• Shanghai Investigation, Design & Research Institute Co., Ltd.

    Proyecto de granja eólica offshore de China Three Gorges New Energy Dalian Zhuanghe III

    Mar de Bohai, China

Resumen del proyecto

Proyecto

China Three Gorges New Energy y Dalian Power Generation, propietarios de múltiples desarrollos eólicos offshore en China, contrataron al Shanghai Investigation, Design, & Research Institute (SIDRI) para diseñar un parque eólico offshore en el mar de Bohai. El gran proyecto, que incluye 72 turbinas eólicas con una capacidad combinada de 300 megavatios y una estación de refuerzo de 220 kilovoltios, se construiría entre las trincheras y las cuevas del fondo marino local. Además, el diseño tendría que proteger las torres eólicas de los témpanos de hielo durante los meses de invierno. El tamaño, la complejidad y los desafíos de este proyecto presentaban lo que SIDRI denominó una dificultad "insuperable".

Solución

Como el plazo era demasiado ajustado para utilizar los métodos tradicionales de diseño 2D, SIDRI recurrió a las aplicaciones de tecnología BIM 3D utilizando OpenPlant y OpenBuildings para crear un modelo digital iTwin de todo el parque eólico, incluida una plataforma de subestación offshore. El equipo de diseño analizó el complejo terreno offshore, determinó dónde el suelo submarino podía adaptar las cargas de las torres eólicas y optimizó el diseño de la cimentación. El modelado 3D iterativo permitió al equipo mejorar todos los aspectos del diseño del parque eólico, que incluye la creación de conos antihielo. Mediante el engrosamiento del área de la torre en forma de cono en la superficie del agua, los témpanos de hielo se desviarían más eficazmente de la torre que una superficie más estrecha. Además, el equipo de diseño creó una biblioteca de modelos de juntas de estructuras de acero personalizadas en las aplicaciones de diseño 3D, que automatizó la colocación de las juntas de las estructuras de acero.    

Resultado

Debido a que todo el trabajo se llevó a cabo en un entorno de datos abierto y conectado con un modelo digital iTwin preciso, SIDRI descubrió y resolvió más de 80 problemas, por lo que ahorró 400 días de recursos de modificaciones de diseño, 100 días de recursos de corrección, 70 días de recursos de manejo de errores en el sitio y CNY 3 millones en gastos adicionales. En total, el diseño y la visualización 3D le permitieron al equipo ahorrar 500 días de recursos de periodo de diseño y CNY 50 millones, además de optimizar los elementos de diseño y superar los desafíos que presentaban el terreno y el clima. SIDRI planea aplicar técnicas de diseño similares al desarrollo de futuros parques eólicos offshore, lo que supondrá un ahorro estimado de CNY 5 millones por proyecto.

Software

SACS y OpenWindPower permitieron a SIDRI analizar el complejo terreno, predecir el rendimiento estructural y optimizar el diseño de cimentación. Los componentes para los modelos digitales iTwin 3D individuales se crearon utilizando OpenBuildings Designer, Bentley Raceway Design and Cable Management, OpenPlant y ProSteel, los cuales mejoraron la eficiencia del diseño de la ingeniería multidisciplinario en las áreas de estructura, tuberías, mecánica y electricidad. SIDRI estableció su entorno de datos abierto y conectado con ProjectWise. Todos los diseños individuales se combinaron en Navigator, lo que permitió al equipo colaborar, pero también detectar y resolver problemas automáticamente.

Estrategia del proyecto: MicroStation, Navigator, OpenBuildings Designer, OpenPlant, OpenWindPower (lo que incluye SACS), ProjectWise, ProSteel

Resultado/datos
  • Las aplicaciones de diseño 3D ayudaron a optimizar el diseño de los parques eólicos, a superar las irregularidades del terreno y a proteger las torres eólicas de los témpanos de hielo estacionales.
  • Gracias a la realización de todo el trabajo en un entorno de datos abierto y digital conectado a iTwin, SIDRI descubrió y resolvió más de 80 incompatibilidades, lo que permitió ahorrar 570 días de recursos y CNY 3 millones.
  • En total, el modelado 3D mejoró los diseños generales, acortó el proceso de diseño en tres meses y ahorró CNY 50 millones.
Cita:
  • "Con OpenWindPower, el equipo de diseño iteró diseños para determinar la mejor manera de proteger las cimentaciones de la torre de los daños del hielo. Su trabajo dio como resultado conos antihielo, que se encienden donde la torre se encuentra con el agua. El diseño... protege la cimentación de la torre proporcionando un área de superficie mucho más gruesa que desvía el hielo flotante más eficazmente que una superficie más estrecha".