dc.contributor.advisor | Nerheim, Ann Rigmor | |
dc.contributor.author | Johannessen, Adrian Valentin | |
dc.contributor.author | Kjøpsnes, Signe Ferner | |
dc.date.accessioned | 2023-07-11T17:23:14Z | |
dc.date.available | 2023-07-11T17:23:14Z | |
dc.date.issued | 2023 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:146719797:149026920 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11250/3077907 | |
dc.description.abstract | Norge har som mål å utvide havvindkapasiteten til 30 GW innen 2040, samtidig som
klimagassutslippene i innenriks skipsfart skal reduseres med 55 %. Det er derfor en
utfordring å finne alternative løsninger for å dekke energibehovet til fartøyene som er
nødvendig for å drifte og vedlikeholde havvindparkene. Denne oppgaven er gitt av Vard
Design AS i forbindelse med prosjektet "Ocean Charger" og har følgende problemstilling:
Kan energiproduksjon fra en offshore vindpark utnyttes for å øke kapasiteten av
elektrisk drift på servicefartøy knyttet til drift og vedlikehold, med det formål å redusere
det totale klimagassutslippet?
Oppgaven tar utgangspunkt i VARD sitt servicefartøy VARD 4 19, og Equinors
planlagte havvindpark, Trollvind. Forventet energiproduksjon til Trollvind estimeres
basert på analyser av vinddata de siste seks årene. Energibehovet til servicefartøyet
estimeres på bakgrunn av en forenklet driftsprofil og vedlikeholdsplan. I tillegg
dimensjoneres en batteriløsning for å dekke daglig drift for fartøyet.
Ettersom formålet med Trollvind er å dekke energibehovet til oljeplattformene Troll B
og Troll C, sees det på to caser i oppgaven. Case 1 ser på muligheten for å dekke
energibehovet til servicefartøyet dersom oljeplattformene har prioritet på energien
produsert i havvindparken. Det vil si at servicefartøyet kun har tilgang på
overskuddsenergien etter oljeplattformenes energibehov er dekt. Case 2 ser på
muligheten for å dekke energibehovet til servicefartøyet dersom den har prioritet på
energiproduksjonen til havvindparken. Da har oljeplattformene tilgang på
overskuddsenergien etter energibehovet til fartøyet er dekt. Dette analyseres med å se
på energibalansen som beregnes per døgn over hvert år, der energibehovet trekkes fra
energiproduksjonen.
Utover dette inkluderer oppgaven en litteraturstudie av energilagrings-teknologiene
litium-ionbatterier, svinghjul, hydrogen, superledende magnetisk energilager og
superkondensator. En kvantitativ sammenligning gjennomføres for å finne best egnet
løsning for å sikre energitilgang offshore i begge casene. Det er derimot en lang
tidsperiode som må dekkes med energilager i Case 1 for å sikre energitilførsel, og sees på
som urealistisk med tanke på dimensjonering og kostnad. For Case 2 er det tilstrekkelig
med energi tilnærmet hvert døgn. Derfor ansees det som unødvendig med energilager
med mindre det er behov for å stabilisere energitilførselen under lading av
servicefartøyet.
Oppgaven er begrenset til å ta for seg energibalansen mellom energiproduksjon og
energibehov per døgn og år. Det er ikke sett på en offshore ladeteknologi og hvilke
begrensninger dette har med tanke på bølgehøyde. Det er også benyttet forenklede data
om energibehovet til fartøyet og oljeplattformene som har ført til forenklede beregninger
i oppgaven. | |
dc.description.abstract | Norway aims to expand offshore wind capacity to 30 GW by 2040 while reducing
domestic shipping emissions by 55 %. This poses a challenge in finding alternative
solutions to meet the energy needs of vessels required for operating and maintaining
offshore wind farms. This research project, conducted in collaboration with Vard Design
AS under the "Ocean Charger" project, addresses the following research question: Can
offshore wind energy production be utilized to increase the electrical power capacity for
service vessels involved in operations and maintenance, with the goal of reducing overall
greenhouse gas emissions?
The study focuses on VARD’s service vessel, VARD 4 19, and Equinor’s planned
offshore wind farm, Trollvind. The expected energy production of Trollvind is estimated
based on wind data analysis from the past six years. The energy requirements of the
service vessel are estimated using a simplified operational profile and maintenance plan.
Additionally, a battery solution is dimensioned to meet the vessel’s daily power demands.
Considering that Trollvind aims to fulfil the energy needs of the Troll B and Troll C oil
platforms, two scenarios are examined. Case 1 assesses the feasibility of meeting the
service vessel’s energy requirements when the oil platforms have priority access to the
energy produced by the wind farm. In this case, the service vessel can only utilize
surplus energy after the oil platforms’ needs are met. Case 2 investigates the possibility
of meeting the service vessel’s energy needs when it has priority access to the wind
farm’s energy production, with the surplus energy being available to the oil platforms.
The energy balance is analysed on a daily basis over the course of a year, considering
the energy demands subtracted from the energy production.
Furthermore, the study includes a literature review of energy storage technologies such
as lithium-ion batteries, flywheels, hydrogen, superconducting magnetic energy storage,
and supercapacitors. A quantitative comparison is conducted to identify the most
suitable solution for ensuring offshore energy access in both scenarios. However, it is
considered unrealistic in Case 1 to rely solely on energy storage for meeting the energy
supply over a prolonged period due to cost and sizing constraints. In Case 2, there is
sufficient energy available nearly every day, making energy storage unnecessary unless
there is a requirement to stabilize the energy supply during service vessel charging.
The study is limited to analysing the energy balance between energy production and
demand on a daily and annual basis. Offshore charging technology and its limitations in
relation to wave height have not been examined. Simplified data regarding the energy
needs of the vessel and oil platforms were used, leading to simplified calculations in the
study. | |
dc.language | nob | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | En mulighetsanalyse av havvindkraft som energikilde for batteridrevne servicefartøy | |
dc.type | Bachelor thesis | |