DYNAMIC RESPONSE ANALYSES OF A SEMI-SUB INSTALLATION VESSEL DURING THE INSTALLATION OF A WIND TURBINE ONTO A FLOATING SPAR BUOY

Studien starter med en kort introduksjon til temaet marine operasjoner, med fokus på SSP teknologi og løfteoperasjoner. Det er mye informasjon om bruken av nedsenkbare plattformer i olje- og gassindustrien, men ikke så mye mot installasjon av flytende havvindmøller. Et av forskningsspørsmålene er om en typisk SSP-plattform kan brukes som installasjonsplattform teknisk, og om bevegelsesegenskapene passer til formålet. Simulering ble valgt som forskningsmetode for denne studien for å analysere installasjonskonseptet. For å utføre responsanalysene av de flytende objektene ble SIMA brukt. SIMA er et simuleringsverktøy for marine operasjoner med en overlegen hydrodynamisk modell i tidsdomene. Både SSP-modellen og sparmodellen ble importert til SIMA. Hydrodynamiske koeffisienter og modellegenskaper ble inkludert i de tilveiebragte SIMA-modellene, videre ble modellene importert til simuleringsmiljøet og koblinger/grensebetingelser ble definert. Konseptmodellen ble simulert i flere miljøforhold - Nordsjøen ble valgt som installasjonssted. En kombinasjon av egenfrekvenser og scatter-diagram med de mest sannsynlige bølgehøyder / perioder ble brukt til å bestemme aktuelle bølgekondisjoner. SSP og spar total bevegelse med og uten koblinger ble analysert for å se effekten av forskjellige fysiske koblinger. Et av hovedmålene med konseptet var å redusere relativ bevegelse ved referansepunktet med sikte på å ha minimale kontaktkrefter mellom spar og OWT. Flere simuleringer ble utført i opprinnelig posisjon for å analysere forbedringen med forskjellige koblingsparametere. Analyser av kontaktkrefter i «docking cone» i senket posisjon ble også utført i forskjellige bølgekondisjoner. For å validere resultat ble det gjennomført sensitivitetsanalyser med bølgeretning 30 grader. Totalt bevegelsesresultat fra SSP og spar viser at passive dempere, dempere mellom SSP og spar, har positiv effekt på responsen. «Surge» blir synkronisert, og spar «pitch» reduseres til et minimum. Vertikal relativ bevegelse reduseres i stor grad med kombinasjonene av den aktive «heave» kompensatoren (AHC) og de passive demperne. Det ble utført en separat parameteranalyse av parameterne for kompensatorkontrolleren - to forskjellige kontrollere ble adressert: PID og PD + FF. Etter installasjon av OWT og ingen spenning i løfte-wire, blir SSP introdusert for en 15 graders akterlig trim med inneværende ballastkondisjon. Et lite vannlinjeareal forårsaker høy lastfølsomhet som begrenser mulighetene. Forslag til dette problemet er å legge til store volumer mellom pongtonger og toppdekk for å øke vannlinjeareal, og en glidende masse under toppdekket ville forkorte total ballasteringstid. Analyser, inkludert vindinduserte krefter, bør utføres og integrering av en kontroller for bevegelseskontroll for SSP i horisontalplan for å videreutvikle konseptet