Environmental change due to construction of large offshore wind farm has been a debate for a long time in Korea. There are various data acquired on hydrodynamics around this area before and during construction of offshore wind farm but no data during operation could be made due to delayed schedule. In this study, environmental change such as bathymetry change and scouring was forecasted using MIKE, numerical hydrodynamics model, and its results were validated using the observation data before and during construction.
Floating wind turbines have been suggested as a feasible solution for going further offshore into deeper waters. However, floating platforms cause additional unsteady motions induced by wind and wave conditions, so that it is difficult to predict annual energy output of wind turbines by using conventional power prediction method. That is because sectional inflow condition on a rotor plane is varied by unsteady motion of floating platforms. Therefore, aerodynamic simulation using Vortex Lattice Method(VLM) were used to investigate the influence of motion on the aerodynamic performance of a floating offshore wind turbine. Simulation with individual motion of offshore platform were compared to the case of onshore platform and carried out according to the wave height and the wave angular frequency.
The safety and stability of 5MW class offshore wind turbine Jack-up platform was investigated through ocean basin experiment. For simulating the environmental condition of yellow sea in the South Korea, diverse waves, winds and currents were performed based on Froude's number. Regular wave and irregular wave based on Froude's number were applied to the wind turbine structure. In experiments, the height and period of regular wave type were scaled down as the 1:50 ratio of real wave condition. Irregular wave type was simulated with TMA(Texel Storm, Marsen and Arsloe)spectrum. The vertical reaction force, resonance period and wave pressure applied to multi-supporters of wind offshore structure were measured experimentally. Finally, the results showed that the capsizing situation of the offshore structure was generated by the severe environmental condition.
Nowadays, offshore wind energy experiences a rapid development because of its wind condition and no noise impact problem. Different from Europe, offshore wind is just started in Asia. More work and research are needed in Korea. In this work, a three-bladed upwind variable speed pitch controlled 5MW wind turbine on a jacket support structure is used. During the simulation, several design load cases are investigated in two different fully coupled aero-hydro-servo-elastic codes. Some critical loads on the foundation are compared and analyzed.
Park, Taesik;Kwak, Nohong;Moon, Chaeju;Cha, Seungtae;Kwon, Seongchul
KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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제1권1호
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pp.73-77
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2015
Offshore wind farms extend a distance from an onshore grid to increase their generating power, but long distance and high power transmissions raise a lot of cost challenges. LFAC (Low Frequency AC) transmission is a new promising technology in high power and low cost power transmission fields against HVDC (High Voltage DC) and HVAC (High Voltage AC) transmissions. This paper presents an economic comparison of LFAC and HVDC transmissions for large offshore wind farms. The economic assessments of two different transmission technologies are analyzed and compared in terms of wind farm capacities (600 MW and 900 MW) and distances (from 25 km to 100 km) from the onshore grid. Based on this comparison, the economic feasibility of LFAC is verified as a most economical solution for remote offshore wind farms.
Recently, the development of offshore wind farms based on past technical experiences from onshore wind turbine installations has become a worldwide issue. This study investigated the technical issues related to offshore wind farms and large-diameter monopiles from an economic perspective. In particular, the monopile foundation system (MFS), which is the most important part of the proposed fast construction system, is applied for the first time in Korea, and structural verification is essential because it supports large-diameter monopiles and is in charge of excavation. Therefore, in this study, a rapid construction system for large offshore wind power generators was introduced, and stability verification was performed through the structural analysis of the MFS.
As a key reinforcement connection between a tower and a substructure in offshore wind turbine system, the transition piece is inevitably subjected to cyclic dynamic environmental loads such as wind, current and wave. Therefore, well designed transition piece with high strength and good fatigue resistance is of great significance to the structural safety and reliability of offshore wind power systems. In this study, the structural behavior of the transition piece was studied by an extensive sets of finite element analyses. Three widely used types of transition piece were considered. The characteristics of stress development, fatigue life and weight depending on the type of the transition piece were investigated in the ultimate limit state (ULS) and the fatigue limit state (FLS) of a 5-MW offshore wind turbine to be placed in Korea. An optimal form of the transition piece was proposed based on this parametric study.
부유식 해상풍력발전기의 시뮬레이션을 위해서 본 연구에서는 2MW 육상 풍력발전기에 부유구조물인 Tension Leg Platform(TLP) 구조를 추가하였다. 기상청 관측데이터와 해수면으로부터의 높이에 대해 풍속을 정의하는 지수법칙을 이용하여 풍하중을 산출하고 블레이드와 타워에 일정한 높이간격으로 적용하였다. 상대모리슨 방정식을 이용하여 파랑하중을 모델링하였다. 블레이드의 회전속도를 정격속도인 18rpm 으로 고려하고, 풍하중과 파랑하중 작용 시 2MW의 부유식 해상풍력기의 동적거동 해석을 수행하였다. 파랑하중에 대한 해상풍력기의 공진특성을 조사하기 위해 타워와 블레이드의 탄성체 모델을 구성하여 해상풍력기의 고유진동수를 계산하였다. 타워와 블레이드의 탄성효과가 해상풍력기의 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 타워만 탄성체로 구성된 탄성타워모델과 타워와 블레이드가 탄성체로 고려된 탄성타워 블레이드모델을 각각 강체 모델과 비교하였다.
The major challenge in promoting large-scale offshore wind power projects is securing local acceptance. Several recent studies have emphasized the crucial role of local governments in addressing this problem. However, local governments have difficulty in achieving clear results because of the lack of expertise and manpower in offshore wind power projects, making thempassive in promoting these initiatives. In this context, we briefly introduce the case of Shinan-gun, which recently successfully conducted a pre-feasibility study on a large-scale offshore wind power complex led by the local government.
Recently the offshore wind turbine development is requested to be installed off south-west coast and Jeju island in Korea. Reliable and robust support structures are required to meet the demand on the offshore wind turbine in harsh and rapidly varying environmental conditions. Monopile is the most preferred substructure in shallow water with long term experiences from the offshore gas and oil industries. This paper presents an optimum design of a monopile connection with grouted transition piece (TP) for the reliable and cost-effective design purposes. First, design loads are simulated for a 5 MW offshore wind turbine in site conditions off the southwest coast of Korea. Second, sensitivity analysis is performed to investigate the design sensitivity of geometry and material parameters of monopile connection based on the ultimate and fatigue capacities according to DNV standards. Next, optimization is conducted to minimize the total mass and resulted in 30% weight reduction and the optimum geometry and material properties of the monopile substructure of the fixed offshore wind turbine.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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