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Tendencias en el Diseño de Subestructuras de Turbinas Eólicas Flotantes Offshore Optimizadas para Turbinas de 10 a 30 MW en Entornos de Olas de Baja, Media y Alta Severidad

Autores: Dagher, Joseph Habib; Goupee, Andrew J.; Viselli, Anthony M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Tendencias en el Diseño de Subestructuras de Turbinas Eólicas Flotantes Offshore Optimizadas para Turbinas de 10 a 30 MW en Entornos de Olas de Baja, Media y Alta Severidad


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Energía eólica marina flotante
Fuente de energía renovable
Capacidades de turbinas
Reducción de costos
Diseños de casco VolturnUS
Entornos de olas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La energía eólica marina flotante es una fuente de energía renovable prometedora, ya que el 60% de los recursos eólicos a nivel mundial se encuentran a profundidades que requieren tecnologías flotantes, minimiza la construcción en el mar y ofrece oportunidades para la industrialización dado su menor dependencia del sitio. Aunque la energía eólica marina flotante tiene numerosas ventajas, un obstáculo actual es su costo en comparación con fuentes de energía más establecidas. Un enfoque para reducir costos en la energía eólica flotante es aumentar las capacidades de las turbinas, lo que minimiza la cantidad de cimientos, anclajes, cables y equipos de operación y mantenimiento. Este trabajo presenta tendencias en diseños de casco VolturnUS optimizados en masa a medida que aumenta la capacidad de la turbina para diversos entornos de olas. Para ello, se presenta un novedoso marco de optimización rápida de cascos que emplea modelado en el dominio de la frecuencia, estimaciones de respuestas extremas estadísticas, requisitos de constructibilidad de la industria y optimización mediante algoritmos genéticos para generar diseños preliminares de cascos VolturnUS óptimos en masa para un diseño de turbina dado y un conjunto de condiciones del sitio. Utilizando este marco, se generaron diseños de cascos VolturnUS optimizados en masa para turbinas de 10-30 MW para entornos de olas de diversas severidades. Estos estudios de diseño muestran que aumentar las capacidades de las turbinas incrementa la eficiencia de masa de los diseños de subestructura, con rendimientos decrecientes, a lo largo del rango de capacidades de turbina examinado. Además, se muestra que una mayor severidad del entorno de olas aumenta la masa requerida de un diseño de subestructura dado.

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