Installation of Anchors for Mooring System of Floating Wind Turbines

Utvinning av havvind er dyrere enn vindkraft fra land, og dermed kan kostnadseffektiv og trygge marine operasjoner være avgjørende for å gjøre havvind konkurransedyktig. Hensikten med denne oppgaven er å se på den marine operasjonen å installere ankre som brukes til flytende vindturbiner ved å sammenligne et sugeanker og et droppanker. Relevant teori innen forankringssystemer, løfteoperasjoner, hydrodynamikk og operabilitet er presentert. Numeriske simuleringsmodeller av ankrene er laget i SIMA, og numeriske simuleringer og tidsdomeneanalyse er utført. Løfteoperasjonen er utført ved hjelp av et kranfartøy, og spenningen i løftelinen er først og fremst vurdert. Værdata er hentet fra Johan Castberg feltet i Barentshavet, og simuleringene er kjørt med uregulære bølger og varierende topperioder, signifikant bølgehøyde og retning. Med tanke på den marine operasjonen, viser resultatene at droppankeret kan anbefales. Det skyldes at spenningen i løftewiren er lavere på grunn av mindre påvirkning fra hydrodynamiske krefter sammenlignet med sugeanker. Dette fører til et høyere designkriterium og operasjons grense. I tillegg er referansetiden kortere og dermed reduseres det nødvendige værvinduet. For sugeanker er plaskesonen en kritisk fase siden tilleggsmassen er stor sammenlignet med den strukturelle massen på grunn av innesluttet vann. Slamming kreftene forekommer typisk for mindre topperioder og større akselerasjoner og gir mye dynamikk i løftewiren. En kombinert effekt av kranstipp bevegelsen og bølgekinematikk vil indusere den største vertikale hydrodynamiske kraften. Resultatene viser at lavere topperioder gir en høyere maksimal spenning i ledningen. Det er derfor viktig å vurdere slamming og Morisons krefter. I motsetning til droppankeret vil resonans i ledningen være en risiko. Når man vurderer tilgjengeligheten for installasjon, kan sesongvariasjoner være utfordrende for installasjon av sugeankeret og spesielt om man installerer flere ankre på rad for å unngå å vente på vær