FR3140858A1 - Floating or semi-submersible installation with wind turbine - Google Patents
Floating or semi-submersible installation with wind turbine Download PDFInfo
- Publication number
- FR3140858A1 FR3140858A1 FR2210534A FR2210534A FR3140858A1 FR 3140858 A1 FR3140858 A1 FR 3140858A1 FR 2210534 A FR2210534 A FR 2210534A FR 2210534 A FR2210534 A FR 2210534A FR 3140858 A1 FR3140858 A1 FR 3140858A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- installation according
- installation
- wind turbine
- hull
- partitions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B11/00—Interior subdivision of hulls
- B63B11/02—Arrangement of bulkheads, e.g. defining cargo spaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
- F03D13/256—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation on a floating support, i.e. floating wind motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
- B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Installation flottante ou semi-submersible avec éolienne Installation flottante ou semi-submersible (1) comprenant un pont (2), une coque (3), avec le pont recouvrant la coque de manière à former un espace clos compartimenté par des cloisons (4), et une éolienne (5) présentant un mât dont la base (6) est située au-dessous du pont et fixée à au moins deux des dites cloisons (4) au moyen d’un système de fondation (7) comprenant des espaces libres (9), (10). Figure pour l'abrégé : 3Floating or semi-submersible installation with wind turbine Floating or semi-submersible installation (1) comprising a deck (2), a hull (3), with the deck covering the hull so as to form an enclosed space compartmentalized by partitions (4) , and a wind turbine (5) having a mast whose base (6) is located below the deck and fixed to at least two of said partitions (4) by means of a foundation system (7) comprising free spaces (9), (10). Figure for abstract: 3
Description
La présente invention est relative aux installations flottantes ou semi-submersibles comprenant une coque et une éolienne ancrée dans la coque.The present invention relates to floating or semi-submersible installations comprising a hull and a wind turbine anchored in the hull.
De nombreuses unités d’exploitation et de production en mer existent, notamment pour l’extraction de pétrole et de gaz. Ces unités ont souvent la forme de coque de navire et sont amarrées de manière permanente sur le lieu de production. Les besoins en énergies sont alors prodigués par des équipements qui consistent généralement en des générateurs d’énergie mécanique ou électrique, de type moteurs à pistons ou turbine à gaz, éventuellement associés à des alternateurs.Numerous offshore exploitation and production units exist, particularly for oil and gas extraction. These units are often shaped like a ship's hull and are permanently moored at the production location. The energy requirements are then provided by equipment which generally consists of mechanical or electrical energy generators, such as piston engines or gas turbines, possibly associated with alternators.
Ces solutions habituelles présentent l’inconvénient, soit de nécessiter l’importation de combustibles tels que l’essence, le gazole ou le gaz, soit d’autoconsommer une partie de leur production d’hydrocarbure.These usual solutions have the disadvantage of either requiring the importation of fuels such as gasoline, diesel or gas, or of self-consuming part of their hydrocarbon production.
De plus, ces solutions habituelles de génération d’énergie occupent de l’espace dans la coque ou sur le pont de celle-ci, augmentant ainsi les besoins en volume ou en espace, au détriment respectif des volumes de stockage dans la coque ou de la place pour les procédés de conditionnement sur le pont pour une taille donnés de coque, ou bien nécessitent une coque plus grande.In addition, these usual energy generation solutions occupy space in the hull or on the deck thereof, thus increasing the volume or space requirements, to the respective detriment of the storage volumes in the hull or of space for conditioning processes on deck for a given hull size, or require a larger hull.
Partant de là, un problème qui se pose est de fournir une installation flottante ou semi-submersible comprenant un moyen de produire de l’énergie occupant une place limitée dans ladite installation.From there, a problem that arises is to provide a floating or semi-submersible installation comprising a means of producing energy occupying a limited space in said installation.
Une solution de la présente invention est une installation flottante ou semi-submersible 1 comprenant un pont 2, une coque 3, avec le pont recouvrant la coque de manière à former un espace clos compartimenté par des cloisons 4, et une éolienne 5 présentant un mât dont la base 6 est située au-dessous du pont et fixée à au moins deux des dites cloisons 4 au moyen d’un système de fondation 7 comprenant des espaces libres 9, 10.A solution of the present invention is a floating or semi-submersible installation 1 comprising a deck 2, a hull 3, with the deck covering the hull so as to form an enclosed space compartmentalized by partitions 4, and a wind turbine 5 having a mast the base 6 of which is located below the deck and fixed to at least two of said partitions 4 by means of a foundation system 7 comprising free spaces 9, 10.
Dans le cadre de l’invention, on entendra par « coque » l’enveloppe du bateau située sous le pont.In the context of the invention, the term “hull” means the envelope of the boat located under the deck.
De même, on entendra par « espaces libres » des espaces non occupés par la structure du système de fondation ou par la base du mât de l’éolienne.Likewise, “free spaces” will mean spaces not occupied by the structure of the foundation system or by the base of the wind turbine mast.
Avantageusement, les espaces libres dans le système de fondation représentent entre 50 et 75% du volume du système de fondation. Soulignons que ces pourcentages ne tiennent pas compte du volume compris entre la coque et le système de fondation étant donné que ce volume ne fait pas parti du système de fondation.Advantageously, the free spaces in the foundation system represent between 50 and 75% of the volume of the foundation system. Note that these percentages do not take into account the volume between the shell and the foundation system since this volume is not part of the foundation system.
L’éolienne 5 sera de préférence orientable de manière à orienter les pâles de l’éolienne en fonction du vent.The wind turbine 5 will preferably be orientable so as to orient the blades of the wind turbine according to the wind.
Par ailleurs, l’installation pourra être de préférence mobile de manière à assurer également un alignement partiel de l’éolienne aux conditions de vent existantes.Furthermore, the installation could preferably be mobile so as to also ensure partial alignment of the wind turbine with existing wind conditions.
Selon le cas, l’installation selon l’invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous :Depending on the case, the installation according to the invention may have one or more of the characteristics below:
- les cloisons sont des cloisons de réservoir de ballast ou de compartiment de stockage;- bulkheads are ballast tank or storage compartment bulkheads;
- l’installation comprend un espace libre 14 entre le système de fondation 7 et la coque 3;- the installation includes a free space 14 between the foundation system 7 and the shell 3;
- le système de fondation comprend une ossature parallélépipèdique ;- the foundation system includes a parallelepiped frame;
- l’ossature définit 2n + 1 volumes rectangulaires, un volume central 8 et 2n volumes latéraux 9, 10, en série dans la largeur de la coque, avec le volume central comprenant la base de l’éolienne et les volumes latéraux étant des espaces libres et avec n ≥ 1. De préférence n sera compris entre 1 et 4.- the framework defines 2n + 1 rectangular volumes, a central volume 8 and 2n side volumes 9, 10, in series across the width of the shell, with the central volume comprising the base of the wind turbine and the side volumes being spaces free and with n ≥ 1. Preferably n will be between 1 and 4.
- le volume central comprend des panneaux verticaux 11 fixés entre la base du mât et les parois du volume central ; de préférence les panneaux verticaux présenteront une hauteur similaire à la hauteur du volume central ; de préférence le volume central comprendra entre 4 et 16 panneaux verticaux, uniformément répartis autour de la base du mât de l’éolienne ; de préférence les panneaux verticaux seront en acier ; Ces panneaux verticaux auront pour but de transférer les efforts du mât de l’éolienne au système de fondation 7 ;- the central volume comprises vertical panels 11 fixed between the base of the mast and the walls of the central volume; preferably the vertical panels will have a height similar to the height of the central volume; preferably the central volume will include between 4 and 16 vertical panels, uniformly distributed around the base of the wind turbine mast; preferably the vertical panels will be made of steel; These vertical panels will aim to transfer the forces from the wind turbine mast to the foundation system 7;
- l’ossature est en acier ;- the frame is made of steel;
- les espaces libres 9, 10 et 14 sont des espaces de stockage ;- free spaces 9, 10 and 14 are storage spaces;
- la base du mât de l’éolienne est fixée dans l’installation de manière à limiter les mouvements de translation dans les 3 axes, de préférence à un point situé à proximité du métacentre de carène de l’installation, préférentiellement à moins de 30 mètres du métacentre de carène de l’installation ;- the base of the wind turbine mast is fixed in the installation so as to limit translation movements in the 3 axes, preferably at a point located near the hull metacenter of the installation, preferably less than 30 meters from the hull metacenter of the installation;
- l’installation comprend des moyens 12 pour transférer les efforts, fixés entre la partie du mât de l’éolienne située au-dessus du pont et le pont lui-même ; Les moyens 12 pour transférer les efforts seront de préférence des goussets ;- the installation includes means 12 for transferring forces, fixed between the part of the wind turbine mast located above the bridge and the bridge itself; The means 12 for transferring the forces will preferably be gussets;
- l’installation comprend des moyens 13 pour transférer les efforts, fixés entre la base du système de fondation et les cloisons ; les moyens 13 seront de préférence choisis parmi des goussets horizontaux ou des goussets verticaux ;- the installation includes means 13 for transferring forces, fixed between the base of the foundation system and the partitions; the means 13 will preferably be chosen from horizontal gussets or vertical gussets;
- l’installation est une installation pour la séquestration géologique de dioxyde de carbone et elle comprend un compartiment de stockage de dioxyde de carbone à l’état liquide, situé dans l’espace formé par la coque et le pont, et un dispositif d’injection, apte à injecter du dioxyde de carbone dans un réservoir géologique sous-marin, depuis ledit compartiment de stockage ;- the installation is an installation for the geological sequestration of carbon dioxide and it comprises a storage compartment for carbon dioxide in the liquid state, located in the space formed by the hull and the deck, and a device for injection, capable of injecting carbon dioxide into an underwater geological reservoir, from said storage compartment;
- l’éolienne est apte à produire de l’énergie et à alimenter le dispositif d’injection ;- the wind turbine is capable of producing energy and powering the injection device;
- L’installation comprend un organe de stockage de l’énergie produite par l’éolienne, de préférence une batterie de stockage de l’énergie produite par l’éolienne ; L’organe de stockage combiné à l’éolienne permettent une utilisation continue de l’énergie étant donné que l’éolienne fournit une énergie variable dans le temps ;- The installation includes a body for storing the energy produced by the wind turbine, preferably a battery for storing the energy produced by the wind turbine; The storage unit combined with the wind turbine allows continuous use of energy given that the wind turbine provides variable energy over time;
- L’installation est un navire, une unité flottante ou une barge.- The installation is a ship, floating unit or barge.
La solution proposée par la présente invention permet l’installation d’une éolienne sur une unité flottante ou semi-submersible en évitant l’utilisation de fondations créées sur le fond de la coque elle-même, comme c’est souvent le cas sur les unités en mer pétrolières et gazières pour l’installation d’équipements lourds (par « équipements lourds » on entend des équipements présentant un poids supérieur à 4 tonnes). En effet, l’installation de ces équipements lourds sur les unités en mer nécessitent habituellement l’utilisation de grandes quantités d’acier (par exemple entre 8 et 10% du poids de l’équipement lourd porté) dans les fondations dont le seul but est le transfert des efforts vers la coque du bateau. Ces fondations sont faites d’acier ou de béton armé suivant le matériau utilisé pour la coque. La solution proposée par la présente invention présente l’avantage d’utiliser les structures déjà existantes de cloisons, des cloisons de ballast ou des cloisons de séparation de compartiments, tout en limitant l’encastrement dans la hauteur de l’espace compris entre le pont et la coque. En effet, les espaces libres compris dans le système de fondation et dans l’espace compris entre le système de fondation et la coque sont des espaces disponibles pour le stockage ou la localisation de fonctionnalités secondaires nécessaires à l’installation. Ce qui constitue un avantage supplémentaire non négligeable vis-à-vis des solutions de l’art antérieur : contrairement au système de fondation proposé dans le cadre de l’invention, les volumes à l’intérieur des fondations selon l’art antérieur sont inutilisables pour héberger d’autres fonctions telles que des volumes de stockage ou des salles de contrôle ou de puissance, notamment dû aux efforts transitant dans les fondations et les risques associés.The solution proposed by the present invention allows the installation of a wind turbine on a floating or semi-submersible unit avoiding the use of foundations created on the bottom of the hull itself, as is often the case on offshore oil and gas units for the installation of heavy equipment (by “heavy equipment” we mean equipment weighing more than 4 tonnes). Indeed, the installation of this heavy equipment on offshore units usually requires the use of large quantities of steel (for example between 8 and 10% of the weight of the heavy equipment carried) in the foundations whose sole purpose is the transfer of forces to the hull of the boat. These foundations are made of steel or reinforced concrete depending on the material used for the hull. The solution proposed by the present invention has the advantage of using already existing partition structures, ballast partitions or compartment separation partitions, while limiting the recess in the height of the space between the deck and the hull. Indeed, the free spaces included in the foundation system and in the space between the foundation system and the shell are spaces available for the storage or location of secondary functionalities necessary for the installation. Which constitutes a significant additional advantage compared to the solutions of the prior art: unlike the foundation system proposed in the context of the invention, the volumes inside the foundations according to the prior art are unusable to accommodate other functions such as storage volumes or control or power rooms, in particular due to the forces passing through the foundations and the associated risks.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210534A FR3140858A1 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Floating or semi-submersible installation with wind turbine |
| PCT/EP2023/078250 WO2024079216A1 (en) | 2022-10-13 | 2023-10-11 | Floating or semi-submersible installation with wind turbine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210534 | 2022-10-13 | ||
| FR2210534A FR3140858A1 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Floating or semi-submersible installation with wind turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3140858A1 true FR3140858A1 (en) | 2024-04-19 |
Family
ID=85018696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2210534A Pending FR3140858A1 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Floating or semi-submersible installation with wind turbine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3140858A1 (en) |
| WO (1) | WO2024079216A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120038062A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-23 | 삼성중공업 주식회사 | A plant for producting hydrogen using offshore wind power generator |
| EP2899111A1 (en) * | 2013-01-21 | 2015-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for assembling floating wind-power generation device, and floating wind-power generation device |
| WO2018234721A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Mirade Consultants Ltd | Method and apparatus for offshore co2-based eor |
| EP4060123A1 (en) * | 2019-11-12 | 2022-09-21 | Beridi Maritime S.L. | Structure for supporting marine installations and procedure for the execution thereof |
-
2022
- 2022-10-13 FR FR2210534A patent/FR3140858A1/en active Pending
-
2023
- 2023-10-11 WO PCT/EP2023/078250 patent/WO2024079216A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120038062A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-23 | 삼성중공업 주식회사 | A plant for producting hydrogen using offshore wind power generator |
| EP2899111A1 (en) * | 2013-01-21 | 2015-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for assembling floating wind-power generation device, and floating wind-power generation device |
| WO2018234721A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Mirade Consultants Ltd | Method and apparatus for offshore co2-based eor |
| EP4060123A1 (en) * | 2019-11-12 | 2022-09-21 | Beridi Maritime S.L. | Structure for supporting marine installations and procedure for the execution thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024079216A1 (en) | 2024-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110805524B (en) | Offshore solar energy, wind energy and wave energy complementary power generation equipment | |
| US8690477B2 (en) | System and method for generating energy from subsurface water currents | |
| US9797366B2 (en) | Pumped-storage power plant | |
| US8698338B2 (en) | Offshore energy harvesting, storage, and power generation system | |
| AU2003241229B2 (en) | A device for a wind power station placed in deep water | |
| US8662792B2 (en) | Seat portion structure for a hydraulic turbine engine | |
| EP2604501B1 (en) | System of anchoring and mooring of floating wind turbine towers and corresponding methods for towing and erecting thereof | |
| NO178274B (en) | Wave-powered power plant system | |
| US20160341173A1 (en) | Method for installing a so-called "marine" pumped-storage hydroelectric power plant and corresponding plant | |
| Pimm et al. | Underwater compressed air energy storage | |
| US10364938B2 (en) | Underwater energy storage using compressed fluid | |
| KR101299281B1 (en) | Solar energy and wind power system ship and the manufacturing method | |
| US20220178340A1 (en) | Marine-Pumped Hydroelectric Energy Storage | |
| WO2020165892A1 (en) | Wind turbine transportation cradle and using the same for installation of a floating offshore wind turbine assembly | |
| TW201727053A (en) | Offshore wind power generation facility and construction method therefor | |
| CN117693628A (en) | Wind turbine with electrolysis unit housed within tower | |
| FR3140858A1 (en) | Floating or semi-submersible installation with wind turbine | |
| KR20170042268A (en) | Ocean Compressed Air Energy System | |
| US20240301855A1 (en) | Combined wave energy converter and grid storage | |
| Lau et al. | Decarbonizing FPSO operations in west Africa by offshore wind energy | |
| Peiffer et al. | Floating wind turbines: The new wave in offshore wind power | |
| Golightly | Blackbird: a hybrid CAES storage anchored mono-TLP VAWT-WEC | |
| KR20230030205A (en) | Offshore wind power generation apparatus provided with auxiliary power generation unit | |
| GB2602284A (en) | An offshore floating support | |
| KR20240049744A (en) | Tidal Power Generation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240419 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |