Добавить новость
smi24.net
News in English
Март
2024

Six innovative ways to float skyscraper-sized wind turbines

0
A large floating wind turbine is installed in France, October 2023. Obatala-photography

Yes, you read that right – float. You may have seen a wind turbine in the sea before, but chances are you were looking at a “fixed” turbine – that is, one that sits on top of a foundation drilled into the seabed. For the new frontier of offshore wind power, the focus is on floating wind turbines. In this case, the turbines are supported by floating structures that bob and sway in response to waves and wind and are moored with chains and anchored to the seafloor.

This is becoming the focus of the sector for the simple reason that most wind blows above deep water, where building fixed platforms would be too expensive or simply impossible. Designing these new floating platforms is a true engineering challenge, and is a focus of my academic research.

These wind turbines are enormous, reaching up to 240m tall – about the size of a skyscraper. Since they are so tall, strong winds far above the sea surface tend to make the turbine want to tilt, so platform designs focus on minimising this tilt while still being cost-competitive with other forms of energy.

There are more than 100 ideas for platform designs, but we can broadly group them into the following six categories:

1. Spar

Hywind Spar by Norwegian energy firm Equinor. Equinor

Spars are narrow, deep platforms with weight added to the bottom to counteract the wind force (this is called “ballast”). They are usually relatively easy to make because they normally consist of just one cylinder.

However, they can extend 100 metres or more underwater, which means they can’t be deployed in normal docks which are not deep enough. Specialist installation procedures are required to install the turbine once the platform has been towed into deep water.

2. Barge

Damping Pool, by French firm BW Ideol. BW Ideol/ V. Joncheray

Barges are wide, shallow platforms that use buoyancy far from the centre of the structure to counteract the wind force on the tower. As they usually extend less than 10 metres underwater, they do not need any specialist deep-water docks or installation vessels.

However, they can be difficult to make because the platform is usually a single, large unit with a complex shape.

3. Tension-leg platform

PelaFlex by Swansea-based Marine Power Systems. Marine Power Systems

Tension-leg platforms, or TLPs, use taut mooring lines to connect the platform to the seabed and stop the turbine from tilting in the wind.

These platforms are usually smaller and lighter than the other types, which makes them easier to fit at a standard port. Also, their seabed “footprint” is small due to the taut lines.

However, the platforms are usually not stable until attached to their mooring lines, meaning that a special towing and installation solution is required.

4. Semi-submersible

Semi-submersibles consist of three, four or five connected vertical cylinders, with the turbine in the middle or above one of the columns. The platform utilises buoyancy far from the centre (similar to the barge) and ballast at the base of each column (similar to the spar).

Like barges, semi-submersibles do not require specialist tow-out equipment and work for a wide range of water depths. Manufacturing is again a challenge.

5. Combination-type

The four categories above are the more “traditional” platforms, influenced by their predecessors in the oil and gas industry. Since the 1960s, floating platforms have meant huge oil rigs can access deeper water sites (the deepest is over 2,000m). Most of these oil rigs in deep water are either semi-submersibles, anchored to the seabed with chains, or TLPs, connected to the seabed with taut cables.

The 22,000 tonne Perdido oil platform afloat in the Gulf of Mexico. Bureau of Safety and Environmental Enforcement BSEE

More recently, there has been a trend towards platforms more specialised to floating wind. Specifically, some use a combination of the stability mechanisms, taking advantages from each of the previous designs.

TetraSpar, by Danish firm Stiesdal. Stiesdal

For example, “lowerable ballast” platforms look like traditional semi-submersible or barge platforms, but with a weight hanging from from taut cables.

During turbine installation at the port and tow-out, the weight is raised, so that a traditional (non-deep) dock can be used and no specialist equipment is needed. At the site of installation, the weight is lowered and the platform gets extra stability from a low centre of mass.

Other designs use the benefits of stability from taut mooring lines (similar to a TLP) but are designed to be stable during tow-out and so don’t need a special installation vessel. For example, the picture below shows the X1 Wind platform:

A combination design by Barcelona-based X1 Wind. X1 Wind

The taut mooring lines are attached to a single column, which is installed initially. The rest of the platform, which is self-stable, is then towed out and connected to the pre-installed column with the taut mooring lines. The platform uses the extra stability from the mooring lines but without the tow-out instability typical of TLPs.

6. Hybrid platforms

PelaFlex platform with wave energy converters and wind turbine. Marine Power Systems

These platforms add another type of renewable energy, most commonly a wave energy converter. This increases the overall amount of energy generated, and reduces costs as power cables, maintenance and other infrastructure can be shared.

A wave energy converter also reduces platform motion, which in turn increases the power performance from the turbine.

Room for improvement

Four floating offshore wind farms have already been built, the largest of which was opened in 2023 off the coast of Norway. Two of these farms use the Hywind spar design and two use the WindFloat semi-submersible.

There have been 18 other platform designs to reach at-sea testing, including at least one of each of the categories described above. Some have plans to build floating farms in the next few years, and additional early-stage designs have plans to deploy their own prototype devices in the near future.

Interestingly, platforms are actually diverging in design. After many years, wind turbines have mostly converged on the three-bladed design that you see today, but there has been no such convergence yet on a consensus “best” floating platform. This suggests significant improvements are still possible, especially in terms of reducing motion and decreasing cost.

Emma C. Edwards has received funding through the Cornwall FLOW Accelerator, funded through the European Regional Development Fund. Her other research has been funded by the US Office of Naval Research and the UK Research & Innovation council.








Зеленая миссия примет участие в международном экоакселераторе

Московский фестиваль моды и роста «Зеленый подиум» состоится в четвёртый раз

Проазербайджанский агент Сергей Марков в оккупированном Шуши восхищается Алиевым, пока тот унижает Россию: намечается новый «иноагент»?

Арбуз, кукуруза и холодные напитки: диетолог Садыков назвал продукты, которые портят ваш сон летом


OpenAI warns that its new ChatGPT Agent has the ability to aid dangerous bioweapon development

Tourism is increasing over prepandemic levels, overwhelming popular destinations

Why Juventus spent 111m this summer for only one new player

The founder of Deliciously Ella started a blog when suffering from severe chronic pain. Now, her multimillion-dollar snack empire is going global


В Курске погиб 36-летний мотоциклист

Roblox запускает AI-проверку возраста: шаг к безопасности или угроза приватности?

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Методы стеганографии становятся популярнее: когда картинка может стать угрозой ИБ


The dairy industry would like Gen Z to drink more milk, so they made a Fortnite diner tycoon game

Bungie promises to fix Destiny 2's new metroid-style morph ball as it makes players sick and glitches out on ultrawide monitors

'I destroyed months of your work in seconds' says AI coding tool after deleting a devs entire database during a code freeze: 'I panicked instead of thinking'

Microsoft warns of 'active attacks' on its government and business server tech, with one cybersecurity expert claiming that they should 'assume that you have been compromised'



Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Студия Лебедева запустила образовательный проект, в котором заказчики сами создают свой дизайн

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха


«Желание посеять панику»: в Варшаве призвали поляков покинуть Россию

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Нам есть чем гордиться: каким будет Национальный центр «Россия» на Краснопресненской набережной

Бесплатный курс и бесплатное обучение дизайну с личным наставником. Веб дизайн, UX дизайн, графический дизайн, дизайн для маркетплейсов


Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Пост №6137249

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике

Мобильный интернет в России стал быстрее на 12%


Вероника Кудерметова оценила экстрим-парк «Урам» в Казани

Соболенко сохраняет первое место в чемпионской гонке WTA.

Шаповалов одержал победу на теннисном турнире в Лос-Кабосе.

Пегула: Свентек всегда недооценивает свою игру на траве


Первая женщина — председатель Верховного суда: что известно об Ирине Подносовой

Массовое строительство метро. 30 новых станций построят в Москве за 5 лет

Пустые обещания: кто такой «воздухан» и когда уместно использовать это слово

Юрист назвал способы получить выплату по страховке из-за затопленного авто


Музыкальные новости

«А у кого нет проблем?»: Филипп Киркоров заговорил про здоровье после полученного ожога

Metallica спасла Tomorrowland: фестиваль в Бельгии состоится, несмотря на пожар на главной сцене

Алексей Парамонов о скандале: отмена концерта Валерия Гергиева в Италии

«Я злая, хотя, тоже женщина»: жена Басты затравила беременную блогершу


Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова


Собянин: создание 5 центров женского здоровья завершат в этом году

Аранжировка Песен. Аранжировка Музыки. Создание Аранжировок.

Сергей Собянин открыл школу на 1100 мест в стремительно растущей Коммунарке

Врач Поляков: Киркоров рискует сойти с ума из-за препарата для похудения


Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Сильный ливень заблокировал людей в авто в центре Москвы

Рискнул на 100 тысяч рублей: инженер из Смоленска купил более 1,7 тысячи лотерейных билетов и выиграл автомобиль от «Национальной Лотереи» и РОЛЬФ на VK Fest

25 июля пилотажная группа "Звезда" пролетит над пробками на шоссе под Москвой


Министр юстиции поделился информацией о роли адвокатов в специальной военной операции.

Путин выразил соболезнования семье председателя Верховного суда Подносовой

Путин отметил успехи российских школьников на математической олимпиаде.

Путин отметил победу синхрониста Мальцева на чемпионате мира в Сингапуре.




Собянин: создание 5 центров женского здоровья завершат в этом году

Офтальмолог Кирилл Светлаков: секреты здоровых глаз для тех, кто носит контактные линзы

После вспышки инфекции на теплоходе «Леонид Красин» начали расследование

«Я на инвалидном кресле, он на «Тесле»: что случилось с блогером Мариш Мариш


«СТРАНА.ua»: Зеленский раскритиковал ЕС за непредоставление обещанной помощи

В центре Киева митингуют против реформ Зеленского


Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»

В Москве впервые пройдет фестиваль экстремальных видов спорта

KENGURU GAMES в Звенигороде звенели на всю страну

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»


Посланник Трампа рассказал, как «неформально» договаривался с Лукашенко: после нескольких тостов Минск освободил политзаключенных

Лукашенко призвал белорусских нефтяников «не раскачиваться, а бурить и бурить»

Куда Лукашенко хочет пристроить лишних дипломатов


Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве - Сергей Собянин

Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве — Сергей Собянин

Собянин: Продолжаем внедрять новый стандарт заботы о женском здоровье в одном месте

Собянин рассказал, как город заботится о природе при строительстве метро


Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»

Экономист оценил экологический и финансовый ущерб от пластиковых пакетов

Россияне рассказали, по каким критериям выбирают квартиру для покупки в 2025 году


Первая женщина — председатель Верховного суда: что известно об Ирине Подносовой

Мебель, которой доверяют профессионалы — в "Аверсе"

Цены на туристические поездки в Геленджик и Таиланд в 2025 году стали равными

Массовое строительство метро. 30 новых станций построят в Москве за 5 лет


В Башкирии ревнивец ранил жену шампуром и сдался полиции

Республика Алтай вошла в десятку регионов России по развитию ипотеки

Девочка упала при посадке на теплоход в порту Архангельска

Центр подготовки личного состава Северо-Западного округа Росгвардии пополнили призывники


Актуальная информация о задержке поездов в Крым и обратно

Поезда в Крым и из Крыма следуют с задержками до пяти часов

Поезда "Таврия" по-прежнему задерживаются из-за ЧП в Ростовской области

В Симферополе на базе «Клинического госпиталя для ветеранов войн» функционирует гериатрический центр для пожилых людей с возрастными нарушениями


Мобильный интернет в России стал быстрее на 12%

Газзаев: «Балтика» только вышла в РПЛ, но уже стала показывать достойную игру

От причала Петропавловской крепости стартовало уникальное судно "Стрельна"

Фестиваль «Сады и цветы»: как Москву превращают в городской оазис














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *