BR102022008578A2

BR102022008578A2 - Sistema e métodos de absorção de movimento, sistema de amortecimento de massa sintonizado em combinação com ou configurado para uso em uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante

Info

Publication number: BR102022008578A2
Application number: BR102022008578-1A
Authority: BR
Inventors: Christopher K. Allen; Anthony M. Viselli; Andrew J. Goupee; Habib J. Dagher; Robert E. Berry; Jeffrey L. Lindner; Frederick S. Gant; John S. Townsend; Rebecca L. Williams
Original assignee: University Of Maine System Board Of Trustees
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2022-05-03
Publication date: 2022-11-16
Also published as: EP3874161A2; WO2020093037A3; US11279452B2; DK3874161T3; BR112021008494A2; CN113544053A; US20210269126A1; ES2958816T3; PT3874161T; CN115306858A; CA3157262A1; EP3874161B1; CA3118485A1; CL2022001088A1; CL2021001146A1; KR20230002043A; JP2022506499A; JP7218962B2; WO2020093037A2; EP3874161A4

Abstract

Um sistema e método de absorção de movimento para uma estrutura inclui o acoplamento de um recipiente a uma estrutura. O recipiente tem um líquido disposto nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do líquido. Um elemento elástico é posicionado no líquido. O elemento elástico tem uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do líquido.

Description

SISTEMA E MÉTODOS DE ABSORÇÃO DE MOVIMENTO, SISTEMA DE AMORTECIMENTO DE MASSA SINTONIZADO EM COMBINAÇÃO COM OU CONFIGURADO PARA USO EM UMA PLATAFORMA DE TURBINA EÓLICA EM ALTO MAR FLUTUANTE

[001] Esta é uma continuação em parte do pedido US número de série 17/290.518 depositado em 30 de abril de 2021, que reivindica prioridade ao Pedido Internacional N° PCT/US2019/059628 depositado em 4 de novembro de 2019, que reivindica prioridade ao pedido de patente provisório dos EUA 62/754.699 depositado em 2 de novembro de 2018.

ORIGEM DA INVENÇÃO

[002] A invenção descrita neste documento foi feita no desempenho de trabalho sob um contrato da NASA e por um funcionário do Governo dos Estados Unidos e está sujeita às disposições da Lei Pública 96-517 (35 U.S.C. §202) e pode ser fabricada e usada por ou para o Governo para fins governamentais sem o pagamento de quaisquer royalties por ou para ele.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[003] Esta invenção se refere a sistemas e métodos de absorção de movimento. Mais especificamente, a invenção é um sistema e método de absorção de movimento para uma estrutura que experiencia movimento oscilante causado por um ambiente externo, como é o caso de estruturas que flutuam em um corpo de água.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[004] Uma variedade de estruturas deve ser capaz de suportar o movimento que é induzido pelo ambiente em que a estrutura reside. Por exemplo, pontes e edifícios devem ser capazes de suportar o movimento causado pelo vento e/ou movimentos do solo. As estruturas flutuantes na água, tais como barcaças, navios e plataformas de gás de petróleo ou turbinas eólicas, devem ser capazes de suportar o movimento causado por correntes marítimas, ondas e/ou vento. Infelizmente, quando os projetistas/engenheiros de estruturas têm que depender completamente de um projeto mecânico baseado em estática para alcançar uma estrutura de sustentação de movimento, o projeto é muitas vezes complexo demais, custoso demais e/ou pesado demais para torná-lo prático ou comercialmente viável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção prover um sistema e método de absorção de movimento para estruturas.

[006] Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema e método de absorção de movimento que pode ser usado com estruturas existentes ou novas.

[007] Ainda outro objetivo da presente invenção é prover um sistema e método de absorção de movimento que pode ser usado para amortecer o movimento de estruturas que é causado por um ambiente em que a estrutura reside.

[008] Ainda outro objetivo da presente invenção é prover um sistema e método de absorção de movimento para uma variedade de estruturas que flutuam em um corpo de água.

[009] Outros objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão mais óbvios doravante no relatório descritivo e nos desenhos.

[010] Em conformidade com a presente invenção, um sistema de absorção de movimento e método para uma estrutura são providos. Um recipiente é acoplado a uma estrutura. O recipiente tem um líquido disposto nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do líquido. Um elemento elástico é posicionado no líquido. O elemento elástico tem uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do líquido.

BREVE DESCRIÇÃO DO(S) DESENHO(S)

[011] Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes mediante referência à seguinte descrição das modalidades preferenciais e aos desenhos, em que os caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas dos desenhos e em que:
a FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura em conformidade com uma modalidade da presente invenção;
a FIG. 2 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante utilizando os tanques de lastro da estrutura flutuante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 3 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante em que múltiplos absorvedores de movimento são configurados para comunicação fluida entre eles em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 4 é uma vista esquemática isolada de um único absorvedor de movimento empregando um tubo disposto no líquido do absorvedor em conformidade com uma modalidade da presente invenção;
a FIG. 5 é uma vista esquemática isolada de um único absorvedor de movimento empregando um tubo de diâmetro variável disposto no líquido do absorvedor em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 6 é uma vista esquemática isolada de um único absorvedor de movimento empregando um fole disposto no líquido do absorvedor e acoplado ao recipiente do absorvedor em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 7 é uma vista esquemática isolada de um único absorvedor de movimento empregando um balão disposto no líquido do absorvedor em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 8 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante configurada para ter o elemento elástico do absorvedor de movimento em comunicação fluida com um corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 9 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante configurada para ter os elementos elásticos de múltiplos absorvedores de movimento em comunicação fluida com um corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 10 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante cujos múltiplos tanques de lastro são configurados como múltiplos absorvedores de movimento em comunicação fluida com um corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 11 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante cujos múltiplos tanques de lastro são configurados como múltiplos absorvedores de movimento em comunicação fluida com um corpo de água circundante e cujos múltiplos absorvedores de movimento são adicionalmente configurados para comunicação fluida eles em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 12 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante que emprega um pistão de água na extremidade aberta do absorvedor de movimento que está em comunicação fluida com o corpo de água circundante em conformidade com uma modalidade da presente invenção;
a FIG. 13 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante que emprega um diafragma elástico na extremidade aberta do absorvedor de movimento que está em comunicação fluida com o corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 14 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante que emprega um fole na extremidade aberta do absorvedor de movimento que está em comunicação fluida com o corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção.
a FIG. 15 é uma vista esquemática de um sistema de absorção de movimento para uma estrutura flutuante que emprega um balão na extremidade aberta do absorvedor de movimento que está em comunicação fluida com o corpo de água circundante em conformidade com outra modalidade da presente invenção;
a FIG. 16 é uma vista em perspectiva de uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante (FOWT) com uma turbina eólica montada nela e com um sistema amortecedor de massa sintonizada (TMD) melhorado em conformidade com esta invenção;
a FIG. 17 é uma vista ampliada de uma porção da plataforma FOWT ilustrada na FIG. 16, parcialmente em seção transversal;
a FIG. 18 é uma vista em seção transversal alternativa da plataforma FOWT ilustrada nas FIGs. 16 e 17.
a FIG. 19 é uma vista plana de topo de uma plataforma FOWT semissubmersível com uma segunda modalidade do sistema TMD melhorado em conformidade com esta invenção;
a FIG. 20 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 20-20 da FIG. 19;
a FIG. 21 é uma vista plana de topo de uma plataforma FOWT de haste de tensão com uma terceira modalidade do sistema TMD melhorado em conformidade com esta invenção;
a FIG. 22 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 22-22 da FIG. 21;
a FIG. 23 é uma vista plana de topo de uma plataforma FOWT do tipo mastro com uma quarta modalidade do sistema TMD melhorado em conformidade com esta invenção;
a FIG. 24 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 24-24 da FIG. 23;
a FIG. 25 é uma vista em seção transversal ampliada da segunda modalidade do sistema TMD melhorado mostrado nas FIGs. 19 e 10;
a FIG. 26 é uma vista em seção transversal ampliada da terceira modalidade do sistema TMD melhorado mostrado nas FIGs. 21 e 22; e
a FIG. 27 é uma vista em seção transversal ampliada da quarta modalidade do sistema TMD melhorado mostrado nas FIGS. 23 e 24.

DESCRIÇÃO DA(S) MODALIDADE(S) PREFERENCIAIS

[012] Referindo-se agora aos desenhos e mais particularmente à FIG. 1, um sistema de absorção de movimento para uma estrutura 100 em conformidade com uma modalidade da presente invenção é mostrado e é referenciado de maneira geral pelo numeral 10. A estrutura 100 pode ser qualquer uma que esteja sujeita a movimento (por exemplo, oscilação, vibração, balanço, rolagem, elevação etc.) induzido pelo ambiente em que a estrutura 100 reside. O movimento induzido da estrutura 100 é substancialmente absorvido pelo sistema de absorção de movimento 10 que será referido doravante simplesmente como absorvedor de movimento 10. Em geral, o absorvedor de movimento 10 é acoplado à estrutura 100 e amortece o movimento induzido pelo ambiente da estrutura 100.

[013] O absorvedor de movimento 10 inclui um recipiente 12 acoplado a uma porção da estrutura 100, de modo que o movimento induzido ambientalmente da estrutura 100 seja transmitido ao recipiente 12. O recipiente 12 é de maneira geral rígido e pode ser feito do mesmo material ou de materiais diferentes usados para a estrutura 100 sem se afastar do escopo da presente invenção. Disposto dentro do recipiente 12 está um líquido 14 cuja superfície 16 está afastada do topo do recipiente 12 para, desse modo, definir ulagem 18 acima da superfície do líquido 16. A escolha do líquido 14 não é uma limitação da presente invenção. O movimento induzido ambientalmente da estrutura 100 transmitido ao recipiente 12 é finalmente transferido para o líquido 14 que, por sua vez, experiencia seu próprio movimento dentro do recipiente 12.

[014] Disposto dentro do líquido 14 está um elemento elástico 20 que funciona para amortecer o movimento do líquido 14 como o meio para amortecer o movimento induzido ambientalmente da estrutura 100. Em geral, o elemento elástico 20 serve como um grau de liberdade compressível projetado posicionado dentro de um fluido em volume (isto é, líquido 14) cuja massa de fluido capturada dentro do recipiente 12 serve como uma massa escrava ou de amortecimento. O elemento elástico 20 tem uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do líquido 14 dentro do recipiente 12. Dessa maneira, o absorvedor de movimento 10 altera as características de movimento induzidas da estrutura 100 ao criar um efeito amortecedor de massa sintonizada. A sintonização do absorvedor de movimento 10 pode ser adaptada para frequência(s) específica(s) de preocupação.

[015] Um ou mais absorvedores de movimento 10 podem ser acoplados à estrutura 100. Os múltiplos absorvedores podem ser sintonizados a diferentes frequências, a fim de prover um espectro mais amplo de absorção de movimento. O posicionamento e/ou orientações dos múltiplos absorvedores também podem ser usados para amortecer o movimento em uma pluralidade de dimensões. Um ou mais absorvedores de movimento 10 podem ser unidades autônomas adicionadas às estruturas existentes ou podem ser integradas a novas estruturas. Em algumas aplicações, a presente invenção pode alavancar características de estruturas existentes para incorporação pronta nelas. Por exemplo, e como será explicado adicionalmente abaixo, a presente invenção é prontamente incorporada em estruturas flutuantes que têm tanques de lastro com água de lastro nele. Tais estruturas flutuantes incluem barcaças, navios, plataformas flutuantes usadas para suportar plataformas de perfuração de petróleo/gás, turbinas eólicas, boias etc.

[016] Com referência agora à FIG. 2, uma estrutura flutuante 200 é mostrada flutuando em um corpo de água 500 que poderia ser um rio, lago, oceano etc. Como é tipicamente o caso da maioria das estruturas flutuantes, um ou mais tanques de lastro 212 são providos e são rigidamente incorporados na estrutura flutuante 212. Cada tanque de lastro 212 pode ser usado para prover a função do recipiente 12 descrito acima. Por conseguinte, a água de lastro 214 nos tanques de lastro 212 pode ser alavancada como uma massa escrava de um absorvedor de movimento criado em conformidade com a presente invenção pela inclusão de um elemento elástico 220 na água de lastro 214. A superfície da água de lastro 214 é indicada em 216 com ulagem 218 sendo definida acima da superfície da água de lastro 216. A sintonização de cada absorvedor de movimento do tanque de lastro pode ser adaptada às necessidades de uma aplicação específica.

[017] Múltiplos absorvedores de movimento de uma estrutura (isto é, estáticos ou flutuantes) podem operar independentemente ou podem ser acoplados para dependência sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, e como ilustrado na FIG. 3, a estrutura flutuante 200 acima descrita tem dois de seus absorvedores de movimento de tanque de lastro em comunicação fluida entre si por meio de um duto 230. O duto 230 poderia prover comunicação fluida entre duas ulagens 218, entre duas câmaras de gás (não mostradas) de elementos elásticos 220 ou ambos. Prover comunicação fluida entre dois ou mais absorvedores de movimento essencialmente acopla as massas escravas dos absorvedores. Como um resultado, as massas escravas localizadas nos diferentes tanques de lastro podem ser acopladas juntas dinamicamente permitindo que os componentes de massa escrava separados trabalhem em conjunto para mitigar a dinâmica geral do sistema. Essencialmente, o duto provê uma ligação cinemática conveniente entre massas escravas de lastro que estão localizadas em diferentes seções da estrutura.

[018] O elemento elástico (por exemplo, 20 ou 220) usado em um absorvedor de movimento da presente invenção pode ser construído de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente invenção. Vários exemplos não limitativos são mostrados nas FIGs. 4 a 7 e serão descritos abaixo. Em cada exemplo, um único absorvedor de movimento 10 é mostrado isoladamente. Em todas as modalidades da presente invenção para incluir aquelas ilustradas nas FIGs. de 4 a 7, o elemento elástico provê um arranjo estrutural que permite que a massa de fluido de um sistema seja suspensa e alavancada como uma massa de mitigação. Ou seja, em vez de aprisionar uma grande massa de mitigação de movimento dentro de um absorvedor, como é o caso dos absorvedores convencionais, o elemento elástico da presente invenção introduz um pequeno volume varrido dentro de uma massa de fluido muito maior (por exemplo, 14 ou 214). A maior massa de fluido fluirá naturalmente em direção ou para longe do elemento elástico à medida que o elemento elástico se expande ou comprime, respectivamente. Dessa maneira, um elemento elástico muito pequeno alavanca a massa de fluido muito maior como uma massa escrava. Esta situação é altamente vantajosa, pois uma quantidade desejada de massa alavancada pode ser alcançada com um sistema significativamente menor do que a abordagem convencional. Isso é especialmente verdadeiro para aplicações onde há significativamente mais fluido disponível para alavancar fora do dispositivo do que poderia ser praticamente aprisionado dentro do dispositivo. Em termos de absorção de movimento ou de vibração, o uso do absorvedor da maior massa de fluido essencialmente divide os modos de movimento do líquido mais distanciados e reduz as respostas de seus picos resultantes.

[019] Referindo-se primeiro à FIG. 4, o elemento elástico 20 inclui um tubo 30 com uma extremidade fechada 31 e uma extremidade aberta 32. O tubo 30 é disposto no líquido 14 de modo que um pistão 33 de líquido 14 resida no tubo 30 para, desse modo, vedar a extremidade aberta 32. O tubo 30 pode ser inteiramente imerso no líquido 14 (como mostrado) ou parcialmente imerso no líquido 14 sem se afastar do escopo da presente invenção. Um gás 34 (por exemplo, ar) preenche a região do tubo 30 entre o pistão 33 e a extremidade fechada 31. Durante o movimento do líquido 14 no recipiente 12, o pistão 13 aumenta de tamanho/massa quando se move para cima no tubo 30 e diminui de tamanho/massa quando se move para baixo no tubo 30 como indicado pela seta de duas pontas 35. A compressão/expansão resultante do gás 34 atua como uma mola que absorve/amortece o movimento do líquido 14. Para maximizar a atenuação da mola de gás, um restritor de fluxo 36 pode ser disposto no tubo 30 para controlar o movimento do gás 34 na região do tubo 30 entre o pistão 33 e a extremidade fechada 31. O tubo 30 pode ser suportado no recipiente 12 por meio de suportes 37 acoplando o tubo 30 ao recipiente 12. Embora não seja requerido, os suportes 37 podem posicionar o tubo 30 no líquido 14 de modo que o eixo longitudinal do tubo 38 seja aproximadamente perpendicular à superfície do líquido 16.

[020] Em geral, quando o absorvedor de movimento 10 é exposto a energia vibracional, o líquido 14 reage a tal energia de modo que a superfície 16 se mova para cima e para baixo no recipiente 12, como indicado pela seta de duas pontas 15. Em correspondência com o movimento para cima e para baixo da superfície 16, o pistão 33 aumenta de tamanho quando a superfície 16 se move para baixo e diminui de tamanho quando a superfície 16 se move para cima. Uma vez que a extremidade aberta 32 do tubo 30 é acoplada ao líquido 14, o gás 34 forma um amortecedor de gás compressível com um único grau de liberdade. Na modalidade ilustrada, o único grau de liberdade do amortecedor de gás compressível é aproximadamente coincidente com o movimento para cima/para baixo da superfície 16.

[021] A alteração incremental induzida por vibração no pistão 33 desencadeia uma massa de fluido de reação ou massa escrava que se estende bem para o líquido 14, isto é, entre a extremidade aberta 32 do tubo 30 e a superfície 16. A reação da massa escrava provida pelo líquido 14 funciona contra o amortecedor de gás compressível definido pelo gás 34. A massa escrava é uma massa de reação que acopla o pistão 33 ao líquido 14. Usando as leis fundamentais da física newtoniana e as equações de conservação de massa (por exemplo, métodos lagrangeanos ou eulerianos de análises com Dinâmicas de Fluidos Computacionais ou Abordagens de Elementos Finitos), o volume e o diâmetro do tubo 30 são projetados para criar uma massa escrava dentro do líquido 14 de uma magnitude desejada que ressoa a uma frequência desejada (isto é, a frequência que deve ser amortecida), acoplando, desse modo, o amortecedor de gás compressível ao líquido 14.

[022] Referindo-se em seguida à FIG. 5, outra modalidade de um elemento elástico à base de tubo 20 é ilustrada. Na modalidade da FIG. 5, o elemento elástico 20 inclui várias opções de projeto que permitem que ele seja sintonizado ao longo de uma faixa de frequência estendida. Um tubo de diâmetro relativamente pequeno 40 tem sua extremidade fechada definida por uma câmara cheia de gás vedada 41 e tem sua extremidade aberta 42 vedada por um pistão 43 de líquido 14. Um gás 44 preenche a região do tubo 40 entre o pistão 43 e a câmara de gás 41. Semelhante à modalidade descrita na FIG. 4, o pistão 43 se move para cima e para baixo em oposição ao movimento correspondente da superfície 16, como indicado pela seta de duas pontas 45. Um restritor de fluxo 46 pode ser disposto no tubo 40. O elemento elástico pode ser suportado no recipiente 12 por meio de suportes 47.

[023] A combinação da câmara cheia de gás 41 e do restritor de fluxo 46 potencializa a sintonização do absorvedor de movimento. A câmara cheia de gás 41 atua como uma mola pneumática, enquanto o restritor de fluxo 46 limita a taxa de fluxo de gás dentro e fora da câmara cheia de gás 41. O volume da câmara cheia de gás 41 pode ser usado para controlar a taxa de mola pneumática compressível para ajustar a frequência natural do elemento elástico, enquanto o restritor de fluxo 46 determina o amortecimento inerente. O restritor de fluxo 46 pode ser posicionado em qualquer ponto ao longo do caminho de fluxo de gás interno, dependendo dos objetivos de desempenho e da arquitetura real da modalidade. O tubo de diâmetro relativamente pequeno 40 pode ser dimensionado para permitir que o elemento elástico 20 funcione como um ressonador de Helmholtz para controlar a frequência da massa de amortecimento primária. A principal vantagem desta característica de projeto é que o gás de alta velocidade inscrito pelo diâmetro menor do tubo 40 funciona como um termo de massa adicional para, desse modo, reduzir a frequência ressonante do elemento elástico.

[024] O diâmetro e o comprimento do tubo 40 podem ser variados para ajustar as características de resposta dinâmica do elemento elástico. Por exemplo, uma câmara de diâmetro expandido ou difusor 48 acoplado com um amplificador de velocidade de gás 49 pode ser provido adjacente ao pistão 43. A velocidade do gás 44 dentro do tubo 40 é controlada pelo deslocamento do pistão 43 e a razão da área de seção transversal do difusor 48 em comparação com a área de seção transversal do tubo 40. A região expandida do difusor 48 também pode ser usada para aumentar a massa do fluido contido na extremidade aberta 42, aumentando, desse modo, a área da seção transversal do pistão 43 e a velocidade do gás dentro do tubo 40.

[025] A presente invenção não é limitada a elementos elásticos do tipo tubo. Por exemplo, a FIG. 6 ilustra um absorvedor de movimento 10 utilizando um fole vedado 50 disposto no líquido 14 e acoplado ao recipiente 12. Um gás 54 pode ser vedado dentro do fole 50 para contribuir para a força de mola provida pela estrutura de fole. Em outras modalidades, o fole pode ser evacuado de modo que a rigidez do próprio fole e/ou das molas posicionadas internamente provejam a força de mola. Em ainda outras modalidades, uma combinação de gás, do próprio fole e das molas internas pode prover a força de mola. Os um ou mais foles 50 podem ser montados no fundo e/ou nas laterais do recipiente 12. À medida que a superfície líquida 16 se move para cima e para baixo, como indicado pela seta de duas pontas 15, o fole 50 experiencia expansão e compressão, respectivamente, como indicado pela seta de duas pontas 55. Tal expansão e compressão alavanca a massa escrava provida pelo líquido 14 para amortecer o movimento do líquido 14. Um arranjo de múltiplos foles 50 no recipiente 12 pode ser projetado para capturar uma massa escrava de líquido 14 que é constante e independente do movimento do líquido 14 no recipiente 12.

[026] A FIG. 7 ilustra outro absorvedor de movimento 10 em conformidade com a presente invenção que emprega um balão preenchido com um gás 64. O balão 60 pode ser acoplado ao recipiente 12 ou pode ser configurado para flutuabilidade neutra dentro do líquido 14, como mostrado. Independentemente de a superfície do líquido 16 se mover para cima e para baixo ou de uma lado para o outro, o balão 60 é capaz de experienciar expansão e compressão em uma variedade de dimensões, como indicado pelas setas de duas pontas 65.

[027] Deve ser entendido que uma variedade de outros tipos de elementos elásticos pode ser empregada em absorvedores de movimento da presente invenção. Por exemplo, o elemento elástico pode ser construído usando membranas flexíveis ou diafragmas rolantes.

[028] Para algumas aplicações, pode ser possível para o sistema de absorção de movimento da presente invenção alavancar uma massa escrava muito grande provida pelo ambiente em que uma estrutura reside. Por exemplo, estruturas projetadas para flutuar em um corpo de água podem ser configuradas com um ou mais absorvedores de movimento que alavancam o corpo de água circundante como a massa escrava do absorvedor. Por conseguinte, a FIG. 8 ilustra uma estrutura flutuante 200 disposta em um corpo de água 500 com um único absorvedor de movimento 70 acoplado à estrutura 200 e a FIG. 9 ilustra o uso de múltiplos absorvedores de movimento 70 acoplados à estrutura flutuante 200. Em cada caso, os absorvedores de movimento 70 podem ser configurados para acoplamento a uma estrutura flutuante existente ou podem ser configurados para integração a uma estrutura flutuante durante seu projeto/construção inicial.

[029] O absorvedor de movimento 70 inclui um recipiente 72 acoplado à estrutura flutuante 200 e um elemento elástico 74 suportado por e dentro do recipiente 72. O elemento elástico 74 está em comunicação fluida com o corpo de água 500 e aprisiona um volume de gás 76 dentro do recipiente 72. O movimento da água na água 500 atuando sobre o elemento elástico 74 faz com que o elemento elástico comprima o gás 76 ou permita que ele se expanda dentro do recipiente 76, causando, desse modo, uma alteração de pressão no gás 76. Em todas as modalidades do absorvedor 70, a massa do elemento elástico é minimizada, minimizando, desse modo, sua contribuição parasitária ao sistema dinâmico. Ao mesmo tempo, o elemento elástico 74 de massa minimizada alavanca uma massa escrava muito grande e não parasitária na água 500.

[030] A presente invenção pode ser incorporada a estruturas flutuantes existentes utilizando tanques de lastro, como ilustrado na FIG. 10, onde os tanques de lastro 212 funcionam como o recipiente 72 descrito acima de um absorvedor de movimento. O elemento elástico 74 é posicionado em um tanque de lastro 212 para estar em comunicação fluida com o corpo de água 500 e para aprisionar o gás 76 no tanque de lastro 212. Quando múltiplos absorvedores de movimento devem ser ligados em uma estrutura flutuante, a FIG. 11 ilustra um duto 240 para prover comunicação fluida entre dois ou mais volumes de gás 76 para, desse modo, acoplar os dois ou mais absorvedores de movimento.

[031] O elemento elástico 74 usado no absorvedor de movimento 70 pode ser construído de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente invenção. Vários exemplos não limitativos são mostrados nas FIGs. de 12 a 15 e serão descritos abaixo. Em cada exemplo, um único absorvedor de movimento 70 é mostrado isoladamente.

[032] Com referência primeiro à FIG. 12, o recipiente 72 está aberto na sua extremidade 73, disposto em água 500 de tal modo que o elemento elástico do absorvedor inclui um pistão 80 de água 500 que veda a extremidade aberta 73, aprisionando, desse modo, o gás 76 no recipiente 72. À medida que a superfície 502 da água 500 se move para cima e para baixo (devido à ação do vento, corrente e/ou ondas), como indicado pela seta de duas pontas 504, o pistão de água 80 se move para cima e para baixo no recipiente 72, como indicado pela seta de duas pontas 85, conforme o gás 76 atua como uma mola no pistão 80. Uma vez que o pistão de água 80 é contíguo à água 500, o pistão 80 alavanca uma grande massa de água 500 como a massa escrava 84 do elemento elástico. Se o elemento elástico for projetado para minimizar a massa do pistão de água 80, o impacto do peso parasítico do absorvedor de movimento 70 é mínimo na estrutura flutuante 200. Uma fonte de gás pressurizada 82 pode ser provida para sintonização do absorvedor de movimento 70 ao alterar a força de mola provida pelo gás 76.

[033] Com referência agora à FIG. 13, outra modalidade do absorvedor de movimento 70 é ilustrada, em que um diafragma flexível 90 é usado para vedar a extremidade aberta 73 do recipiente 72 disposto em água 500. O volume de gás 76 aprisionado aplica uma força de mola ao diafragma 90 à medida que se flexiona (como indicado pela seta de duas pontas 95) para dentro e para fora do recipiente 72 em conformidade com o movimento da água 500. Uma vez mais, a massa escrava 94 do absorvedor de movimento é provida pela água 500. O diafragma 90 pode ser realizado por uma variedade de construções para incluir diafragmas rolantes, membranas flexíveis etc., sem se afastar do escopo da presente invenção.

[034] Outros tipos de dispositivos flexíveis podem ser usados na extremidade aberta do recipiente 72 para comunicação fluida com o corpo de água 500. Por exemplo, a FIG. 14 ilustra um fole 92 para vedar a extremidade aberta 73 do recipiente 72, enquanto a FIG. 15 ilustra um balão 96 para vedar a extremidade aberta 73 do recipiente 72. Em ambos os casos, os dispositivos flexíveis alavancam uma grande massa escrava 94 do corpo de água circundante 500.

[035] As várias modalidades da presente invenção são particularmente adequadas para uso em plataformas de “turbinas eólicas em alto mar flutuantes” (FOWT). Aplicações exemplares da presente invenção para plataformas FOWT são ilustradas nas FIGs. de 16 a 27 e serão adicionalmente descritas abaixo.

[036] As modalidades da invenção divulgadas abaixo provêm, de maneira geral, melhorias para vários tipos de plataformas FOWT, tais como plataformas do tipo barcaça, plataformas do tipo submersíveis ou semissubmersíveis, plataformas do tipo boia de mastro e plataformas do tipo haste de tensão. A invenção inclui uma plataforma FOWT com um sistema de amortecimento de massa sintonizado melhorado para reduzir o movimento e o carregamento durante a operação.

[037] Tal como usado neste documento, o termo paralelo é definido como em um plano substancialmente paralelo ao horizonte. O termo vertical é definido como substancialmente perpendicular ao plano do horizonte.

[038] Com referência aos desenhos, particularmente às FIGs. de 16 a 18, uma primeira modalidade de uma plataforma FOWT 1010 com um sistema de amortecedor de massa sintonizada melhorado (TMD) 1034 é mostrada implantada em um corpo de água BW e ancorada ao fundo do mar (não mostrado). A plataforma FOWT 1010 ilustrada é uma modalidade de uma plataforma do tipo barcaça e inclui uma fundação ou casco 1012 que suporta uma torre 1014. A torre 1014 suporta uma turbina eólica 1016. O casco 1012 é semissubmersível e está estruturado e configurado para flutuar, semissubmerso, no corpo de água BW. Por conseguinte, uma porção do casco 1012 estará acima da água quando o casco 12 estiver flutuando no corpo de água BW. Como mostrado, uma porção do casco 1012 está abaixo da linha da água WL. Como usado neste documento, a linha da água WL é definida como a linha aproximada onde a superfície da água encontra a plataforma FOWT 1010. As linhas de amarração convencionais (não mostradas) podem ser anexadas à plataforma FOWT 1010 e adicionalmente anexadas a âncoras (não mostradas) no fundo do mar (não mostrado) para limitar o movimento da plataforma FOWT 1010 no corpo de ãgua BW.

[039] Como mostrado na modalidade ilustrada, o casco 1012 é formado por quatro hastes de casco 1018 que se estendem radialmente para fora de uma pedra angular 1020 e provêm flutuabilidade. O casco 1012 é, assim, substancialmente em formato cruzado. Uma coluna interior ou central 1022 é montada na pedra angular 1020 e provê uma plataforma mediante a qual a torre 1014 é montada. Alternativamente, o casco 1012 pode incluir três hastes de casco 1018 ou mais de quatro hastes de casco 1018. Na modalidade ilustrada, as hastes de casco 1018 têm um comprimento na faixa de 10 m a cerca de 75 m dependendo do tamanho da turbina eólica comercial instalada.

[040] Embora o casco 1012 da plataforma FOWT do tipo barcaça 1010 seja em formato cruzado, serã entendido que o sistema TMD melhorado 1034 pode ser usado em plataformas do tipo barcaça com outros formatos de casco, incluindo, mas não se limitando a, cascos com formatos retangulares, quadrados, redondos, ovais e outros formatos geométricos.

[041] Nas modalidades ilustradas neste documento, a turbina eólica 1016 é uma turbina eólica de eixo horizontal. Alternativamente, a turbina eólica pode ser uma turbina eólica de eixo vertical convencional (não mostrada). O tamanho da turbina 1016 irã variar com base nas condições do vento no local onde a plataforma FOWT 1010 estã ancorada e a saída de energia desejada. Por exemplo, a turbina 1016 pode ter uma saída de cerca de 10 MW. Alternativamente, a turbina 1016 pode ter uma saída dentro da faixa de cerca de 1 MW a cerca de 20 MW.

[042] A turbina eólica 1016 pode ser convencional e pode incluir um cubo de roda rotativo 1024. Pelo menos uma pá de rotor 1026 é acoplada e se estende para fora do cubo de roda 1024. O cubo de roda 1024 é rotativamente acoplado a um gerador elétrico (não mostrado). O gerador elétrico pode ser acoplado por meio de um transformador (não mostrado) e um cabo de energia submarino (não mostrado) a uma rede de energia (não mostrada). Na modalidade ilustrada, o cubo de roda 1024 tem três pás de rotor 1026. Em outras modalidades, o cubo de roda 1024 pode ter mais ou menos do que três pás de rotor 1026.

[043] Como mostrado nas FIGs. 17 e 18, a pedra angular 1020 inclui uma parede superior 1020A definindo uma superfície superior, uma parede inferior 1020B e define adicionalmente uma cavidade central 1028 com quatro hastes de pedra angular que se estendem radialmente para fora 1030. Cada haste 1030 inclui uma parede de extremidade 30A definindo uma face de conexão 1032 substancialmente vertical à qual as quatro hastes de casco 1018 serão anexadas. Alternativamente, a pedra angular 1020 pode incluir três hastes de pedra angular 1030 ou mais de quatro hastes de pedra angular 1030, correspondendo ao número de hastes de casco 1018.

[044] Um TMD convencional é um mecanismo integrado a um corpo dinâmico que usa uma massa interna ou externa e está ligado ao corpo dinâmico por meio de uma mola e um amortecedor. O amortecedor é usado para reduzir as respostas indesejadas no corpo dinâmico, ao configurar o amortecedor para responder fora de fase e na frequência da resposta indesejada, um procedimento tipicamente referido como um amortecimento de massa sintonizado. A frequência natural do TMD pode ser sintonizada ao selecionar uma combinação de massa e rigidez para a conexão entre o amortecedor e o corpo dinâmico. A fase do amortecedor pode ser sintonizada ao sintonizar o amortecimento na ligação entre o amortecedor de massa e o corpo dinâmico. Vantajosamente, as modalidades do TMD descritas e ilustradas neste documento usam água existente nas câmaras de lastro de água no casco, por exemplo, nas hastes de casco 1018 ou água externa às hastes de casco 1018, como a massa, ar pressurizado como a mola e um orifício configurado para amortecimento sintonizado.

[045] O sistema TMD melhorado 1034, ilustrado nas FIGs. de 16 a 18, inclui um TMD de primeira ou baixa frequência 1036 e um TMD de segunda ou alta frequência 1038. O TMD de baixa frequência 1036 é formado em uma extremidade exterior de cada uma das hastes de casco 1018 e inclui uma primeira câmara de lastro de água 1040 com um primeiro tubo amortecedor 1042 localizado centralmente e se estendendo longitudinalmente que se estende de uma extremidade superior da primeira câmara de lastro de água 1040 em direção a uma extremidade inferior da primeira câmara de lastro de água 1040, mas terminando acima de um piso da primeira câmara de lastro de água 1040.

[046] O primeiro tubo amortecedor 1042 pode ter um diâmetro dentro da faixa de cerca de 1 m a cerca de 20 m, uma primeira extremidade fechada 1042a (a extremidade superior ao visualizar as FIGs. 17 e 18) e uma segunda extremidade aberta 1042B (a extremidade inferior ao visualizar as FIGs. 17 e 18). Uma câmara de pressão de baixa frequência 1044 está localizada na haste de casco 1018. Na modalidade ilustrada, a câmara de pressão de baixa frequência 1044 está localizada adjacente à primeira câmara de lastro de água 1040. Alternativamente, a câmara de pressão de baixa frequência 1044 pode estar localizada em outros locais desejados na haste de casco 1018. Um primeiro tubo de conexão 1046 se estende entre a câmara de pressão de baixa frequência 1044 e uma porção superior do primeiro tubo amortecedor 1042.

[047] Semelhantemente, o TMD de alta frequência 1038 é formado em uma extremidade interior de cada uma das hastes de casco 1018 e inclui uma segunda câmara de lastro de água 1048 com um segundo tubo amortecedor 1050 localizado centralmente e se estendendo longitudinalmente, que se estende a partir de uma extremidade superior em direção a uma extremidade inferior da segunda câmara de lastro de água 1048, mas terminando acima de um piso da segunda câmara de lastro de água 1048. O segundo tubo amortecedor 1050 pode ter um diâmetro significativamente maior do que o diâmetro do primeiro tubo amortecedor 1042, tal como dentro da faixa de cerca de 1 m a cerca de 20 m, uma primeira extremidade fechada 1050A (a extremidade superior quando se visualizam as Figuras 17 e 18) e uma segunda extremidade aberta 1050B (a extremidade inferior ao se visualizarem as FIGs. 17 e 18). Uma câmara de pressão de alta frequência 1052 também está localizada na haste de casco 1018. Na modalidade ilustrada, a câmara de pressão de alta frequência 1052 está localizada adjacente à segunda câmara de lastro de água 1048 e abaixo da primeira câmara de lastro de água 1040. Alternativamente, a câmara de pressão de alta frequência 1052 pode estar localizada em outros locais desejados na haste de casco 1018. Um segundo tubo de conexão 1054 se estende entre a câmara de pressão de alta frequência 1052 e uma porção superior do segundo tubo amortecedor 1050.

[048] Um tubo de ventilação 1056 é montado em uma superfície superior do lado de fora de cada haste de casco 1018. Cada tubo de ventilação 1056 tem uma pluralidade de tubos de ventilação de conexão 1058 conectando cada uma das primeiras câmaras de água 1040 e as segundas câmaras de água 1048 e cada tubo de ventilação 56 termina em uma extremidade aberta sua dentro da coluna central 1022. Na modalidade ilustrada, dois tubos de ventilação de conexão 1058 estão conectados a, e em comunicação com, cada uma dentre as primeiras câmaras de água 1040 e as segundas câmaras de água 1048. As extremidades interiores dos tubos de ventilação 1056 são conectadas a um cubo de roda de ventilação central 1060 dentro da coluna central 1022. Os tubos de ventilação 1056 e os tubos de ventilação de conexão 1058 ventilam cada uma das primeiras câmaras de água 1040 e as segundas câmaras de água 1048 para a atmosfera.

[049] A pressão do ar dentro da câmara de pressão de baixa frequência 1044 e a câmara de pressão de alta frequência 1052 pode estar dentro da faixa de cerca de 1,0 psi a cerca de 50,0 psi, embora preferencialmente, a pressão do ar dentro da câmara de pressão de alta frequência 1052 seja maior do que a pressão do ar dentro a câmara de pressão de baixa frequência 1044. A pressão do ar dentro de cada câmara de pressão de baixa frequência 1044 e a câmara de pressão de alta frequência 1052 é personalizável e pode ser configurada e alterada por um compressor de ar (não mostrado) dentro da plataforma FOWT 1010.

[050] As primeiras câmaras de água 1040 e as segundas câmaras de água 1048 podem estar em comunicação fluída com uma bomba de lastro (não mostrada) ou outros meios para bombear ou mover água, permitindo, assim, que as primeiras câmaras de água 1040 e as segundas câmaras de água 1048 sejam preenchidas com água, e que o volume de água nela seja alterado como requerido.

[051] O primeiro tubo de conexão 1046 e o segundo tubo de conexão 1054 podem ser providos com orifícios ajustáveis, ilustrados esquematicamente em 1047 e 1055, respectivamente, dentro de cada um dentre o primeiro tubo de conexão 1046 e o segundo tubo de conexão 1054. Os diâmetros do lado de dentro dos orifícios ajustáveis 1047 e 1055 podem ser ajustados como requerido, isto é, tornados maiores ou menores, para controle ativo do fluxo de ar pressurizado da câmara de pressão de baixa frequência 1044 para o primeiro tubo amortecedor 1042 e da câmara de pressão de alta frequência 1052 para o segundo tubo amortecedor 1050. Os orifícios ajustáveis 1047 e 1055 podem ser ajustados manual ou remotamente. Assim, uma frequência desejada pode ser mantida dentro do TMD de baixa frequência 1036 e do TMD de alta frequência 1038. Por exemplo, a frequência dentro da câmara de pressão de baixa frequência 1044 e da câmara de pressão de alta frequência 1052 está preferencialmente dentro da faixa de cerca de.03 Hz a cerca de.33 Hz. Preferencialmente, uma frequência do TMD de alta frequência 1038 é maior do que uma frequência do TMD de baixa frequência 1036. Assim, as características de amortecimento do TMD de alta frequência 1038 e do TMD de baixa frequência 1036 podem ser controladas e ajustadas ao alterar a taxa de fluxo de ar através do segundo tubo de conexão 1054 e do primeiro tubo de conexão 1046, respectivamente.

[052] Mais especificamente, os TMDs 1036 e 1038 podem ser, cada um, controlados ativamente para mitigar os efeitos adversos do movimento e carregamento da plataforma FOWT resultantes do vento, corrente e carregamento de ondas durante a operação em uma faixa de frequências.

[053] Por exemplo, o sistema TMD 1034 pode ser provido com um controlador montado em qualquer local desejado na plataforma FOWT 1010. Preferencialmente, um controlador provido como um componente da turbina eólica 1016 é usado como o controlador TMD 1034. Será entendido, no entanto, que o controlador usado para controlar a operação do sistema TMD 1034 pode ser independente do controlador da turbina eólica 1016.

[054] Com referência de novo à FIG. 18, os orifícios ajustáveis 1047 e 1055 podem ser equipados com um sensor, tal como um sensor de posição, configurado para detectar o tamanho dos orifícios 1047 e 1055 durante a operação e comunicar a posição detectada ao controlador. Alternativamente, outros tipos de sensores podem ser usados, incluindo, mas não se limitando a, um sensor de fluxo de fluido para medir o fluxo de fluido através dos orifícios 1047 e 1055 durante a operação e comunicar o fluxo de fluido detectado ao controlador. Cada uma dentre a câmara de pressão de baixa frequência 1044 e a câmara de pressão de alta frequência 1052 pode ser equipada com um sensor de pressão configurado para detectar a pressão do ar nas câmaras de pressão 1044 e 1052 durante a operação e comunicar as pressões detectadas ao controlador.

[055] Adicionalmente, o casco 1012 pode incluir uma matriz de sensores configurados para detectar uma alteração de estado do mar e comunicar a alteração de estado do mar detectada ao controlador. Exemplos de sensores de estado do mar que podem ser providos no casco 1012 incluem, mas não estão limitados a, acelerômetros, inclinômetros e outros sensores de posição angular e células de carga. Os dados dessa matriz de sensores de alteração de estado do mar são comunicados ao controlador. Um algoritmo dentro do controlador analisa os dados recebidos e então: (1) altera uma rigidez dos TMDs 1036 e 1038, ao alterar a pressão do ar nas câmaras de pressão 1044 e 1052, respectivamente, e/ou (2) altera uma frequência de amortecimento dos TMDs 1036 e 1038 ao alterar o tamanho dos orifícios 1047 e 1055, respectivamente, alterando, assim, um volume de fluxo de ar através do primeiro tubo de conexão 1046 e do segundo tubo de conexão 1054.

[056] Em operação, cada um dentre o TMD de baixa frequência 1036 e o TMD de alta frequência 1038 podem ser sintonizados com base na geometria do casco FOWT e nas frequências desejadas para as quais é desejável mitigar. Vantajosamente, o sistema TMD 1034 da plataforma FOWT 1010 pode ser usado para mitigar movimentos em duas ou mais frequências. Como melhor mostrado na FIG. 18, uma pressão de ar desejada pode ser estabelecida na câmara de pressão de baixa frequência 1044 do TMD de baixa frequência 1036. Essa pressão de ar desejada será comunicada ao primeiro tubo amortecedor 1042 por meio do primeiro tubo de conexão 1046 e, assim, determina um nível de água dentro do primeiro tubo amortecedor 1042. A água no primeiro tubo amortecedor 1042 impele contra o ar pressurizado no primeiro tubo amortecedor 1042 e, assim, atua como uma mola. Porque o TMD de baixa frequência 1036 é formado em uma extremidade exterior de cada uma das hastes de casco 1018 e é orientado verticalmente, provê maior alavancagem e é mais eficaz para mitigar a inclinação ou a redução do movimento rotacional do casco 1012.

[057] Semelhantemente, uma pressão de ar desejada pode ser estabelecida na câmara de pressão de alta frequência 1052 do TMD de alta frequência 1038. Essa pressão de ar desejada será comunicada ao segundo tubo amortecedor 1050 por meio do segundo tubo de conexão 1054 e, assim, determina um nível de água dentro do segundo tubo amortecedor 1050. A água no segundo tubo amortecedor 1050 impele contra o ar pressurizado no segundo tubo amortecedor 1050 e, assim, atua como uma mola. Porque o TMD de alta frequência 1038 é formado em uma extremidade interior de cada uma das hastes de casco 1018 e é orientado verticalmente, é mais eficaz para mitigar o movimento para cima e para baixo, isto é, o movimento vertical do casco 1012.

[058] As FIGs. 19 e 20 ilustram uma plataforma FOWT semissubmersível 1062 com uma segunda modalidade do sistema TMD melhorado, mostrado esquematicamente em 1070. A plataforma FOWT semissubmersível 1062 inclui três vigas sobrenadantes 1064, uma coluna exterior vertical 1066 em uma extremidade exterior de cada uma das vigas 1064 e uma coluna central vertical 1068 em um centro da plataforma FOWT 1062. As vigas superiores 1065 podem se estender entre uma extremidade superior da coluna central 1068 e uma extremidade superior de cada uma das colunas externas 1066. Como ilustrado na FIG. 20, o sistema TMD 1070 inclui uma câmara de água 1072 e uma câmara de pressão com um amortecedor de orifício 1074. Na modalidade ilustrada, cada uma das vigas 1064 tem um sistema TMD orientado horizontalmente 1070 nelas e cada uma das colunas 1066 e 1068 tem um sistema TMD orientado verticalmente 1070 nelas.

[059] As FIGs. 21 e 22 ilustraram uma plataforma FOWT de haste de tensão 1076 com uma terceira modalidade do sistema TMD melhorado, mostrado esquematicamente em 1084. A plataforma FOWT de haste de tensão 1076 inclui três vigas sobrenadantes 1080 e uma coluna central vertical 1078 em um centro da plataforma FOWT 1076. Um diafragma flexível e impermeável à água 1082 é formado em uma superfície inferior de cada viga 1080 e está em contato com a água 1086 em que a plataforma FOWT de haste de tensão 1076 é implantada. Como ilustrado na FIG. 22, o sistema TMD 1084 inclui o diafragma 1082 e uma câmara de pressão com um amortecedor de orifício 1084. Em vez de uma câmara de água, a água 1086 atuando contra o diafragma 1082 funciona como a massa para o TMD 1084. 10O diafragma 82 é móvel em resposta à pressão do ar na câmara de pressão 1084. Na modalidade ilustrada, cada uma das vigas 1080 tem um sistema TMD orientado verticalmente 1084 nela.

[060] As FIGs. 23 e 24 ilustram uma plataforma FOWT do tipo mastro 1086 com uma quarta modalidade do sistema TMD melhorado, mostrado esquematicamente em 1094. A plataforma FOWT do tipo mastro 1086 inclui uma base 1090 e um poste vertical 1092 que se estende para fora e para cima a partir dela. Como ilustrado na FIG. 24, o sistema TMD 1094 é substancialmente o mesmo que o sistema TMD 1070 e inclui uma câmara de água 1096 e uma câmara de pressão com um amortecedor de orifício 1098. Na modalidade ilustrada, o sistema TMD 1094 é orientado horizontalmente dentro da base 1090.

[061] Com referência agora à FIG. 25, é mostrado um exemplo do sistema TMD 1070. O sistema TMD 1070 é mostrado dentro de uma coluna externa vertical 1066. Será entendido, no entanto, que o sistema TMD 1070 pode ser formado em qualquer uma das vigas 1064 e a coluna central vertical 1068. O sistema TMD 1070 inclui uma câmara de água de lastro 1100 e câmara de pressão 1102. Um tubo amortecedor 1104 se estende entre a câmara de água de lastro 1100 e a câmara de pressão 1102 e tem um orifício definindo um amortecedor de orifício 1106 formado nele para controlar uma quantidade de ar pressurizado dentro do tubo amortecedor 1104. O tubo amortecedor 1104 pode ter um diâmetro dentro da faixa de cerca de 1 m a cerca de 20 m.

[062] Um tubo de ventilação 1108 se estende entre a câmara de água de lastro 1100 e a atmosfera fora da coluna 1066, ventilando assim a câmara de água de lastro 1100 com atmosfera.

[063] Com referência agora à FIG. 26, é mostrado um exemplo do sistema TMD 1084. O sistema TMD 1084 é mostrado dentro de uma viga 1064 horizontal da plataforma FOWT semissubmersível 1062. Será entendido, no entanto, que o sistema TMD 1084 também pode ser formado na base 1090 do sistema TMD 1094. O sistema TMD 1084 inclui uma câmara de água de lastro 1110 e câmara de pressão 1112. Um tubo amortecedor 1114 se estende entre a câmara de água de lastro 1110 e a câmara de pressão 1112 e tem um orifício definindo um amortecedor de orifício 1116 formado em uma primeira extremidade sua (a extremidade mais à direita quando se visualiza a FIG. 26) para controlar uma quantidade de ar pressurizado dentro do tubo amortecedor 1114. Um diafragma flexível e impermeável à água 1118 é formado no tubo amortecedor 1114 perto de uma segunda extremidade sua (a extremidade mais à esquerda quando se visualiza a FIG. 26). O diafragma 1118 é móvel contra uma força exercida pela água no tubo amortecedor 1114 em resposta à pressão do ar no tubo amortecedor 1114. O tubo amortecedor 1114 pode ter um diâmetro dentro da faixa de cerca de 1 m a cerca de 20 m.

[064] Com referência agora à FIG. 27, é mostrado um exemplo do sistema TMD 1094. O sistema TMD 1094 é mostrado dentro de uma viga 1080 da plataforma FOWT de haste de tensão 1076. O sistema TMD 1094 inclui câmara de pressão 1120 com um orifício definindo um amortecedor de orifício 1122 formado nele controlando uma quantidade de ar pressurizado dentro da câmara de pressão 1120. Um diafragma flexível e impermeável à água 1124 é formado em uma extremidade da câmara de pressão 1120 e separa a câmara de pressão 1120 da água fora da viga 1080. O diafragma 1124 é móvel contra uma força exercida pela água no corpo de água BW em resposta à pressão do ar na câmara de pressão 1120.

[065] Embora descrito no contexto de uma plataforma FOWT de haste de tensão, o sistema TMD 1094 descrito neste documento pode ser configurado para ser usado com qualquer uma das modalidades das plataformas FOWT descritas e ilustradas neste documento.

[066] Vantajosamente, qualquer modalidade do sistema TMD 1034 descrito e ilustrado neste documento pode ser usado em almejar respostas e características de plataforma FOWT de direcionamento de projeto que incluem, mas não estão limitadas a: (1) ângulo de inclinação do sistema, em que o ângulo de inclinação dinâmico do sistema TMD é um critério de direcionamento de projeto típico que impacta a robustez do projeto estrutural não apenas em FOWTs, mas em plataformas em alto mar flutuantes em geral. A implementação de tecnologias de amortecimento de massa, tal como o sistema TMD 1034 no casco de uma plataforma FOWT, demonstrou diminuir o movimento de inclinação dinâmico. A redução no movimento de inclinação está correlacionada com uma redução tanto na fadiga quanto nas cargas finais para vários componentes estruturais no casco 1012, na torre 1014 e na turbina eólica 1016 montada nele; (2) movimento de elevação do sistema, em que o uso de um TMD em uma plataforma FOWT reduzirá a resposta ao movimento de elevação (vertical) da plataforma. Isso pode permitir que os cascos FOWT sejam projetados com menos preocupação com a turbina e as frequências de carregamento ambientais; (3) forçamento harmônico da turbina, em que o dano por fadiga devido às cargas harmônicas da turbina associadas à rotação da pá é uma consideração proeminente no projeto de uma torre de turbina eólica. Porque tal fadiga ocorre em frequências conhecidas, um TMD pode ser usado para mitigação de carga e, portanto, desempenho de fadiga melhorado e (4) respostas devido ao ambiente de onda, em que TMDs dentro de um casco da plataforma FOWT podem ser configurados para almejar uma resposta de frequência de onda e, assim, mitigar respostas dinâmicas e estruturais associadas a ondas.

[067] Embora a invenção tenha sido descrita em relação a modalidades específicas suas, há inúmeras variações e modificações que serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica à luz dos ensinamentos acima. Portanto, deve ser entendido que dentro do escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser praticada de um modo diferente do que especificamente descrito.

Claims

Sistema de absorção de movimento, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma estrutura adaptada para flutuar em um corpo de água;
um recipiente acoplado à referida estrutura, o referido recipiente com um líquido disposto nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do referido líquido; e
um elemento elástico disposto no referido líquido, o referido elemento elástico com uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do referido líquido causado pelo movimento da água no corpo de água atuando na referida estrutura.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico compreende um tubo com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta, o referido tubo sendo fixamente posicionado no referido líquido, o referido tubo com um pistão do referido líquido residindo no referido tubo para vedar a referida extremidade aberta em que um gás enche o referido tubo entre o referido pistão e a referida extremidade fechada do referido tubo, o referido tubo incluindo um constritor de fluxo disposto nele de modo que o referido gás passe através do referido constritor de fluxo quando o referido gás experiencia compressão e quando o referido gás experiencia expansão.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido tubo varia em diâmetro ao longo do seu comprimento.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um eixo longitudinal do referido tubo é aproximadamente perpendicular à referida superfície do referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é selecionado a partir do grupo que consiste em um fole disposto no referido líquido e um balão disposto no referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é acoplado ao referido recipiente.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente compreende um tanque de lastro da referida estrutura.
Sistema de absorção de movimento para uma estrutura, caracterizado pelo fato de que compreende:
um recipiente adaptado para ser acoplado a uma estrutura, o referido recipiente com um líquido disposto nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do referido líquido; e
um elemento elástico disposto no referido líquido, o referido elemento elástico com uma frequência natural sintonizada para amortecer o
movimento do referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico compreende um tubo com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta, o referido tubo sendo fixamente posicionado no referido líquido, o referido tubo com um pistão do referido líquido residindo no referido tubo para vedar a referida extremidade aberta em que um gás enche o referido tubo entre o referido pistão e a referida extremidade fechada do referido tubo, o referido tubo incluindo um constritor de fluxo disposto nele de modo que o referido gás passe através do referido constritor de fluxo quando o referido gás experiencia compressão e quando o referido gás experiencia expansão.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o referido tubo varia em diâmetro ao longo do seu comprimento.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um eixo longitudinal do referido tubo é aproximadamente perpendicular à referida superfície do referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é selecionado a partir do grupo que consiste em um fole disposto no referido líquido e um balão disposto no referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é acoplado ao referido recipiente.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a estrutura flutua em um corpo de água e em que o referido recipiente compreende um tanque de lastro.
Sistema de absorção de movimento, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de absorvedores de movimento adaptados para serem acoplados a uma estrutura, cada um dos referidos absorvedores de movimento incluindo
um recipiente adaptado para ser acoplado à estrutura, o referido recipiente com um líquido disposto nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do referido líquido; e
um elemento elástico disposto no referido líquido, o referido elemento elástico com uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico compreende um tubo com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta, o referido tubo sendo fixamente posicionado no referido líquido, o referido tubo com um pistão do referido líquido residindo no referido tubo para vedar a referida extremidade aberta em que um gás enche o referido tubo entre o referido pistão e a referida extremidade fechada do referido tubo, o referido tubo incluindo um constritor de fluxo disposto nele de modo que o referido gás passe através do referido constritor de fluxo quando o referido gás experiencia compressão e quando o referido gás experiencia expansão.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o referido tubo varia em diâmetro ao longo do seu comprimento.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que um eixo longitudinal do referido tubo é aproximadamente perpendicular à referida superfície do referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é selecionado a partir do grupo que consiste em um fole disposto no referido líquido e um balão disposto no referido líquido.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o referido elemento elástico é acoplado ao referido recipiente.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente compreende um tanque de lastro.
Sistema de absorção de movimento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um duto em comunicação fluida com pelo menos dois dos referidos absorvedores de movimento.
Método de absorção de movimento experienciado por uma estrutura, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
acoplar pelo menos um recipiente rígido a uma estrutura disposta em um ambiente capaz de induzir o movimento da estrutura, em que cada referido recipiente rígido tem um líquido disposto nele e em que uma ulagem é definida acima de uma superfície do referido líquido; e
posicionar um elemento elástico no referido líquido disposto em cada referido recipiente rígido, cada referido elemento elástico com uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento do referido líquido causado pelo ambiente.
Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento inclui as etapas de:
prover um tubo com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta; e
posicionar fixamente o referido tubo no referido líquido, em que um pistão do referido líquido reside no referido tubo para vedar a referida extremidade aberta e em que um gás enche o referido tubo entre o referido pistão e a referida extremidade fechada do referido tubo, o referido tubo incluindo um constritor de fluxo disposto nele, de modo que o referido gás passe através do referido constritor de fluxo quando o referido gás experiencia compressão e quando o referido gás experiencia expansão.
Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionar fixamente o referido tubo inclui a etapa de alinhar um eixo longitudinal do referido tubo para ser aproximadamente perpendicular à referida superfície do referido líquido.
Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento é selecionada a partir do grupo que consiste em posicionar um fole no referido líquido e posicionar um balão no referido líquido.
Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento inclui a etapa de acoplamento do referido elemento elástico ao referido recipiente.
Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o ambiente causa o referido movimento da estrutura em uma pluralidade de dimensões e em que o referido pelo menos um recipiente rígido compreende uma pluralidade de recipientes rígidos com o referido líquido disposto em cada um dos referidos recipientes rígidos e com um referido elemento elástico disposto em cada referido líquido, o referido método compreendendo adicionalmente a etapa de arranjar a referida pluralidade de recipientes rígidos para amortecer o referido movimento da estrutura na pluralidade de dimensões.
Método de absorção de movimento experienciado por uma estrutura flutuando em um corpo de água, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma estrutura flutuante em um corpo de água, a referida estrutura flutuante incluindo um tanque de lastro com água de lastro disposta nele, em que uma ulagem é definida acima de uma superfície da referida água de lastro; e
posicionar um elemento elástico na referida água de lastro, cada referido elemento elástico com uma frequência natural sintonizada para amortecer o movimento da referida água de lastro causado pelo movimento da água no corpo de água atuando sobre a estrutura flutuante.
Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento inclui as etapas de:
prover um tubo com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta; e
posicionar fixamente o referido tubo na referida água de lastro, em que um pistão da referida água de lastro reside no referido tubo para vedar a referida extremidade aberta e em que um gás enche o referido tubo entre o referido pistão e a referida extremidade fechada do referido tubo, o referido tubo incluindo um constritor de fluxo disposto nele, de modo que o referido gás passe através do referido constritor de fluxo quando o referido gás experiencia compressão e quando o referido gás experiencia expansão.
Método, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionar fixamente o referido tubo inclui a etapa de alinhar um eixo longitudinal do referido tubo para ser aproximadamente perpendicular à referida superfície da referida água de lastro.
Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento é selecionada a partir do grupo que consiste em posicionar um fole na referida água de lastro e posicionar um balão na referida água de lastro.
Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de posicionamento inclui a etapa de acoplamento do referido elemento elástico ao referido tanque de lastro.
Sistema de amortecimento de massa sintonizado (TMD) em combinação com uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante (FOWT) compreendendo:
uma plataforma FOWT do tipo barcaça tendo um casco configurado para ter uma torre de turbina eólica montada nele;
caracterizado pelo fato de que:
um sistema TMD é montado no casco com:
um primeiro TMD configurado para operar em uma primeira frequência; e
um segundo TMD configurado para operar em uma segunda frequência diferente da primeira frequência.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o primeiro TMD inclui uma primeira câmara de lastro de água que define uma massa do primeiro TMD e em que o segundo TMD inclui uma segunda câmara de lastro de água que define uma massa do segundo TMD.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para mitigar pelo menos um dentre movimento de elevação, movimento de inclinação, carregamento harmônico de turbina e carregamento de ambiente de onda da plataforma FOWT do tipo barcaça.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para permitir que a plataforma FOWT opere efetivamente com frequências naturais de inclinação de corpo rígido e de balanço dentro de sua faixa de energia de onda pretendida.
Sistema de amortecimento de massa sintonizado (TMD) em combinação com uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante (FOWT) compreendendo:
uma plataforma FOWT com um centro, pelo menos três hastes se estendendo radialmente a partir do centro e configuradas para ter uma torre de turbina eólica montada nelas;
caracterizado pelo fato de que apresenta:
um sistema TMD, uma porção do qual é montada em cada uma das hastes, cada haste com:
um primeiro TMD em uma extremidade exterior de cada haste e configurado para operar em uma primeira frequência; e
um segundo TMD em uma extremidade interior de cada haste configurada para operar em uma segunda frequência diferente da primeira frequência.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o primeiro TMD inclui uma primeira câmara de lastro de água que define uma massa do primeiro TMD e em que o segundo TMD inclui uma segunda câmara de lastro de água que define uma massa do segundo TMD.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para mitigar pelo menos um dentre movimento de elevação, movimento de inclinação, carregamento harmônico de turbina e carregamento de ambiente de onda da plataforma FOWT.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para permitir que a plataforma FOWT opere efetivamente com frequências naturais de elevação e de inclinação de corpo rígido dentro de sua faixa de energia de onda pretendida.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a plataforma FOWT é uma plataforma do tipo barcaça com um casco compreendendo uma pedra angular e quatro hastes anexadas a ela e definindo um formato cruzado.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para mitigar pelo menos um dentre movimento de elevação, movimento de inclinação, carregamento harmônico de turbina e carregamento de ambiente de onda da plataforma FOWT.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para permitir que a plataforma FOWT opere efetivamente com frequências naturais de elevação de corpo rígido e de inclinação dentro de sua faixa de energia de onda pretendida.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que cada primeiro TMD inclui adicionalmente:
uma primeira câmara de pressão dentro de cada haste conectada a uma fonte de ar pressurizado e com uma pressão de ar maior do que a pressão atmosférica;
um primeiro tubo amortecedor com uma primeira extremidade fechada e uma segunda extremidade aberta, a primeira extremidade anexada a uma extremidade superior da primeira câmara de lastro de água, o primeiro tubo amortecedor se estendendo em direção a um piso da primeira câmara de lastro de água, de modo que a segunda extremidade está espaçada a uma distância do piso da primeira câmara de lastro de água; e
um primeiro tubo de conexão se estendendo entre a primeira câmara de pressão e uma porção superior do primeiro tubo amortecedor, o primeiro tubo de conexão configurado para o fluxo de ar pressurizado através dele.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que cada segundo TMD inclui adicionalmente:
uma segunda câmara de pressão dentro de cada haste conectada a uma fonte de ar pressurizado e com uma pressão de ar maior do que uma pressão de ar dentro da primeira câmara de pressão;
um segundo tubo amortecedor com uma primeira extremidade fechada e na segunda extremidade aberta, a primeira extremidade anexada a uma extremidade superior da segunda câmara de lastro de água, o segundo tubo amortecedor se estendendo em direção a um piso da segunda câmara de lastro de água, de modo que a segunda extremidade está espaçada a uma distância do piso da segunda câmara de lastro de água; e
um segundo tubo de conexão que se estende entre a segunda câmara de pressão e uma porção superior do segundo tubo amortecedor, o segundo tubo de conexão configurado para o fluxo de ar pressurizado através dele.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo de conexão e o segundo tubo de conexão incluem um orifício ajustável, e em que um diâmetro interno dos orifícios ajustáveis são ajustáveis para controle ativo do fluxo de ar pressurizado da primeira câmara de pressão e da segunda câmara de pressão, respectivamente.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que o sistema TMD inclui adicionalmente:
um controlador anexado à plataforma FOWT;
um sensor de estado do mar montado na plataforma FOWT e operativamente conectado ao controlador;
um sensor de posição conectado a cada um dos orifícios ajustáveis dentro do primeiro e do segundo tubos de conexão e operativamente conectado ao controlador; e
um sensor de pressão conectado a cada uma das primeira e segunda câmaras de pressão e operativamente conectado ao controlador;
em que o controlador é configurado para controlar ativamente uma frequência operacional do primeiro e do segundo TMDs com base na entrada do sensor de estado do mar.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que o controle ativo da frequência operacional do primeiro e do segundo TMDs inclui pelo menos um dentre alterar uma rigidez do primeiro e do segundo TMDs ao alterar a pressão do ar na primeira e segunda câmaras de pressão, respectivamente, e alterar uma frequência de amortecimento do primeiro e do segundo TMDs, ao alterar o tamanho dos orifícios ajustáveis dentro do primeiro e do segundo tubos de conexão, alterando, assim, um volume de fluxo de ar através do primeiro e do segundo tubos de conexão.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara de pressão é configurada como uma câmara de pressão de baixa frequência e a segunda câmara de pressão é configurada como uma câmara de pressão de alta frequência.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que o primeiro TMD é configurado para, pelo menos, um dentre mitigar a inclinação e reduzir o movimento rotacional do casco.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o segundo TMD é configurado para mitigar o movimento vertical para cima e para baixo do casco.
Sistema de amortecimento de massa sintonizado (TMD) configurado para uso em uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante (FOWT) compreendendo:
uma base sobrenadante com uma torre se estendendo para fora e para cima a partir dela, a torre configurada para ter uma turbina eólica montada nela;
caracterizado pelo fato de que:
um TMD é montado na base e inclui:
uma câmara de pressão formada dentro da base, a câmara de pressão conectada a uma fonte de ar pressurizado e com uma pressão de ar maior do que a pressão atmosférica;
um amortecedor de orifício formado na câmara de pressão; e
um diafragma flexível e impermeável à água montado entre a câmara de pressão e o corpo de água em que a plataforma FOWT é implantada, a água impelindo contra o diafragma definindo uma massa do TMD.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que a plataforma FOWT é uma plataforma FOWT do tipo mastro.
Sistema de amortecimento de massa sintonizado (TMD) em combinação com uma plataforma de turbina eólica em alto mar flutuante (FOWT) compreendendo:
uma plataforma FOWT do tipo semissubmersível com um centro, pelo menos três hastes se estendendo radialmente a partir do centro, uma coluna central, uma coluna externa em uma extremidade distal de cada uma das pelo menos três hastes e configurada para ter uma torre de turbina eólica montada na coluna central;
caracterizado pelo fato de que:
um sistema TMD é montado na plataforma FOWT e inclui um primeiro TMD orientado horizontalmente montado em cada uma das hastes e um segundo TMD montado verticalmente montado em cada uma das colunas;
em que os primeiros TMDs em cada haste incluem uma primeira câmara de lastro de água que define uma massa do primeiro TMD e em que os segundos TMDs em cada coluna incluem uma segunda câmara de lastro de água que define uma massa do segundo TMD; e
em que cada um do primeiro e do segundo TMDs pode ser configurado para operar em uma frequência diferente.
Sistema TMD em combinação com uma plataforma FOWT, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para mitigar pelo menos um dentre movimento de elevação, movimento de inclinação, carga harmônica de turbina e carga de ambiente de onda da plataforma FOWT; e em que pelo menos um dentre o primeiro e o segundo TMDs é configurado para permitir que a plataforma FOWT opere efetivamente com elevação de corpo rígido e frequências naturais de inclinação dentro de sua faixa de energia de onda pretendida.