Flytende vindturbiner offshore

Utvikling av et flytende vindturbinkonsept har gitt økt kunnskap om slike vindturbiner. Metodene som ble benyttet under utviklingen kan også tjene som grunnlag for sammenligning av denne typen havvindturbiner i fremtiden.  

Flytende vindturbiner offshore

Anders Myhr disputerer 15. januar 2016 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen "Developing Offshore Floating Wind Turbines: The Tension-Leg-Buoy Design".

For å sikre framtidig energiproduksjon er det tvingende nødvendig å utvikle sikker og kostnadseffektiv fornybar energi. Hva som er optimale kilder for fornybar energi avhenger av lokale variasjoner og behov. Sett i et globalt perspektiv er vind en god ressurs såfremt passende teknologi kan utvikles. Siden store deler av jordkloden er dekket av vann, finner vi mesteparten av vindsressursene til havs. Ute på havet er vindhastigheten stabil, og det er ideelt for kraftproduksjon. Produksjon av offshore vindenergi er også mindre skjemmende enn vindturbiner på land, men fundamentering og nødvendig infrastruktur for ilandføring av energien, er kostbar.

Utstrakt forskning er nødvendig
For at havvindturbiner skal være kostnadseffektive og økonomisk levedyktige, er det nødvendig med forskning og utvikling over en vid skala som omfatter rotorblader, generatortyper, fundamenter, installasjonsmetoder, ledningsnett og strategier for vedlikehold. I tillegg må det finnes passende verktøy for numerisk simulering som kan estimere dynamisk respons under arbeid med konseptene.

Formålet med Anders Myhrs doktorgradsarbeid har vært å identifisere de viktigste kostnadsdriverne i forbindelse med havvindturbiner og finne en løsning på problemene i form av lovende konsepter.

Flere typer fundamenter ble evaluert på overordnet nivå, vurdert og sammenlignet med en tilnærming basert på Levelized-Cost-Of-Energy (LCOE). LCOE resultatene viste at Tension-Leg-Buoy (TLB)-systemet var særdeles kostnadseffektivt på middels dybder. TBL er et flytende konsept forankret med skrå syntetiske rep til havbunnen. Dette gir systemet en dynamisk respons som minner mye om landbaserte tårn, noe som er gunstig for levetiden.  

Testet ut i bølgetanker
Det ble designet en prosedyre for optimalisering av systemet som gikk gjennom to utviklingstrinn før sluttevaluering av konseptet. Validering av både numerisk simulering og ulike konseptvarianter ble utført i to bølgetanker hvor totalt seks varianter ble testet og kontrollert ved numeriske simuleringer. I sammenligning med stålplattformer og enkeltpælkonstruksjoner hadde fundamentene for TBL signifikant lavere kostnader. Tension-Leg-Buoy (TBL) viste seg også å være den mest kostnadseffektive løsningen på dybder fra 40 til 100 meter og ga en LCOE som er omtrent på samme nivå som det billigste enkeltpælalternativet på ca. 15 meters dyp.

Arbeidet har gitt økt innsikt i flytende konsepter generelt og TBL-systemet spesielt. Tilnærming og metoder som er brukt for utvikling av TBL-systemet kan også tjene som grunnlag for fremtidig sammenligning av flytende vindturbiner til havs. Bruk av fysiske modelltester og støtte fra integrerte numeriske verktøy vil være nødvendig.

Published 12. januar 2016 - 10:19 - Updated 23. mai 2017 - 19:15