| dc.description.abstract | Offshore vindenergi er et raskt voksende marked innenfor den fornybare energisektoren. I 2020 vedtok Norges olje- og energidepartement at det skulle bli åpnet for konsesjonssøknader til installasjon av 3000 MW havvind i området Sørlige Nordsjø II, som ligger 140 km utenfor Norges kyst. Med vanndybder på 53-72 m er både bunnfaste og flytende turbiner aktuelle løsninger.
I denne avhandlingen har det blitt gjennomført en studie på to ulike konsepter for bunnfaste ståljackets: en skråbeint og en rettbeint. Jacketene ble designet for den nye 15-MW referanseturbinen som er utgitt av NREL og det har blitt gått ut ifra en vanndybde på 60 m. Studiet inneholder en kvasi-statisk analyse i bruddgrensetilstand (ULS), en egenfrekvensanalyse, og en tidsserieanalyse i utmattingsrensetilstand (FLS) av de to jacketene. Ulike moduler i DNV sin programvarepakke Sesam har blitt brukt til design og utforming. Noen eksempler er GeniE, Wajac, Framework og Sesam Wind Manager. I tillegg har programmet Bladed, også laget av DNV, blitt brukt sammen med en konseptmodell av 15-MW turbinen for å fastsette realistiske turbinlaster, og for å fremskaffe en responstidsserie av turbin-jacket systemet som kunne brukes i en FLS analyse.
En rettbeint jacket vil være fordelaktig med tanke på standardisering, noe som kan bli et viktig tiltak når nye store vindparker skal etableres. I denne studien har dermed ytelsen og virkemåten til en rettbeint konseptjacket blitt sammenlignet med en tilsvarende skråbeint jacket. Begge jacketene ble utformet med standardisering og sammenlignbarhet som grunnlag. Det ble vist at den skråbeinte jacketen presterer bedre på nesten alle punkter som testes. Det måtte likevel gjøres mange antakelser. En mer detaljert analyse vil dermed være nødvendig for å fastsette det virkelige potensialet til jacketene til bruk som understell for 15-MW referanseturbinen. Rapporten avslutter dermed med noen forslag til videre arbeid.
Oppgaven ble foreslått av og utformet i samarbeid med Dr. Techn. Olav Olsen AS, som også bistod med verdifull hjelp gjennom studiet. | |
| dc.description.abstract | Offshore wind energy is a quickly emerging market in the renewable energy sector. In 2020, the Norwegian oil- and energy department opened for concession applications for the instalment of 3000 MW of wind energy in the offshore wind field Southern North Sea II, located 140 km off the coast of Norway. With depths of 53-72 m, both bottom-fixed and floating substructures are viable options.
This thesis is a study on two different bottom-fixed jacket concepts: a straight-legged jacket and a skew-legged jacket. The jackets were designed for the new 15-MW Reference Wind Turbine proposed by NREL and based on water depths of 60 m. The study includes a quasi-static ultimate limit state (ULS) analysis, a natural frequency analysis, and a time-domain fatigue limit state (FLS) analysis. Various modules in the DNV software package Sesam, such as GeniE, Wajac, Framework, and Sesam Wind Manager, were used in the design. In addition, another DNV software named Bladed was used along with a concept model of the 15-MW turbine to assess realistic turbine loads and to provide a time series simulation of the turbine-jacket system. This time series was used in the FLS analysis.
With the benefit of being a better option for standardization, the performance of the straight-legged jacket was compared to a skew-legged counterpart. The two jackets were designed with comparability and standardization in mind. Through the study, it was shown that the skew-legged jacket performed better on almost all counts. However, many simplifications had to be made, and more detailed analyses must be performed to assess the true potential of the jacket substructures for the 15-MW RWT. The report, therefore, finishes off with suggestions for further work.
The assignment was proposed by Dr. Techn. Olav Olsen AS, who also provided valuable assistance throughout the study. | |
