Reducción del movimiento oscilatorio en turbinas eólicas offshoreAplicación a plataformas semi-sumergibles con integración de columnas de agua oscilante

Resumen

Las estructuras marinas, como las Turbinas Eólicas Flotantes (FWTs, por sus siglas en ingles), están expuestas a las fuerzas de las olas y el viento, lo que genera oscilaciones no deseadas que pueden afectar negativamente su rendimiento, longevidad, eficiencia en la extracción de energía, integridad estructural y costos de mantenimiento. Para abordar estos problemas, se ha propuesto la integración de Convertidores de Energía de Olas (WECs, por sus siglas en ingles) en sistemas FWT. Este enfoque integrado tiene como objetivo aprovechar tanto la energía eólica como la energía de las olas, transmitiendo energía eléctrica a la red. Este articulo investiga el uso de Columnas de Agua Oscilantes (OWCs, por sus siglas en ingles), un tipo de WEC, en sistemas FWT. Las OWCs se utilizan para mejorar el amortiguamiento hidrodinámico y reducir las oscilaciones resonantes en las turbinas eólicas flotantes, especialmente en respuesta a fuerzas ambientales como el viento y las olas. A pesar de la menor contribución de la energía de las olas en comparación con la energía eólica, las OWCs actúan como valiosas fuentes de amortiguamiento para mejorar la eficiencia energética y el diseño estructural de la plataforma. El objetivo principal de este artículo es rediseñar la plataforma original de FWT para acomodar OWCs adicionales, teniendo en cuenta la hidrodinámica resultantes de su integración. Esto implica la incorporación de OWCs en dos de las tres columnas de una plataforma semi-sumergible existente diseñada para una FWT de 12 MW. Se han creado moonpool que se alinean con las cámaras de aire de las OWCs en estas columnas, y se han diseñado sistemas de lastre de agua para columnas con y sin OWCs. Posteriormente, se realizan análisis hidrodinámicos para evaluar el comportamiento del sistema. El artículo discute las propiedades hidrodinámicas en términos de la respuesta de la plataforma hibrida en comparación con la configuración original. La plataforma hibrida se modela utilizando GeniE, y las hidrodinámicas del sistema se evalúan utilizando HydroD, herramientas desarrolladas por DNV. Los resultados del estudio resaltan las posibles ventajas de integrar OWCs en sistemas FWT, especialmente en la mitigaci´on de las oscilaciones de la plataforma, lo que mejora su rendimiento general y longevidad.