Μανωλάς (iWind): Βέλτιστος Οικονομοτεχνικός Σχεδιασμός Πλωτήρων και Αγκυρώσεων στο Αιγαίο

Τα αποτελέσματα δύο έργων που υλοποιήθηκαν τα τελευταία δύο χρόνια με τη συμμετοχή της iWind και της Σχολής Ναυπηγών του Πολυτεχνείου, με αντικείμενο τόσο τον επανασχεδιασμό πλωτήρων για ελληνικές θάλασσες όσο και την αξιολόγηση συστημάτων αγκύρωσης με συρματόσκοινα και συνθετικά σκοινιά παρουσίασε ο Δρ.Δημήτρης Μανωλάς, Μηχανολόγος Μηχανικός, συνεργάτης της iWind, μιλώντας την Πέμπτη στο 7ο Renewable Storage Forum που διοργανώνει το energypress.gr.

Το πρώτο έργο που παρουσιάστηκε χρηματοδοτείται από μεγάλες ελληνικές εταιρείες και ο στόχος του είναι η αξιολόγηση της δυνατότητας μείωσης της μάζας πλωτήρα στο Αιγαίο σε σχέση με πλωτήρες σε ανοιχτές θάλασσες (Ατλαντικό, Βόρεια Θάλασσα).

• Στο Αιγαίο οι κυματικές συνθήκες ανήκουν στην κλάση OB (ύψος κύματος ~6 μέτρα), ενώ στις ανοιχτές θάλασσες φτάνουν ή ξεπερνούν τα 10 μέτρα (κλάση OA).
• Ο πλωτήρας αναφοράς αποτελείται από τρεις εξωτερικούς πυλώνες, έναν κεντρικό πυλώνα που εδράζεται μια ανεμογεννήτρια 15 ΜΒ
• Η διαδικασία σχεδιασμού περιλαμβάνει πέντε βασικά tasks:

1. Υπολογισμός κινηματικών και ανεμολογικών συνθηκών.
2. Διαστασιολόγηση πλωτήρα και βελτιστοποίηση αποτυπώματος, που αφορά διάμετρο εξωτερικών πυλώνων και απόσταση κυλίνδρων από το κέντρο.
3. Μείωση μάζας πλωτήρα μέσω αλλαγής ύψους εξωτερικών κολόνων, διασφαλίζοντας:
4. Δυναμική ανάλυση και υπολογισμός εσωτερικών φορτίων για πιθανή μείωση πάχους στοιχείων.
5. Ανάλυση φορτίων σε πραγματικό χρονικό πεδίο (σε εξέλιξη).

Συμπεράσματα:

• Στο Αιγαίο, τα σημαντικά ύψη κύματος 50 ετών είναι περίπου τα μισά από τις ανοιχτές θάλασσες, με περιόδους ~20% μικρότερες.
• Task 2: Δεν επιτυγχάνεται περαιτέρω μείωση μάζας μέσω βελτιστοποίησης αποτυπώματος.
• Task 3: Μείωση μάζας 6–12% με προσαρμογή ύψους εξωτερικών κολόνων.
• Task 4: Η συνολική μάζα αυξάνεται ~24% λόγω συνδυασμένων αλλαγών στο ύψος κυλίνδρων και τροποποιήσεων αποτυπώματος.

Το δεύτερο έργο αφορά τον σχεδιασμό συστημάτων αγκύρωσης για offshore πλωτήρες, σε συνεργασία με ιταλική εταιρεία κατασκευής συρματόσκοινων. Στόχος είναι η αξιολόγηση τεχνικών λύσεων και η εκτίμηση περιθωρίων μείωσης κόστους μέσω της χρήσης συρματόσκοινων ή συνθετικών σκοινιών.

Συμπεράσματα:

1.         Όλα τα εξεταζόμενα συστήματα αγκύρωσης είναι τεχνικά αποδεκτά και παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά.

2.         Η χρήση εναλλακτικών υλικών μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος αγκύρωσης.

3.         Δεν παρατηρείται μεγάλη διαφορά μεταξύ πολυεστερικού και συρματόσκοινου όσον αφορά τη μείωση κόστους, αν και τα συρματόσκοινα παρουσιάζουν καλύτερη πλευρική συμπεριφορά.

4.         Στα TLP, τα συρματόσκοινα υπερτερούν λόγω μεγαλύτερης δυσκαμψίας ανάλογα με το κόστος.

5.         Στο Semi-submersible, η εγκατάσταση στις ελληνικές θάλασσες επιτρέπει μείωση κόστους 10–22% σε σχέση με πλωτήρες σε ανοιχτές θάλασσες.

Συνολικά συμπεράσματα

• Ο συνδυασμός σωστών τύπων πλωτήρων και υλικών αγκύρωσης επιτρέπει την τεχνική και οικονομική βελτιστοποίηση.
• Οι ελληνικές θάλασσες, λόγω ήπιων κυματικών συνθηκών σε σχέση με ανοιχτές θάλασσες, προσφέρουν σημαντικά περιθώρια μείωσης μάζας πλωτήρων και κόστους αγκύρωσης.
• Τα συρματόσκοινα και τα συνθετικά σκοινιά αποτελούν αποτελεσματικές λύσεις, ενώ η επιλογή μεταξύ τους εξαρτάται από την επιθυμητή δυσκαμψία και το κόστος.

Σχετικά με την iWind

Η iWind είναι τεχνική εταιρεία συμβούλων που ιδρύθηκε το 2015 από Έλληνες διδάκτορες μηχανικούς με εμπειρία στην ακαδημαϊκή και ερευνητική κοινότητα της Ελλάδας και της Ευρώπης. Στόχος είναι η παροχή επιστημονικών και εξειδικευμένων γνώσεων στον τομέα της ανανεώσιμης ενέργειας, γεφυρώνοντας το κενό μεταξύ ακαδημίας και βιομηχανίας.

Η εταιρεία παρέχει υπηρεσίες σε όλη την αλυσίδα της ανανεώσιμης ενέργειας, σε developers, operators, τράπεζες και φορείς πιστοποίησης, ενώ συμμετέχει ενεργά σε χρηματοδοτούμενα ερευνητικά έργα, είτε από την Ευρωπαϊκή Ένωση είτε από ιδιωτικές εταιρείες.

Οι υπηρεσίες thw κατηγοριοποιούνται σε τρεις βασικούς πυλώνες:

1. Εκτίμηση παραγωγής και βελτιστοποίηση χωροθέτησης πάρκων, technical due diligence, μελέτες επέκτασης διάρκειας ζωής, ανάλυση αιτίων ατυχημάτων, υβριδοποίηση ΑΠΕ και σταδιολόγηση συστημάτων αποθήκευσης.
2. Υπολογισμός φορτίων και βελτιστοποίηση αερολαστικής ευστάθειας συζευγμένων κατασκευών.
3. Υπηρεσίες σε offshore έργα, όπως εκτίμηση κυματικών και ανεμολογικών συνθηκών, υπολογισμός φορτίων για ολόκληρη την κατασκευή, σχεδιασμός πλωτήρων και αγκυρώσεων.