Vekselvirkning mellem havbund og offshore vindmøllepark

Institut for Mekanisk Teknologi (DTU Mekanik)
Projektet har undersøgt bundforhold, erosion, samt de kviksandslignende forhold der kan opstå på grund af påvirkningerne som følge af bølge- og strømpåvirkning. Illustration fra laboratieforsøg: Flow er fra højre. Hvidt område: erosionsbeskyttelse omkring fundament. Mørkt område: erosion.
Projektbeskrivelse
Fundering af vindmøller er kompleks og udgør i runde tal cirka en tredjedel af den samlede anlægsudgift. En af de komplicerede faktorer er, at havbunden består af løst materiale (sand og silt) og derfor bevæger sig på grund af bølge- og strømpåvirkning. Dette medfører: 1) at bunden selv uden møller ændrer form (erosion under storme, vandrende sandbanker etc.), 2) at der sker en lokal erosion omkring de enkelte vindmøller, når disse placeres på bunden, 3) at der kan forekomme kviksandslignende forhold, der ændrer understøtningen. Den naturlige storskalavariation vil ofte være forbundet med bevægelse af store (mange km) eller mindre (100 m) bundformer. Projektet vil beskrive forholdene, hvor storme med høje bølger er dominerende for udviklingen som for eksempel Horns Rev samt områder, hvor tidevandsstrømme er af størst betydning for sedimentets bevægelser. Den lokale erosion er forårsaget af en lokal forøgelse af strømhastighederne på grund af konstruktionens tilstedeværelse og øget turbulens på grund af hvirveldannelse omkring konstruktionen. Den lokale erosion vil blive undersøgt via fysiske modelforsøg og ved udvikling af avancerede beregningsvætktøjer. De kviksandslignende forhold, der kan opstå på grund af bølger og fundamentets bevægelse, undersøges ligeledes via fysiske modelforsøg og udvikling af beregningsmetoder. Der indhentes erfaring fra allerede etablerede vindmølleparker. Via projektets resultater bliver det muligt at vurdere den tidslige variation af bundniveauet over lang tid. Dette har stor betydning for vurdering af, hvor dybt og hvor fast fundamentet er i kontakt med havbunden, hvilet er afgørende for dimensioneringen af fundamenterne.
Resultater

Fundering af vindmøller er kompleks og udgør i runde tal cirka en tredjedel af den samlede anlægsudgift. En af de komplicerede faktorer er, at havbunden består af løst materiale (sand og silt) og derfor bevæger sig på grund af bølge- og strømpåvirkning. Den naturlige storskalavariation (sand waves) vil ofte være forbundet med bevægelse af store (mange km) eller mindre (100 m) bundformer, for yderligere at komplicere tingene. Når vindmølleparker er opstillet offshore, omfattende erosion vil finde sted omkring den enkelte mølle fundament. Det er en trussel for stabiliteten i møllens struktur. Derfor er disse strukturer næsten altid beskyttet mod erosion med rock beskyttelse installeret omkring fundamentet, selv om "ingen beskyttelse" er også en farbar vej. Desuden jord processer i hele fundamentet dybde er også en vigtig faktor. Dette projekt har behandlet de ovennævnte problemer via laboratorieforsøg og avancerede computational-fluid-dynamiske og jord-mekanik metoder. Resultaterne omfatter: Proces forståelse, eksperimentelle data, validering af de avancerede numeriske modeller, data fra numeriske eksperimenter, og design guidelines og anbefalinger med hensyn til havbunden-vindmøllepark interaktion. Projektets resultater er blevet formidlet (1) i tidsskriftsartikler, konferencebidrag, rapporter, osv. (se en komplet liste over publikationer på http://www.external.mek.dtu.dk/personal/bms/LIST OF PUBLICATIONS_FINAL.pdf), og (2) ved en slutbruger konference (se webstedet http://sbwi.dhigroup.com/end_user_workshop/).

Key figures

Periode:
2008 - 2012
Bevillingsår:
2007
Egen finansiering:
5,10 mio.
Støttebeløb:
9,99 mio.
Støtteprocent:
66 %
Projektbudget:
15,08 mio.

Kategori

Oprindelig title
Seabed wind farm interaction
Fælles overordnet teknologiområde
Vind
Journalnummer
ENMI 2104-07-0010

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
DHI
Aalborg Universitet (Fredrik Bajers Vej)
LIC Engineering A/S

Kontakt

Kontakperson
Sumer, B. Mutlu
Adresse
Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Mekanisk Teknologi (DTU Mekanik)
Nils Koppels Alle, Bygning 403
DK-2800 Kgs. Lyngby
www.mek.dtu.dk
Sumer, B. Mutlu , 45251423, bms@mek.dtu.dk
Øvr. Partnere: DHI - Institut for Vand og Miljø; Aalborg Universitet. Institut for Byggeri og Anlæg; LICengineering

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk