2021 Fiscal Year Final Research Report

Study on Damping Plates for Reducing Motions of Floating Offshore Wind Turbine

Research Project

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Project/Area Number	19K04860
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 24020:Marine engineering-related
Research Institution	Saga University
Principal Investigator	Ishida Shigesuke 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30360712)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永田修一佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 特任教授 (30404205) 今井康貴佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231) 村上天元佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90611278)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	洋上風力発電 / 浮体式 / 復原性 / 波浪中動揺 / 減揺デバイス / 減揺プレート / ヒーブプレート / スパー
Outline of Final Research Achievements	The research was on the effect of flat plate structures as low-cost motion reduction devices in waves, required to realize floating offshore wind turbines. Study was focused on three promising floater types. As a result of replacing the lower part of spar type floater with vertical flat plates from the conventional ballast tank, it was confirmed that the motion in waves can be reduced without impairing the stability. In a semisubmersible type floater, the effect of the proposed heave plates (horizontal plates) was verified. Furthermore, in the barge type, the effects of the skirt (also similar horizontal plate), and the characteristic moonpool (central opening) were examined. As a result, it was clarified that it is necessary to optimize the design according to the sea conditions because the motion reduction devices may increase the motion in waves on the contrary.
Free Research Field	洋上風力発電
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では有望とされる浮体形式について新しい減揺プレート構造を提案するとともに、他の型式で検討中のプレートの特性について重要な知見を得た。安定性が高く低コストの風車支持浮体の開発は、大量の洋上風力発電を可能にし、地球温暖化等の点で大きな意義を持つ。一般に浮体運動力学では、減揺プレートによりラディエーション流体力を増加させて動揺低減を図るが、提案した新コンセプトでは、浮体の一部を動きやすくする事で運動を抑制しており、浮体設計の新しい考え方を示した。また他の型式では、プレート装着により別の流体力が増加することで波浪中運動が逆に増加する事が明らかになり、設計法に関する重要な視点を示すことができた。