21 sierpnia 2019


W sektorze energetyki odnawialnej koncepcja lokalizacji turbin wiatrowych na pełnym morzu cieszy się rosnącym zainteresowaniem. Jej realizacja, po szeregu eksperymentalnych projektów, jest coraz bliższa wykorzystania komercyjnego. Umieszczenie turbiny na pływającym fundamencie stanowi jednak niemałe wyzwanie konstrukcyjne.

turbiny woda1
Funkcjonalny model w skali 1:60 podczas prób w basenie testowym.

Na DTU (Danmarks Tek­niske Universitet) w ramach projektu FloatStep, realizowanego we współpracy z firmami energetycznymi i z sektora offshore, trwają prace nad konstrukcją turbiny wiatrowej zamontowanej na pływającym fundamencie, umożliwiającym umieszczenie jej na pełnym morzu, również o większej głębokości niż w przypadku dotychczasowych rozwiązań. Przy czym założono, że konstrukcja powinna cechować się niskimi kosztami budowy.

turbiny woda2
Badanie pracy turbiny funkcjonalnego modelu. Polistyrenowe kulki służą do monitorowania przemieszczeń elementów turbiny.

Projekt FloatStep wykorzystuje pełnowymiarową turbinę wiatrową o mocy 3.6 MW, ze śmigłem o łopatach wzmocnionych włóknem węglowym, zamontowaną na fundamencie pod nazwą TetraSpar. Jego konstrukcja ma umożliwić instalację na morzu, na głębokości nawet powyżej 100 metrów. Składa się ona z podstawy właściwej, wyprodukowanej ze stali i przycumowanej do dna za pomocą łańcuchów, jak też z podwieszanego kilu, zapewniającego balast. Do budowy fundamentu posłużą komponenty dostępne na rynku, co przyczyni się do znacznej oszczędności kosztów.
Zachowanie platformy na wzburzonym morzu jest badane za pomocą analiz CFD i podczas prób w basenie testowym z wykorzystaniem funkcjonalnego modelu w skali 1:60. Analizowane jest przenoszenie wibracji generowanych przez pracę turbiny na podstawę, jak też propagacja drgań wywołanych uderzeniami fal w fundament na kolumnę turbiny i liny cumownicze. Wyniki przeprowadzonych analiz i eksperymentów zostaną uwzględnione przy budowie prototypowej konstrukcji, której testy morskie w pobliżu Stavanger w Norwegii zaplanowane są na przyszły rok.

dtu.dk