La empresa de ingeniería holandesa, H2SEA, en colaboración con la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft), realizó una evaluación de estructuras de soporte basadas en monopilotes para turbinas eólicas marinas productoras de hidrógeno.
H2SEA afirma que una de las principales cuestiones era si la producción descentralizada de hidrógeno en una estructura de soporte basada en monopilotes de un aerogenerador marino sería estructuralmente viable.
El objetivo era también definir las diferencias en la geometría de la estructura de soporte y evaluar los cambios en la metodología de diseño de una estructura de soporte de un aerogenerador marino, incluida una plataforma de producción descentralizada de hidrógeno.
La evaluación se basó en una turbina de referencia de 15 MW en una profundidad de agua de 45 metros en el sector F3 del Mar del Norte.
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Diseño optimizado
Para obtener la masa, las dimensiones y la inercia rotacional de la plataforma, H2SEA y TU Delft seleccionaron y enumeraron todos los sistemas necesarios, y realizaron un diseño optimizado de la plataforma y una estimación de la masa.
Para el diseño de las vigas de soporte de la plataforma, se tuvieron en cuenta las cargas gravitatorias y las cargas extremas de las ráfagas de viento. La selección del concepto de estructura de soporte se realizó mediante un análisis multicriterio, según H2SEA.
Además, se construyó un modelo analítico totalmente dinámico para la evaluación de la fatiga. La estructura se simuló mediante las ecuaciones de movimiento, incluida la fuerza de onda aérea, la amortiguación del rotor, la masa e inercia rotacional de la parte superior y la plataforma, la longitud empotrada y la rigidez homogénea del suelo.
El modelo se utilizó para simular el comportamiento dinámico de ambas estructuras, determinar la primera y segunda frecuencia natural, y presentar desplazamientos y momentos de vuelco en estas dos formas modales.
Por último, se realizó un cálculo de daños por fatiga que incluía 500 combinaciones de altura y periodo de ola, para una vida útil de 25 años.
A principios del año pasado, H2SEA anunció que la empresa había desarrollado soluciones para la estabilidad del sistema de producción de hidrógeno en turbinas eólicas marinas fuera de la red.
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