I dag har de største vindturbinene i Nordsjøen en effekt på rundt seks megawatt. Fremtidens turbiner vil bli langt større.
- Vi skal forske på understell for vindturbiner i størrelsesorden 10 megawatt. Hele konstruksjonen vil nok bli cirka 200 meter høy. Selve rotorbladene vil ha en diameter på 180 meter. Det er store krefter som virker på en slik konstruksjon, sier forskningsleder i SINTEF Ocean, Petter Andreas Berthelsen.
For å bygge disse innovative vindturbinene, kreves mer kunnskap om hvordan konstruksjonen reagerer på vind og bølger, samt hvordan de påvirker jorden rundt fundamentet. Forskerne vil derfor prøve å finne mer nøyaktige og pålitelige metoder for å beregne laster på offshore vindturbiner og da mer spesifikt på selve monopælen. Det er selve søylen som festes i havbunnen.
- Vi vil først gjennomføre datasimuleringer på både bølgelaster og interaksjonen mellom monopæl og havbunn. Deretter vil vi bruke modellforsøk for å verifisere funnene, sier Berthelsen.
Når konstruksjonen blir større må man ta hensyn til hvordan understellet påvirker bølgene, og ikke bare hvordan bølgene påvirker konstruksjonen. Samtidig er det et komplisert samspill mellom monopælen og sjøbunnen, forklarer forskeren.
- Hva er årsaken til at større vindturbiner er mer attraktivt enn små?
- Større turbiner bidrar til å redusere prisen på strøm fra offshore vindturbiner mer effektivt enn små turbiner.
WAS-XL (Wave loads and soil support for extra large monopiles) er et kompetanseprosjekt for næringslivet (KPN), hvor 80 prosent av forskningsprosjektet er finansiert av Norges forskningsråd mens de resterende 20 prosentene er fra industrien. Norske aktører som Statoil, Multiconsult og Green Entrans er med i prosjektet, sammen med blant annet energiselskap fra Tyskland og Frankrike. Forskerne i WAS-XL kommer fra SINTEF, NTNU og NGI.
- Vi har god kunnskap om vindturbiner på grunt vann, men større turbiner og større konstruksjoner gir nye utfordringer. Vi ønsker å flytte grenser, men da må vi være helt sikker på at vi designer vindturbinene riktig. Derfor er dette prosjektet midt i blinken for oss, sier Ole Havmøller, forsker i Statoil.
Statoil bygger ut og driver vindturbinparker utenfor England og Tyskland og vil fortsette med dette i enda større grad i fremtiden.
- Jo mer kunnskap vi har, jo bedre blir vindparkene. Vi ser fram til det videre arbeidet i dette prosjektet, sier Havmøller.
Han får støtte av Harald Sund, som jobber for Multiconsult.
- Vi har jobbet mye med ulike stålkonstruksjoner innen offshore olje- og gassektoren. Foruten konstruksjonsfaget har vi kunnskaper innen både hydrodynamikk og geoteknikk, samtidig har vi mye å lære av forskerne om vindturbiner, sier Sund, som er senioringeniør i Multiconsult.
Forskningsprosjektet vil foregå over fire år og de første resultatene vil komme i løpet av første halvdel av 2018.
