• Keystone Engineering Inc.

    ブロック島風力発電所

    米国、ロードアイランド州、ブロック島

プロジェクト概要

プロジェクト

より安価な電力をロードアイランド州とニューイングランドに供給することを目的とした、工費2億9,000万米ドルのブロック島風力発電所プロジェクトの一環で、Keystone Engineering(Keystone)は5基の6メガワット風力タービン発電機の基礎構造の設計を依頼されました。深海の風力タービンにかかる複雑な空力/流体荷重を吸収し、発電機の設計者とのコミュニケーションを合理化するため、Keystoneは、柔軟で相互運用性の高い洋上設計と解析のツールを必要としていました。

ソリューション

KeystoneはBentley SACSを利用して、深海の風力タービンの支持構造物の設計に、石油・ガス業界で使われている鉄筋製ジャケットの基礎を採用しました。一般的なコンクリートのモノパイル式洋上風力の基礎は、より水深が浅いところでなければ設置できませんが、それに代わる基礎として、KeystoneはSACSを利用することで、複合構造と複雑なノード形状を持つジャケット式の下部構造を設計できました。Keystoneは、タービン発電機の設計者が使用するGH Bladedソフトウェアと連携できるSACSの機能を利用して、構造全体の設計を最適化し、安全に運用できるようにしました。

成果

Keystoneはジャケットの設計プロセスにBentley SACSを使用することで、下部構造に必要な鋼材の量を最適化し、従来のモノパイル式工法に比べて20%以上も敷設費用を削減できました。また、Bentley SACSを使うと並行して複数のシミュレーションと、さまざまな設計反復作業を実行できるため、Keystoneは設計サイクルを50%短縮できました。Keystoneの革新的な設計によって、リスクが緩和され、製造と施設のコストが削減されました。Bentleyの包括的で相互運用性の高いソフトウェアによって、風力タービンの設計者との効果的なコラボレーションを確立でき、プロジェクト全体を通して、正確なモデリングがサポートされました。

ソフトウェア

KeystoneはSACSを使用して、1回の設計反復ごとに3,000回以上の時間領域シミュレーションを実施しながら、並行して150以上のシミュレーションを実行することで、通常のヨーロッパの洋上風力プロジェクトと比較して50%サイクル時間を短縮しました。SACSはGH Bladedソフトウェアと相互運用できるため、広範な風速や海況の中で最適に運用されるように構造物の振動数を調整して、収益を最大化できています。Bentley SACSは、設計と解析の合理化、コスト削減、数テラバイトのプロジェクトデータの正確な管理、エラーが発生する可能性の最小化というメリットをKeystoneにもたらしました。

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.