• Keystone Engineering Inc.

    블록섬 풍력 발전 단지

    미국 로드아일랜드주 블록섬

프로젝트 요약

프로젝트

로드아일랜드와 뉴잉글랜드에 저렴하게 전력을 공급하기 위한 2억9,000만 달러 블록섬 풍력 발전 단지 프로젝트의 일환으로 Keystone Engineering은 6메가와트 풍력 터빈 발전기 5기의 하부구조 설계를 수주했습니다. Keystone은 심해 풍력 터빈의 복잡한 공기역학적, 수력학적 하중을 감당하고 발전기 설계업체와 커뮤니케이션을 간소화하기 위해 유연하고 상호 운용적인 해양 설계 및 분석 도구가 필요했습니다.

솔루션

Keystone은 Bentley SACS를 활용하여 석유 및 가스 산업에서 사용되는 스틸 재킷 기초를 심해 풍력 터빈 지지 구조용 설계로 개조했습니다. SACS를 통해 Keystone은 재킷 구조를 위한 합성 구조 및 복합 노드 형상을 설계하고 얕은 수심에 한정되는 일반적인 해양 풍력 모노파일 콘크리트 기초의 대안을 제시했습니다. Keystone은 터빈 발전기 설계업체가 사용하는 GH Bladed 소프트웨어와 호환되는 SACS 기능을 통해 전체 구조 설계를 최적화하고 안전 운영을 보장했습니다.

결과

Keystone은 재킷 설계 프로세스에 Bentley SACS를 사용하여 하부구조에 필요한 철재량을 최적화함으로써 설치 비용을 전통적인 모노파일 시공 대비 20% 줄였습니다. 또한 Bentley SACS를 통해 여러 시뮬레이션과 수많은 설계 반복을 병렬적으로 처리해 설계 주기를 50% 단축할 수 있었습니다. Keystone의 혁신적인 설계는 위험을 완화하고 제작 및 설치 비용을 줄였습니다. 벤틀리의 종합적인 상호 운용 소프트웨어는 풍력 터빈 설계업체와의 효과적인 공동 작업을 보장하여 프로젝트 동안 정확한 모델링을 촉진했습니다.

소프트웨어

Keystone은 SACS를 사용하여 각 설계 반복에 대해 3,000회가 넘는 시간-영역 시뮬레이션을 수행하고 150개가 넘는 시뮬레이션을 병렬적으로 실시해 주기 시간은 전형적인 유럽 해양 풍력 프로젝트 대비 50% 줄였습니다. SACS와 GH Bladed 소프트웨어의 상호 운용성 덕분에 넓은 풍속 및 해양학적 조건 대역에서 최적의 운영을 위해 구조 진동수를 조정하여 수익을 극대화할 수 있었습니다. Bentley SACS를 통해 Keystone은 설계와 분석을 간소화하고 비용을 줄이며 수 테라바이트의 프로젝트 데이터를 정확하게 관리하여 오류 가능성을 최소화했습니다.

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.