• Keystone Engineering

    Block Island Wind Farm

    Block Island, Rhode Island, USA)

Projektzusammenfassung

Projekt

Im Rahmen des Block Island Windpark Projekts im Wert von USD 290 Millionen für die Versorgung von Rhode Island und New England mit preisgünstigerer Energie wurde Keystone Engineering (Keystone) damit beauftragt, die Stützstruktur für fünf 6 Megawatt-Windenergieanlagen zu gestalten. Um die komplexe aerodynamische und hydrodynamische Belastung der Hochsee-Windturbinen aufzunehmen und die Kommunikation mit dem Generatorplaner zu rationalisieren, benötigte Keystone flexible interoperable Offshore-Design- und Analyse-Tools.

Lösung

Keystone nutzte Bentley SACS, um die Stahl-Jacketfundamente, die in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden, als Design für die Stützstrukturen von Hochsee-Windturbinen anzupassen. SACS ermöglichte es Keystone, die Verbundbauweise und komplexe Knotengeometrie für Jacket-Stützstrukturen zu entwerfen, indem eine Alternative zu den typischen Monopile-Betonfundamenten von Offshore-Windanlagen erarbeitet wurde, die nur in geringen Wassertiefen eingesetzt werden können. Keystone Engineering kombinierte Bentley SACS mit GH Bladed Software, um die Planung der Gesamtstruktur zu optimieren und den sicheren Betrieb zu gewährleisten. 

 

Ergebnis

Unter Einsatz von Bentley SACS für den Designprozess der Jacketfundamente war Keystone in der Lage, die erforderliche Stahlmenge für die Stützstruktur zu optimieren und die Installationskosten um mehr als 20 % im Vergleich zur traditionellen Monopile-Konstruktion zu reduzieren. Parallel dazu konnte Keystone mit Bentley SACS verschiedene Simulationen und zahlreiche Designiterationen durchführen, sodass der Planungszyklus um 50 % verkürzt werden konnte. Der innovative Entwurf von Keystone minderte die Risiken und reduzierte die Fertigungs- und Installationskosten. Die umfassende interoperable Software von Bentley sicherte die effiziente Zusammenarbeit mit den Windturbinenplanern und erleichterte die präzise Modellierung während des gesamten Projekts.

Software

Mit SACS führte Keystone über 3.000 zeitabhängige Simulationen für jede Designiteration durch und nahm mehr als 150 Simulationen parallel vor, sodass die Zyklusdauer im Vergleich zu typischen europäischen Offshore-Windprojekten um die Hälfte verkürzt wurde. Die Interoperabilität von SACS mit GH Bladed Software verbesserte die Fähigkeit der Teams, die strukturelle Frequenz für den optimalen Betrieb in einer großen Bandbreite von Windgeschwindigkeiten und ozeanografischen Bedingungen abzustimmen, sodass die Rentabilität maximiert werden konnte. Bentley SACS ermöglichte es Keystone, die Planung und Analyse zu rationalisieren, Kosten zu reduzieren und Terabytes an Projektdaten bei minimiertem Fehlerpotenzial zu verwalten.

Outcome/Facts
  • The interoperability of Bentley SACS enabled collaboration between two engineering firms using different software and ensured accurate modeling throughout the project.
  • The economic feasibility of the Block Island Wind Farm project serves as precedent for a new United States industry, supporting infrastructure development to reduce energy costs while expanding job opportunities.
  • Keystone saved their client 20 percent in installation costs by using Bentley SACS to design steel jacket substructures for America’s first commercial offshore wind farm.
  • Using Bentley SACS to perform multiple simulations and design iterations simultaneously, Keystone shortened the design cycle by 50 percent as compared to European offshore wind projects.
Quotes:
  • “The effort put in by the Bentley SACS team to couple its post-processing capabilities with the hydrodynamic/aerodynamic modeling capabilities of other software systems has allowed for the first truly useful coupled analysis in the offshore wind industry. This has resulted in significant time and cost savings for the offshore wind foundation/sub-structure engineering community.”

    Benjamin Foley P.E., general manager-offshore renewables Keystone Engineering Inc.
  • “The Bentley SACS Wind Turbine module allowed us to streamline the analysis process reducing the design cycle time, the cost to the client, and the risk of errors in managing the tremendous amount of data needed to perform over 3,000 time-domain simulations.”

    Zachary Finucane P.E., project manager Keystone Engineering Inc.