Optimización de una turbina eólica flotante offshore ligera con tecnología de mitigación del movimiento de lastre de agua
Autores: Ramsay, William; Goupee, Andrew; Allen, Christopher; Viselli, Anthony; Kimball, Richard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización de una turbina eólica flotante offshore ligera con tecnología de mitigación del movimiento de lastre de agua
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Turbinas eólicas
En alta mar
Optimización
Flotante
Plataforma
Costo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las turbinas eólicas flotantes en alta mar son una tecnología prometedora para abordar las necesidades energéticas al utilizar los recursos eólicos en el mar. El estado actual de la técnica se basa en plataformas pesadas y costosas para sobrevivir en el entorno oceánico. Las técnicas de diseño típicas no implican optimización debido a los costosos solucionadores en el dominio del tiempo utilizados para modelar los movimientos y cargas en el entorno oceánico. Sin embargo, este diseño utiliza un solucionador eficiente en el dominio de la frecuencia con un algoritmo genético para optimizar rápidamente el diseño de un nuevo concepto de turbina eólica flotante. El concepto utiliza una masa de lastre líquido para mitigar los movimientos en una plataforma de concreto pretensado liviana. El simple diseño en forma de cruz de la plataforma hecha de concreto pretensado es menos costoso que el acero, reduciendo el costo de las materias primas y la fabricación. El uso de agua de lastre para comportarse como un amortiguador de masa sintonizada permite que una plataforma más pequeña logre los mismos movimientos que una plataforma mucho más grande, reduciendo así la masa y el costo. Las técnicas de optimización aplicadas con estas innovaciones de diseño resultaron en un diseño con un costo nivelado de energía de 0.0753 USD/kWh, aproximadamente la mitad del costo del estado actual de la técnica.
Descripción
Las turbinas eólicas flotantes en alta mar son una tecnología prometedora para abordar las necesidades energéticas al utilizar los recursos eólicos en el mar. El estado actual de la técnica se basa en plataformas pesadas y costosas para sobrevivir en el entorno oceánico. Las técnicas de diseño típicas no implican optimización debido a los costosos solucionadores en el dominio del tiempo utilizados para modelar los movimientos y cargas en el entorno oceánico. Sin embargo, este diseño utiliza un solucionador eficiente en el dominio de la frecuencia con un algoritmo genético para optimizar rápidamente el diseño de un nuevo concepto de turbina eólica flotante. El concepto utiliza una masa de lastre líquido para mitigar los movimientos en una plataforma de concreto pretensado liviana. El simple diseño en forma de cruz de la plataforma hecha de concreto pretensado es menos costoso que el acero, reduciendo el costo de las materias primas y la fabricación. El uso de agua de lastre para comportarse como un amortiguador de masa sintonizada permite que una plataforma más pequeña logre los mismos movimientos que una plataforma mucho más grande, reduciendo así la masa y el costo. Las técnicas de optimización aplicadas con estas innovaciones de diseño resultaron en un diseño con un costo nivelado de energía de 0.0753 USD/kWh, aproximadamente la mitad del costo del estado actual de la técnica.