Ice, Wind and Structures

Utviklingen av havvind er et viktig element i det grønne skiftet og det forventes å ekspandere betraktelig, også i områder med sjøis i særdeleshet Østersjøen. Her er relativt grunt vann slik at det i hovedsak planlegges og bygges bunnfaste konstruksjoner. EU har mål om å produsere 60GW fra havvind før 2030, og mye av dette vil komme i Østersjøen. Tekniske løsninger for havvind er viktig ikke bare for EU, men svarer også på minst tre av FNs 13 bærekraftmål ((#7, #9, #13) og vil ha indirekte positiv effekt i forhold til fem andre ( (#3, #8, #9, #11 and #12). Sjøis og is-krefter fra sjøis på havvindsinstallasjoner representerer en av de største usikkerhetene for design og operasjon av havvindsturbiner. De eksisterende standarder og retningslinjer er hovedsakelig gitt i IEC614000-3-1 and DNV-ST-0437, og disse er stort sett basert på "Arctic Offshore structures for the petroleum industry" i ISO19906. Det er to vesentlige forskjeller mellom installasjoner for havvind og for olje og gass. For det første er oljeplattformer større, stivere responderer mye mer statisk, mens vindturbiner er slankere og mer dynamiske. For det andre kan man vanlig vis i Arktis regne med tilnærmet uendelig store drivende krefter fra tung is, men i Østersjøen (og andre områder hvor det planlegges havvind) er det lettere isforhold (isen er mellom 0.3 m og 1.2 m), og de drivende kreftene (fra særlig vind og strøm) kan begrense is-kreftene. Usikkerhetene ligger både i etablering av fordelinger av, og korrelasjoner mellom de relevante is-parameterne (is-tykkelse, konsentrasjon osv.) og i de deterministiske og probabilistiske modeller for å beregne laster og respons. IceWise kommer til å adresse begge disse.

IceWise addresses sea ice actions on offshore wind turbines. Offshore wind is one of the vital renewable energies for the future and Europe wants to reach at least 60 GW installed in EU waters by 2030. This means more wind turbines in the Baltic sea where sea ice is on the the major uncertainties. IceWise combines the competence of NTNU in ice mechanics and ice actions on offshore structures with competence within satellite remote sensing of sea ice at UiT to carry out world-leading research needed for Norwegian industry to reduce uncertainty in ice action estimations and to pave the way for improved operational planning and standardization of design method for offshore wind turbines. WP1 Sea ice statistics, WP2 Ice state definition and WP3 Probabilistic modelling, address respectively the sea ice statistics and ridges statistics from satellite remote sensing data (WP1), defining an ice state based on multi-modal data product and calculate deterministic ice loads (WP2) and probabilistic modelling of ice ridge and level ice action (WP3). The international DTU-Space (Skourup) will co-supervise the PhD in WP1 (UiT) and we plan for with two full day scientific workshops per year (at NTNU and at Aalto) with the researchers and the PhDs. Scientific papers published in high level international journals, high qualified personnel (PhD and master students) available for employment in Norwegian industry and development of better standards and guidelines for estimating ice actions on bottom-fixed wind turbines are three major results from the project. A steering committee with member from all Norwegian partners will meet 4 times per year and ensure good progress. it will also be two full day physical workshop with all partners annually. The PhD students will meet and be challenged by the industry with their applied perspective. DNV will be invited as observer to IceWise and Høyland is reviewing the new DNV-RP-C205 about ice actions to ensure that IceWise is complementary.