A Feasibility Study of a Renewable Energy Supply for an Offshore Oil and Gas Installation

En hydrodynamisk studie av en flytende vindturbin plassert i Nordsjøen på 130 meters dyp er utført. OO Star Wind Floater som består av en halvt nedsenkbar konstruksjon som støtter referansevindturbinen DTU 10 MW. Den flytende vindturbinen er studert med den forutsetning at de er aerodynamisk og hydrodynamisk uavhengige av hverandre. Etter å ha utviklet en numerisk panelmodell i GeniE, ble strukturens hydrodynamiske parametere bestemt ved bruk av førsteordens og andreordens frekvensdomeneanalyse i HydroD. Den numeriske modellen ble verifisert, og funnene fra førsteordens frekvensdomeneanalyse ble sammenlignet med LIFES50+- prosjektets resultater, som viste god samsvar. Egenskapene hentet fra frekvensdomeneanalysene ble deretter importert til SIMA, som ble brukt til å kjøre tidsdomene-simuleringer. Hovedmålet var å undersøke FWTs oppførsel under operasjonelle og ekstreme forhold. Tre ulike modeller ble brukt for å vurdere de numeriske modellenes anvendelighet, overlevelsesevne og operabilitet under operasjonelle og ekstreme forhold. Modellene simulert i en koblet tidsdomeneanalyse var basert på resultater fra; førsteordens frekvensdomeneanalysemodell, andreordens frekvensdomeneanalyse med Newmans tilnærming for å løse bølgedempning og andre-ordens frekvensdomeneanalyse med full QTF. Resultatene demonstrerte behovet for å ta hensyn til andre-ordens effekter når man fanger lavfrekvente bevegelser. Newmans tilnærming ble vist å være tilstrekkelig, sammenlignet med analyser ved bruk av en differanse-frekvense full QTF. De maksimale verdiene for fortøyningslinespenningen ble underestimert ved bruk av lineær potensialteori sammenlignet med den fullstendige QTF-modellen for load case 1.EX. Forskjellen var 27.67 % for linje 1, som opplevde de største spenningene. I teorien skyldtes dette at den lineære modellen ikke tok hensyn til andre-ordens effekter i lavfrekvente bevegelser. Til slutt ble det presentert tre forskjellige layoutkonsepter som besto av fire FWT-er, plassert i forskjellige mønstre. Konseptene var basert på en litteraturstudie hvor aerodynamiske wake-effekter ble tatt spesielt hensyn til. Det foretrukne layoutkonseptet presenterer FWT-ene i en enkel rad, med en sidevindsavstand på 4D. Utformingen av vindparken var basert på designet til WindFloat Atlantic og beslutningen var basert på litteraturgjennomgangen foretatt om krav til forebygging av wake-interaksjoner og plassering av turbinene