NO20210563A1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO20210563A1
NO20210563A1 NO20210563A NO20210563A NO20210563A1 NO 20210563 A1 NO20210563 A1 NO 20210563A1 NO 20210563 A NO20210563 A NO 20210563A NO 20210563 A NO20210563 A NO 20210563A NO 20210563 A1 NO20210563 A1 NO 20210563A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
towers
platform
sail
matrix
trimaran
Prior art date
Application number
NO20210563A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO346697B1 (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to NO20210563A priority Critical patent/NO346697B1/en
Priority to PCT/NO2022/050104 priority patent/WO2022235169A1/en
Priority to EP22799194.0A priority patent/EP4334586A1/en
Publication of NO20210563A1 publication Critical patent/NO20210563A1/no
Publication of NO346697B1 publication Critical patent/NO346697B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • B63B1/125Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly comprising more than two hulls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/02Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95Mounting on supporting structures or systems offshore
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

Patentsøknad Patent application

Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran med et dertil utformet og integrert matriseseil med tilhørende nødvendig utstyr. Floating wind turbine designed as a submersible trimaran with a specially designed and integrated matrix sail with associated necessary equipment.

Denne patentsøknaden omhandler videreutviklingen av et flytende vindkraftverk som tidligere er omtalt i norsk patentsøknad nr. NO 344743 (B1) og patentsøknad PT 3250818 (T). This patent application concerns the further development of a floating wind power plant which was previously mentioned in Norwegian patent application no. NO 344743 (B1) and patent application PT 3250818 (T).

Utviklingen av konseptet har avdekket utfordringer som gjør det nødvendig med en del viktige endringer i det opprinnelige konseptet. The development of the concept has revealed challenges that necessitate a number of important changes to the original concept.

De viktigste utfordringene som utviklingsarbeidet har avdekket og nødvendiggjort endringer i forhold til det opprinnelige konseptet er som følger: The most important challenges that the development work has uncovered and necessitated changes in relation to the original concept are as follows:

• Utforming av trimaranens skrog • Design of the trimaran's hull

• Strukturell utforming av matriseseilet • Structural design of the matrix sail

• Utforming av heis-systemet • Design of the lift system

• Integrering av matriseseilet på trimaranens skrog • Integration of the matrix sail on the trimaran's hull

• Fremføring av elektriske kabler mellom omformerstasjoner og turbiner • Routing of electrical cables between converter stations and turbines

Utforming av trimaranens skrog Design of the trimaran's hull

Utforming av en trimaran som skal bære et stort matriseseil er utfordrende. Matriseseilet skal gjerne ha en størrelse på 300 meter høgde og 300 meter bredde. Trimaranen må da designes slik at konseptet blir stabilt i bredden, men trimaranen må også ha en stor lengde. Hele konseptet må designes for å kunne tåle såkalte 100 års bølger. Utfordringen blir da at trimaranens egenfrekvens ligge svært nære frekvensen til de største bølgene. Dette vil lett kunne frembringe store bevegelser på trimaranen, såkalt stamping. Akselerasjonen i toppen av seilet blir uhåndterbar. Man kan forsøke å designe seilet / de vertikale tårnene på en slik måte at tårnene tåler den store akselerasjonen, men dette er lite hensiktsmessig. Designing a trimaran that will carry a large matrix sail is challenging. The matrix sail should preferably have a size of 300 meters high and 300 meters wide. The trimaran must then be designed so that the concept is stable in width, but the trimaran must also have a great length. The entire concept must be designed to be able to withstand so-called 100-year waves. The challenge then becomes that the trimaran's natural frequency is very close to the frequency of the largest waves. This can easily cause large movements on the trimaran, so-called pounding. The acceleration at the top of the sail becomes unmanageable. One can try to design the sail / the vertical towers in such a way that the towers can withstand the great acceleration, but this is not very appropriate.

Man må derfor ifølge oppfinnelsen endre på designet / utformingen av trimaranen i forhold til hvordan den er designet/beskrevet i tidligere patentsøknader, slik at også dens egenfrekvens blir endret. One must therefore, according to the invention, change the design of the trimaran in relation to how it is designed/described in previous patent applications, so that its natural frequency is also changed.

Dette blir gjort på følgende måte: Man går bort fra å benytte 3 parallelle skipsskrog, et stort midtstilt hoved skrog og to mindre skrog, et på hver side. This is done in the following way: One moves away from using 3 parallel ship hulls, a large central main hull and two smaller hulls, one on each side.

Istedenfor 3 parallelle skrog benytter man vertikale sylindere (pongtonger). Det som tidligere i patentsøknadene ble beskrevet som hoved skroget består nå av en stor sylinder bakerst, plassert om lag midt under matriseseilet og en fremre sylinder, der turreten og den elektriske svivelen er plassert. Disse to sylindrene er forbundet med et skrog under vannflaten. Skroget under vannflaten har en flat overflate. Instead of 3 parallel hulls, vertical cylinders (pontoons) are used. What was previously described in the patent applications as the main hull now consists of a large cylinder at the rear, located approximately in the middle under the matrix sail and a front cylinder, where the turret and the electric swivel are located. These two cylinders are connected by a hull below the surface of the water. The hull below the surface of the water has a flat surface.

Det som tidligere ble beskrevet som 2 sideskrog er også erstattet med 2 vertikale sylindere for oppdrift og stabilitet. Disse to sylindrene er festet til plattformen under matriseseilet. What was previously described as 2 side hulls has also been replaced with 2 vertical cylinders for buoyancy and stability. These two cylinders are attached to the platform under the matrix sail.

Når konseptet blir utformet på denne måten viser alle beregninger at bevegelsene på skroget både sideveis og i lengderetningen (såkalt stamping) blir redusert til et absolutt minimum og godt innfor alle toleransekrav i forhold til sikkerhet og funksjonalitet for det til dels følsomme elektriske utstyret. Designkravet har vært tusenårs bølger og vindstyrke. When the concept is designed in this way, all calculations show that the movements of the hull both laterally and in the longitudinal direction (so-called pounding) are reduced to an absolute minimum and well within all tolerance requirements in relation to safety and functionality for the partly sensitive electrical equipment. The design requirement has been millennial waves and wind strength.

Strukturell utforming av matriseseilet Structural design of the matrix sail

Den sideveis avstivingen av konseptet må utformes på en ny måte for å få tilstrekkelig sideveis styrke i matriseseilet og unngå at store seilarealer / vindfang utelukkende blir brukt til avstiving og ikke produksjon av elektrisk strøm. Dette blir ifølge oppfinnelsen løst på den måten at det blir etablert en fagverksavstivning mellom alle de fremre vertikale tårnene som en integrert del av konstruksjonen. På disse fagverksavstiverne er også turbinene festet. Fagverksavstvining finnes også på den bakre tårnrekken. The lateral bracing of the concept must be designed in a new way in order to obtain sufficient lateral strength in the matrix sail and avoid large sail areas / windbreaks being used exclusively for bracing and not for the production of electric power. According to the invention, this is solved in such a way that a truss bracing is established between all the front vertical towers as an integral part of the construction. The turbines are also attached to these truss braces. Truss bracing is also found on the rear row of towers.

I vårt utviklingsarbeid har vi benyttet følgende designstorleik (dette vil selvfølgelig kunne variere fra prosjekt til prosjekt) : In our development work, we have used the following design size (this will of course vary from project to project):

Vi benytter totalt 13 kolonner sideveis/ i bredden og 9 kolonner i høyden. Dette gir plass til 13 turbiner i bredden og 9 turbiner i høyden. Hvert tårn mellom kolonnene har en høyde på om lag 300 meter og en diameter på 1,2 meter. Det er i de fremste tårnene at turbinene med propeller er montert. Mellom hvert av disse tårnene går det skråstilte rør (fagverksavstivere) med en diameter på 1 meter. Disse skråstilte rørene fungerer som et fagverk og gir seilet den nødvendige sideveis avstivningen uten at det blir generert særlig mye såkalt dregg. We use a total of 13 columns laterally/in width and 9 columns in height. This provides space for 13 turbines in width and 9 turbines in height. Each tower between the columns has a height of about 300 meters and a diameter of 1.2 meters. It is in the foremost towers that the turbines with propellers are mounted. Between each of these towers run inclined pipes (truss braces) with a diameter of 1 metre. These inclined tubes act as a truss and give the sail the necessary lateral bracing without generating a particularly large amount of so-called dregs.

Matriseseilet består i tillegg til den fremste tårnrekken, av en bakre skråstilt tårnrekke. I vårt eksempel er avstanden mellom de to tårnrekkene nederst 45 meter og øverst 15 meter. Det blir benyttet en rekke avstivere (fagverk) mellom de to tårnrekkene og innbyrdes mellom de bakre tårnene. Når matriseseilet blir designet på denne måten, vil det ikke være nødvendig med skråstilte avstivere bak seilet, da seilet på grunn av designet har nok innbyrdes styrke og stabilitet. Seilet designet på denne måten vil også ha svært god sideveis avstivning og være tilnærmet selvbærende. Når man gjør denne endringen i konseptet, er det også nødvendig å forandre designe på propellene / rotorene. Man må gå bort fra firblads rotorer til rotorer med bare to blader. Det vil da fremdeles bli mulig å heise generatoren med påmontert to-blads rotor opp på baksiden av det fremste tårnet og dytte generatoren fremover, på en slik måte at rotoren blir stående fremfor tårnet. In addition to the front row of towers, the matrix sail consists of a rear inclined row of towers. In our example, the distance between the two rows of towers is 45 meters at the bottom and 15 meters at the top. A number of braces (trusses) are used between the two rows of towers and between each other between the rear towers. When the matrix sail is designed in this way, there will be no need for angled braces behind the sail, as the sail has enough mutual strength and stability due to the design. The sail designed in this way will also have very good lateral bracing and be almost self-supporting. When making this change in the concept, it is also necessary to change the design of the propellers / rotors. One must move away from four-bladed rotors to rotors with only two blades. It will then still be possible to hoist the generator with the attached two-blade rotor up on the back of the front tower and push the generator forward, in such a way that the rotor is standing in front of the tower.

Utforming av heis-systemet Design of the lift system

Med de endringer som er gjort på matriseseilet med skråstilte fagverksavstivere mellom de fremste tårnene og overgang til rotorer med bare to blader, er det også nødvendig med et helt nytt heisdesign. With the changes made to the matrix sail with canted truss braces between the leading towers and transition to rotors with only two blades, a completely new elevator design is also required.

Kravet til heis-systemet, er at man på en enkel måte skal kunne montere turbiner i matriseseilet eller skifte ut og re-plassere nye turbiner i matriseseilet. The requirement for the lift system is that it must be possible to install turbines in the matrix sail in a simple way or replace and re-place new turbines in the matrix sail.

Det er viktig at heisen er meget kompakt og at minst mulig monteringsarbeid må gjøres høyt over plattformen (trimaranens dekk) It is important that the lift is very compact and that as little assembly work as possible must be done high above the platform (the deck of the trimaran)

Da designet på de fremste og de bakerste tårnene ikke tillater aksess, trapper/leidere inne i tårnene må det også i forbindelse med heis-systemet etableres et eget redningssystem som muliggjør en sikker evakuering fra en heis som har fått tekniske problemer og blir stående fast langt oppe i matriseseilet. As the design of the front and rear towers does not allow access, stairs/ladders inside the towers, a separate rescue system must also be established in connection with the lift system which enables a safe evacuation from a lift that has had technical problems and is stuck for a long time up in the matrix sail.

Dette blir ifølge oppfinnelsen løst på følgende måte: Heisen er utformet som en heis-plattform med hjul under, slik at den kan forflyttes sideveis ned på dekket/plattformen bak den fremste tårnrekken. På heis-plattformen er det i tillegg to faste armer, der det er montert små ledehjul som går inn i ledskinner integrert i de fremste tårnene. Et vinsj-system, der en eller flere vinsjer plassert nede på plattformen under matriseseilet trekker heis-plattformen oppover matriseseilet. According to the invention, this is solved in the following way: The elevator is designed as an elevator platform with wheels underneath, so that it can be moved laterally down onto the deck/platform behind the front row of towers. On the lift platform, there are also two fixed arms, where small guide wheels are mounted that go into guide rails integrated in the front towers. A winch system, where one or more winches placed down on the platform below the matrix sail pull the lift platform up the matrix sail.

På grunn av de to armenes utforming vil det bli et åpent felt, typisk på for eksempel 2 meter mellom heis-plattformen og tårnene og de skråstilte avstiverne. Due to the design of the two arms, there will be an open field, typically of, for example, 2 meters between the lift platform and the towers and the inclined braces.

Det er viktig å merke at propellens diameter er større enn avstanden mellom tårnene i den fremste tårnrekken. Når generatoren med påmontert propell skal skyves gjennom matriseåpningen må derfor propellens vinkel i forhold til horisontalaksen ha en viss vinkel. Men fordi propellens diameter er større en matriseåpningen vil propellen når den dreies, vil den propellvingen som dreies nedover støte mot en av armene på heis-plattformen. It is important to note that the diameter of the propeller is greater than the distance between the towers in the front row of towers. When the generator with an attached propeller is to be pushed through the matrix opening, the angle of the propeller in relation to the horizontal axis must therefore have a certain angle. However, because the diameter of the propeller is larger than the die opening, when the propeller is rotated, the propeller blade that is rotated downward will strike one of the arms of the elevator platform.

Dette blir løst på følgende måte. Heisen med turbinen oppå, kjøres først opp om lag 10 meter. Oppå heis-plattformen er det etablert en skinnegang over hele heis-plattformens bredde. På denne skinnegangen står det en liten plattform med hjul og oppå denne plattformen er turbinen med propellen festet. This is solved in the following way. The lift with the turbine on top is first driven up about 10 metres. On top of the lift platform, a rail corridor has been established across the entire width of the lift platform. On this rail passage there is a small platform with wheels and on top of this platform the turbine with the propeller is attached.

Denne vognen skyves så sidelengs og når den er kommet lang nok, kan propellen dreise ned uten å kollidere med en av armene. This carriage is then pushed sideways and when it has come far enough, the propeller can turn down without colliding with one of the arms.

Den andre propellvingen som da vil gå oppover, kan også bevege sei fritt uten å støte bort i avstiverne mellom de bakerste og de fremste tårnene. The second propeller blade, which will then go upwards, can also move the sail freely without bumping into the braces between the rear and front towers.

Når propellen har fått en vinkel på om lag 50 grader i forhold til vertikalplanet, kan heisen kjøres oppover uten å kollidere med noen av tårnene eller de skråstilte fagverksavstiverne. When the propeller has reached an angle of about 50 degrees in relation to the vertical plane, the lift can be driven upwards without colliding with any of the towers or the inclined truss braces.

Når heisen er kommet opp til riktig matriseåpning blir det etablert en liten bro mellom heisplattformen og turbinfestet på den skråstilte fagverksavstiveren og turbinen med den påmonterte propellen blir skjøvet på plass og elektriske kabler tilkoblet turbinen. When the elevator has come up to the correct matrix opening, a small bridge is established between the elevator platform and the turbine mounted on the inclined truss brace and the turbine with the attached propeller is pushed into place and electrical cables connected to the turbine.

Når man skal ta ned en turbin for service eller reparasjon. Blir syklusen utført i omvendt rekkefølge. Det vil si, man kjører turbinheisen opp til riktig matriseåpning, broen blir etablert og propellen blir anbrakt i en posisjon slik at den ikke kolliderer med den skråstilte fagverksavstiveren. Den blir så trukket inn på turbinheis-plattformen. When taking down a turbine for service or repair. If the cycle is performed in reverse order. That is, the turbine lift is driven up to the correct matrix opening, the bridge is established and the propeller is placed in a position so that it does not collide with the inclined truss brace. It is then pulled onto the turbine lift platform.

Turbinheisen blir kjørt ned, så den står omtrent 10 meter over plattform-dekket og turbinen blir kjørt sideveis på heis-plattformen slik at propellen kan dreise i horisontal posisjon før turbin-heisen senkes helt ned på plattform-dekket og kjøres videre til service-stasjonen for eventuell reparasjon. The turbine lift is driven down, so it stands approximately 10 meters above the platform deck and the turbine is driven sideways on the lift platform so that the propeller can rotate in a horizontal position before the turbine lift is lowered all the way down onto the platform deck and driven on to the service station for possible repair.

I dette konseptet er de ikke aksess, det vil si trapper eller heisanordning inne i de vertikale tårnene. Det må derfor etableres et eksternt redningssystem, slik at personell, på entrygg og sikker måte, kan komme seg fra turbinheisen og ned på plattform-dekket, dersom det skulle oppstå en feil på turbinheisen, slik at den stopper høyt oppe i matriseseilet. In this concept, they are not access, i.e. stairs or elevators inside the vertical towers. An external rescue system must therefore be established, so that personnel can safely and safely get from the turbine lift down to the platform deck, should a fault occur on the turbine lift, so that it stops high up in the matrix sail.

Dette er ifølge oppfinnelsen løst på følgende måte: According to the invention, this is solved in the following way:

På turbinheis-plattformen, er det en liten redningskapsel, der det er plass til for eksempel 3-4 personer. Ved en teknisk feil på turbinheisen, kan nå personellet gå inn i redningskapselen. Det blir så manuelt koblet et ledehjul til en av lede-skinnene som er festet til et av de vertikale tårnene som turbinheisen benytter. Inne i redningskapselen er det en vinsjtrommel, der vaieren fra denne er festet til turbinheis-plattformen. Personellet kan nå manuelt heise seg ned til plattformdekket på en trygg og sikker måte, helt uavhengig av elektrisk-tekniske innretninger på konseptet. On the turbine lift platform, there is a small rescue capsule, where there is room for, for example, 3-4 people. In the event of a technical fault on the turbine lift, personnel can now enter the rescue capsule. A guide wheel is then manually connected to one of the guide rails attached to one of the vertical towers used by the turbine lift. Inside the escape pod is a winch drum, from which the cable is attached to the turbine lift platform. The personnel can now manually hoist themselves down to the platform deck in a safe and secure manner, completely independent of the electric-technical devices on the concept.

Integrering av matriseseil på trimaranens skrog: Integration of matrix sails on the trimaran's hull:

I dette konseptet skal man ifølge oppfinnelsen integrere et matriseseil på plattformdekket på trimaranen. In this concept, according to the invention, a matrix sail is to be integrated on the platform deck of the trimaran.

Matriseseilet vil være om lag 300 meter bredt og 300 meter høyt. Det er vurdert flere ulike måter å gjøre dette på. Blant annet ha det blitt vurdert å nytte såkalte klatrende byggekraner tilsvarende de som blir brukt når man bygger skyskrapere eller bygge matriseseilet ved hjelp av helikopter. Begge disse alternativene i tillegg til flere andre alternativer har blitt forkastet. The matrix sail will be approximately 300 meters wide and 300 meters high. Several different ways of doing this have been considered. Among other things, it has been considered to use so-called climbing construction cranes similar to those used when building skyscrapers or building the matrix sail with the help of a helicopter. Both of these options as well as several other options have been rejected.

Ifølge oppfinnelsen står man igjen med to alternative måter å bygge og integrere seilet på dette konseptet. According to the invention, one is left with two alternative ways of building and integrating the sail on this concept.

Alternativ 1 Option 1

Man finner et dertil egnet område på land, i praksis vil det si en kai med en lengde på minst 300 meter (tilsvarende seilets bredde) og et område innenfor kaikanten som har en bredde 60-100 meter. You find a suitable area on land, in practice this means a quay with a length of at least 300 meters (corresponding to the width of the sail) and an area within the quayside that has a width of 60-100 metres.

Dybden ved kaikanten må være minimum 10 meter (trimaranens dypgang ) Man starter så med å bygge matriseseilet på kaien og etter hvert som det bygges, skyves det over på lektere og utover fra kaikanten. På denne måten blir hele seilet bygget horisontalt med den bakerste tårnrekken ned mot kaien. The depth at the quayside must be a minimum of 10 meters (the trimaran's draft). You then start by building the matrix sail on the quay and as it is built, it is pushed over onto barges and outwards from the quayside. In this way, the entire sail is built horizontally with the rear row of towers down towards the quay.

Trimaranen anbringes så i posisjon, slik at de nederste tårnene kommer i riktig posisjon, der de skal festes til plattformdekket. Her er det laget en hengsleanordning og tårnene festes fysisk til trimaranens plattform-dekk. The trimaran is then placed in position, so that the lower towers are in the correct position, where they will be attached to the platform deck. Here, a hinge device is made and the towers are physically attached to the trimaran's platform deck.

Toppen av seilet som ligger horisontalt på kaien blir nå løftet opp ved hjelp av store jekker, eller det blir trukket over store hjul på kaikanten, der hjulene har en høyde som er større enn høyden på hengslepunktene på. Toppen av seilet vil nå løfte seg etter hvert som konseptet bli dratt mot kaien. I tillegg er det plassert minst to store kranskip inntil plattformen på fremsiden. Disse kranlekterne løfter når seilet opp sammen med jekkene på land ( eller det andre beskrevne systemet) og til slutt står matriseseilet vertikalt oppe på trimaranens plattform-dekk og alle tårnene kan sveises fast til plattform-dekket. The top of the sail, which lies horizontally on the quay, is now lifted up with the help of large jacks, or it is pulled over large wheels on the quayside, where the wheels have a height that is greater than the height of the hinge points on it. The top of the sail will now lift as the concept is pulled towards the dock. In addition, at least two large crane ships are placed next to the platform on the front side. These crane barges lift the sail up together with the jacks on land (or the other system described) and finally the matrix sail stands vertically on the trimaran's platform deck and all the towers can be welded to the platform deck.

En annen måte å integrere seilet på, vil være å bygge seilet på plattformdekket, der man starter med seilets toppseksjon i full bredde og ved hjelp av en eller flere hydrauliske jekker på hvert tårn jekkes seksjoner i hele seilets bredde oppover og man setter inn nye tårnelementer etter hvert. Man monterer også alle avstivere og de skråstilte fagverksavstiverne samstundes som seilet jekkes oppover. Seilet i vårt konsept har en bedde nederst (mellom fremre og bakre tårn-rekke) på 45 meter en bredde på toppen på 15 meter. Dette gjør seilet relativt stabilt, men det vil likevel være nødvendig under byggeperioden med eksterne avstivere i form av ekstra støtte-stag eller vaiere. Another way to integrate the sail would be to build the sail on the platform deck, where you start with the top section of the sail in full width and with the help of one or more hydraulic jacks on each tower, sections across the entire width of the sail are jacked upwards and new tower elements are inserted gradually. All braces and the inclined truss braces are also installed at the same time as the sail is jacked up. The sail in our concept has a bed at the bottom (between the front and rear row of towers) of 45 meters and a width at the top of 15 meters. This makes the sail relatively stable, but it will still be necessary during the construction period with external stiffeners in the form of extra support stays or cables.

Jekkene med to-veis sylindere vil også kunne fungere som ekstra holdepunkter i en krisesituasjon. The jacks with two-way cylinders will also be able to function as additional points of support in a crisis situation.

Fremføring av elektriske kabler mellom omformerstasjoner og turbiner Routing of electrical cables between converter stations and turbines

I et matriseseil ifølge denne oppfinnelsen vil det være mange titalls turbiner. I vårt eksempel 117 stk. De øverste turbinene befinner seg nesten 300 metere over plattform-dekket. Fra disse turbinene skal det føres relativt tykke isolerte strømkabler ned til og under plattformdekket. Der de skal kobles til det elektriske omformersystemet. Det er et absolutt krav at kablene skal kunne inspiseres og dersom det oppstår en feil på kablene skal de på en relativt enkel måte kunne skiftes ut. In a matrix sail according to this invention, there will be many tens of turbines. In our example 117 pcs. The uppermost turbines are located almost 300 meters above the platform deck. From these turbines, relatively thick insulated power cables must be routed down to and under the platform deck. Where they are to be connected to the electrical converter system. It is an absolute requirement that the cables must be able to be inspected and, if a fault occurs on the cables, they must be able to be replaced in a relatively simple way.

Ifølge oppfinnelsen er dette løst på følgende måte: According to the invention, this is solved in the following way:

Kabelfremføringen skjer i de fremste tårnene. Disse vil typisk ha en innvendig diameter på 110 cm. Det vil derfor ikke være fysisk mulig å etablere en heis eller trapp innvendig i tårnene. The cable feed takes place in the front towers. These will typically have an internal diameter of 110 cm. It will therefore not be physically possible to establish a lift or stairs inside the towers.

Man har derfor valgt å lage hull i plattform-dekket under hvert av de fremste tårnene, der samtlige kabler til en vertikal turbinrekke blir anbrakt. Kablene blir deretter trukket oppover i tårnene til riktig posisjon i forhold til turbinen den skal festes til. For å få dette til er det laget små luker i de fremste tårnene der de skråstilte fagverksavstiverne nedre del er festet de vertikale tårnene. Kablene blir videre trukket gjennom de skråstilte fagverksavstiverne frem til turbinfestet og der gjennom et lite hull og opp til turbinen. It has therefore been chosen to make holes in the platform deck under each of the foremost towers, where all the cables for a vertical row of turbines will be placed. The cables are then pulled up the towers to the correct position in relation to the turbine it is to be attached to. To achieve this, small hatches have been made in the front towers where the inclined truss braces lower part are attached to the vertical towers. The cables are then pulled through the inclined truss braces up to the turbine mount and there through a small hole and up to the turbine.

For å unngå at kablene blir slengt frem og tilbake inne i de vertikale tårnene når konseptet beveger seg i store bølger, er det med visse mellomrom inne i tårnene etablert festepunkter som holder kablene i ro slik at de ikke blir påført skade. To prevent the cables from being flung back and forth inside the vertical towers when the concept moves in large waves, fixing points have been established at certain intervals inside the towers to keep the cables still so that they are not damaged.

Dersom en kabel blir ødelagt, vil den nå enkelt kunne løses fra turbinen, heises ned og en ny kabel blir trukket opp. If a cable is damaged, it can now be easily detached from the turbine, hoisted down and a new cable pulled up.

Figurforklaring: Figure explanation:

1. Submersibelt trimaranskrog som ligger under vannoverflaten 1. Submersible trimaran hull that lies below the surface of the water

2. Vertikal sylinder / pongtong 2. Vertical cylinder / pontoon

3. Vertikal sylinder / pongtong 3. Vertical cylinder / pontoon

4. Vertikal sylinder / pongtong 4. Vertical cylinder / pontoon

5. Plattformdekke p den submersible trimaranen 5. Platform cover on the submersible trimaran

6. Matriseseil 6. Matrix sail

7. Fremre tårn / tårnrekke 7. Front tower / row of towers

8. Bakerste tårn / tårnrekke 8. Rear tower / row of towers

9. Avstivere 9. Stiffeners

10. Skråstilte fagverksavstivere 10. Inclined truss braces

11. Turbin 11. Turbine

12. Rotorblad / propellblad 12. Rotor blade / propeller blade

13. Turbinheis / plattform 13. Turbine lift / platform

14. Faste armer med ledehjul 14. Fixed arms with guide wheels

15. Skinnegang for sideveis forflytning av turbinen 15. Rail passage for lateral movement of the turbine

16. Skinner for å kunne skyve turbinen frem til sitt permanente feste 16. Rails to be able to push the turbine forward to its permanent attachment

17. Fremre vertikale sylinder/pongtong som også blant annet inneholder turret 17. Front vertical cylinder/pontoon which also contains the turret

18. Fremre tårn / tårn-vegg 18. Front tower / tower wall

19. Elektriske kabler inne i tårnet 19. Electric cables inside the tower

20. Festepunkt inne tårnet som holder kablene fast og sikrer avstand mellom dem 20. Fixing point inside the tower that holds the cables firmly and ensures distance between them

Claims (1)

PATENTKRAVPATENT CLAIMS 11 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran KARAKTERISERT ved at to pongtonger er forbundet med et skrog som ligger under vannoverflaten, der det i den ene pongtongen er etablert en turret med forankring til bunnen og over den andre pongtongen ligger en plattform understøttet av to pongtonger vinkelrett på skrogets lengderetning og der hele konstruksjonen kan dreie rundt turreten.Floating wind turbine designed as a submersible trimaran CHARACTERIZED in that two pontoons are connected by a hull that lies below the surface of the water, where a turret anchored to the bottom is established in one pontoon and above the other pontoon is a platform supported by two pontoons perpendicular to the longitudinal direction of the hull and where the entire structure can rotate around the turret. 22 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1 KARAKTERISERT ved at det på trimaranens plattform etableres et matriseseil med diverse sammenbindinger, der de fremre tårnene står vinkelrett, vertikalt på plattformen og de bakre tårnene er skråstilte mot de fremre tårnene, slik at matriseseilet blir stående stabilt uten at man trenger skråstilte støtte-stag bak matriseseilet.Floating wind power plant designed as a submersible trimaran according to claim 1 CHARACTERIZED in that a matrix sail with various connections is established on the trimaran's platform, where the front towers are perpendicular, vertical to the platform and the rear towers are inclined towards the front towers, so that the matrix sail remains standing stable without the need for inclined support struts behind the matrix sail. 33 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1 og 2 KARAKTERISERT ved at de fremre tårnene er forbundet med skråstilte rør, slik at hele den fremre tårnrekken utgjør en fagverkskonstruksjon, der turbinene er festet til de skråstilte rørene.Floating wind power plant designed as a submersible trimaran according to claims 1 and 2 CHARACTERIZED in that the front towers are connected by inclined pipes, so that the entire front row of towers forms a truss construction, where the turbines are attached to the inclined pipes. 44 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1, 2 og 3 KARAKTERISERT ved at det utformes en heisplattform med to faste armer påmontert ledehjul, festet til tårnene med ledeskinner på en slik måte at det dannes en åpning mellom heisplattformen og tårnene og de skråstilte rørene / fagverksdragerne.Floating wind turbine designed as a submersible trimaran according to claims 1, 2 and 3 CHARACTERIZED in that an elevator platform is designed with two fixed arms mounted on guide wheels, attached to the towers with guide rails in such a way that an opening is formed between the elevator platform and the towers and the inclined pipes / the truss girders. 55 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1, 2, 3 og 4 KARAKTERISERT ved at det oppå heisplattformen etableres en skinnegang og en mindre plattform som turbinen plasseres på med rotoren i horisontal stilling og der denne vognene kan forflyttes sidelengs på en slik måte at rotoren kan dreies om sin akse ute å komme i berøring med noen stag, tårnene, fagverksavstiveren eller noen av de to armene og der det ene rotorbladet blir stående i åpningen mellom heis-plattformen og tårnene/fagverksavstiveren når heis-plattformen har en større høyde over plattformdekket en radien på rotoren.Floating wind power plant designed as a submersible trimaran according to claims 1, 2, 3 and 4 CHARACTERIZED by the fact that on top of the lift platform a rail is established and a smaller platform on which the turbine is placed with the rotor in a horizontal position and where this carriage can be moved sideways in such a way that the rotor can be turned on its axis out of contact with any struts, the towers, the truss brace or any of the two arms and where one rotor blade is left in the opening between the lift platform and the towers/truss brace when the lift platform has a greater height above the platform covered a radius of the rotor. 66 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1, 2 og 3 KARAKTERISERT ved at matriseseilet blir sammenføyet i en horisontal posisjon og der de bakerste tårnene blir festet til plattformdekket med en hengsleanordning for så å bli løftet og eller dratt opp i vertikal posisjon for så å bli festet permanent til plattformdekket. Floating wind power plant designed as a submersible trimaran according to claims 1, 2 and 3 CHARACTERIZED in that the matrix sail is joined in a horizontal position and where the rearmost towers are attached to the platform deck with a hinge device to then be lifted and or pulled up into a vertical position so to be permanently attached to the platform deck. Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge krav 1, 2 og 3 KARAKTERISERT Ved at matriseseilet blir sammenføyet oppå trimaranens dekk, der man starter med å sammenføye toppseksjonen og der etter jekke den tilstrekkelig høyt opp til at man kan sette inn nye tårnseksjoner og avstivere, for så å gjenta syklusen inntil hele matriseseilet er ferdigstilt og permanent festet til plattformdekket.Floating wind turbine designed as a submersible trimaran according to claims 1, 2 and 3 CHARACTERIZED By joining the matrix sail on top of the trimaran's deck, where you start by joining the top section and then jacking it up high enough to insert new tower sections and braces, then repeating the cycle until the entire matrix sail is completed and permanently attached to the platform deck. 88 Flytende vindkraftverk utformet som en submersibel trimaran ifølge et hvilket som helst krav KARAKTERISERT ved at all kabelfremføring mellom turbinene i matriseseilet og det elektriske konverteringssystemet, skjer innvendig gjennom de fremre tårnene ved at det inne i tårnene etableres festepunkt som kablene går gjennom og forhindrer at kablene kan bevege seg og holder dem i en innbyrdes riktig avstand fra hverandre. Floating wind power plant designed as a submersible trimaran according to any requirement CHARACTERIZED in that all cable feed between the turbines in the matrix sail and the electrical conversion system takes place internally through the forward towers by establishing an attachment point inside the towers through which the cables pass and prevent the cables from move and keep them at a mutually correct distance from each other.
NO20210563A 2021-05-06 2021-05-06 Floating wind turbine designed as a submersible trimaran with a specially designed and integrated matrix sail with associated necessary equipment NO346697B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20210563A NO346697B1 (en) 2021-05-06 2021-05-06 Floating wind turbine designed as a submersible trimaran with a specially designed and integrated matrix sail with associated necessary equipment
PCT/NO2022/050104 WO2022235169A1 (en) 2021-05-06 2022-05-05 A floating wind power plant and associated equipment
EP22799194.0A EP4334586A1 (en) 2021-05-06 2022-05-05 A floating wind power plant and associated equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20210563A NO346697B1 (en) 2021-05-06 2021-05-06 Floating wind turbine designed as a submersible trimaran with a specially designed and integrated matrix sail with associated necessary equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20210563A1 true NO20210563A1 (en) 2022-11-07
NO346697B1 NO346697B1 (en) 2022-11-28

Family

ID=83932892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20210563A NO346697B1 (en) 2021-05-06 2021-05-06 Floating wind turbine designed as a submersible trimaran with a specially designed and integrated matrix sail with associated necessary equipment

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4334586A1 (en)
NO (1) NO346697B1 (en)
WO (1) WO2022235169A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3351470B2 (en) * 1999-05-31 2002-11-25 三洋技研工業株式会社 Wind power generator
WO2007009464A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Pp Energy Aps Plant for exploiting wind energy at sea
CN101270726A (en) * 2007-12-12 2008-09-24 陈晓通 Multi-wind wheel mechanical energy-gathering wind generator set
TWM345135U (en) * 2008-07-11 2008-11-21 Jetpo Technology Inc Buoyancy type wind power generator
NO341700B1 (en) * 2015-01-28 2018-01-02 Quick Response As Liquid wind turbines
GB2559996A (en) * 2017-02-23 2018-08-29 Sustainable Marine Energy Ltd Flowing water power generating device
NO344743B1 (en) * 2019-02-15 2020-03-30 Wind Catching Systems As Placement of turbines in a martry rig
US11346325B2 (en) * 2018-03-09 2022-05-31 Wind Catching Systems As Location of turbines in a matrix rig and transport of energy, as well as one method for mounting turbines with associated propeller set

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022235169A1 (en) 2022-11-10
NO346697B1 (en) 2022-11-28
EP4334586A1 (en) 2024-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10174744B2 (en) Semi-submersible floating wind turbine platform structure with water entrapment plates
JP6894016B2 (en) Floating structure of offshore wind turbine
US8613569B2 (en) Stationary positioned offshore windpower plant (OWP) and the methods and means for its assembling, transportation, installation and servicing
EP2724021B1 (en) A self-propelled offshore wind farm installation vessel, and method of installation used in the construction of an offshore wind turbine farm
US20100067989A1 (en) Vessel for transporting wind turbines and methods thereof
EP2714506B1 (en) A vessel and a method for installing or repairing an offshore structure
CN110099845B (en) Self-propelled self-elevating ship
JP2015511283A (en) Offshore wind farm (OWP) positioned stationary and methods and means for its assembly, transportation, installation and service
RU2727657C2 (en) Floating platform
US20220234697A1 (en) A floating structure and method of installation
US10451028B2 (en) Wind power plant
WO2010026555A2 (en) A vessel for transporting wind turbines and methods thereof
CN111372843A (en) Buoy and buoy mounting method
CN113047253A (en) Multifunctional self-elevating offshore wind power construction platform
WO2021240132A1 (en) Floating vessel with wind turbine tower mount
NO20210563A1 (en)
CN210437355U (en) Wind power and sea oil type offshore boarding bridge
CN109208538B (en) Offshore pile-driving and pile-leaning mooring construction process
US20240084782A1 (en) Floating offshore wind turbine apparatus and installation method
TWI774253B (en) A summit shaped fixed and floating hybrid offshore platform
US11878778B1 (en) Self elevating articulated lightweight floating tower
KR102708453B1 (en) Device and method
DK3255211T3 (en) Jack-bridge structure
CN118498320A (en) Offshore wind power installation platform
KR20240004955A (en) Systems and methods for rack structures for transport vessels configured for use with offshore self-elevating vessels