La importancia del análisis de la definición espectral del oleaje en la dinámica de plataformas eólicas flotantes.

Abstract

RESUMEN: En trabajos anteriores como los realizados por Barrera et al 2019 [1], se ha estudiado la importancia de la definición espectral del oleaje para el diseño a estado límite último de sistemas de fondeo, específicamente diseñados para estructuras eólicas flotantes. La definición espectral empleada hasta el momento se basa en espectros bidimensionales, desde espectros teóricos a espectros empíricos. No obstante, durante los eventos de temporal la definición del oleaje incidente va más allá de oleajes típicos de crestas largas, propios de espectros bidimensionales. La respuesta dinámica de una estructura bajo la acción de oleajes de crestas largas se asume que es conservadora, no obstante, esto no es del todo cierto cuando los criterios de diseño son las aceleraciones en punta de torre como ocurre en eólica marina flotante. En el presente TFM se evaluará la importancia en la definición espectral del oleaje, y en concreto la dispersión direccional (oleajes de crestas cortas), sobre la respuesta dinámica de una plataforma eólica flotante, y la respuesta de su sistema de amarre ante casos de carga de especial relevancia para el diseño (i.e. ULS). Para ello, se ha estudiado el comportamiento en la mar de una estructura flotante del tipo semi-sumergible diseñado por el equipo de IHCantabria bajo el marco del proyecto de investigación TRL+, cuyas condiciones operacionales permiten la instalación de una turbina de gran potencia (10 MW).

ABSTRACT: In previous works such as those carried out by Barrera et al. 2019 [1], the importance of the wave spectral definition for the ultimate limit state design of mooring systems has been studied. The spectral definition used so far is based on two-dimensional spectra, from theoretical to empirical spectra. However, during storm events, the definition of incident waves goes beyond long-crested waves, typical of two-dimensional spectra. The dynamic response of a structure under the action of long-crested waves is assumed to be conservative. Nevertheless, this is not entirely true when the design criteria are tower tip accelerations, as in the case of floating offshore wind turbines. In the present Master’s Dissertation the importance of the spectral definition of the wave, and in particular the directional dispersion (short-crested waves), on the dynamic response of a floating wind platform, and the response of its mooring system to load cases of special relevance for the design (i.e., ULS) will be evaluated. For this purpose, it has been based on the semi-submersible floating device designed by the IHCantabria team, whose operational conditions allow the installation of a high-power turbine (10MW).