner, hvor antall forankringsliner kan reduseres med 1/3 og antall anker med opptil 2/3. Delte forankringssystemer er mer komplekse enn tradisjonelle systemer. Den direkte koblingen mellom enhetene fører til at det overføres laster direkte mellom enhetene, noe som ikke er tilfelle for systemer som ikke deler forankringsliner. Numeriske analyser er en vital del av designprosessen for flytende vind, og for delte forankringssystemer blir de numeriske modellene mye større og tyngre da de må inkludere flere (eller alle) enheter i et forankringssystem. Dette stiller nye krav til effektivisering av analysemodellene for å unngå at det tar for lang tid å kjøre analysene, samtidig som det er viktig at modellene er nøyaktige nok. Konsekvenser av linebrudd er et av de vanligste argumentene mot delte forankringssystemer, og det kreves at forankringssystemet designes slik at det kan opprettholde sin funksjon selv etter linebrudd. For tradisjonelle forankringssystemer er det forventet at man stopper kraftproduksjonen ved et linebrudd, da dette reduserer lastene som forankringssystemet må ta opp frem til linen er erstattet. Da dette kun gjelder en enhet, er de økonomiske konsekvensene håndterbare. For delte forankringssystemer, vil det imidlertid gi store økonomiske konsekvenser dersom alle enheter i et system må stoppe kraftproduksjonen frem til linen er erstattet. Som beskrevet er det vesentlige forskjeller mellom tradisjonelle- og delte forankringssystemer, og dagens regelverk og retningslinjer er ikke tilpasset systemer med delt forankring. Målet med denne doktorgradsavhandlingen er å danne grunnlag for å foreslå oppdatere eller nye pålitelighetsmodeller for delte forankringssystemer for flytende vind. Fokus vil være på intakt system og ekstremlaster, samt linebrudd med ulykkeslaster. Oppsummert er målsetning med denne doktoravhandlingen er å undersøke følgende punkter: - Vurdere om dagens regelverk og retningslinjer for tradisjonelle forankringssystemer er dekkende for delte forankringssystemer for flytende vind, fokuset er på maksimalt linestrekk og bøyemomenter i strømkabel. - Forslå nye eller oppdaterte pålitelighetsmodeller for design av delte forankringssystemer for flytende vind. - Foreslå en industristandard for numeriske modeller og analyser for preliminær design av flytende vind med delt forankring.