Øker tilgjengeligheten til vindturbinene

Transkript

1 Øker tilgjengeligheten til vindturbinene De to "skipsdekkene" ruller og hiver på seg, men lasten ytterst på kranen står helt stille. I laboratoriet i Grimstad simulerer forskere og industri hvordan last og mannskap kan flyttes fra et skip til en vindturbin i grov sjø. Eller fra skip til skip. De avanserte plattformene står i The Norwegian Motion Lab ved Universitetet i Agder. Der har partnerne i forskningssenteret for havvind NORCOWE bygd opp et nasjonalt laboratorium for å simulere bevegelse i sjø. Det kommer både forskningsmiljøene og industrien til gode. Målet med forskningen og testingen er å gjøre det mulig å flytte last fra et skip til et annet i grov sjø uten å måtte bruke kabel eller annen fysisk forbindelse. Kjernen i laboratoriet er to plattformer på seks bein som kan etterligne bølgebevegelser i detalj og simulere to skip i høy sjø. Det er nesten så en kan bli sjøsyk bare av å se den største plattformen vri og vende på seg. Her kan vi teste hvordan last kan overføres trygt fra et skip til et annet i dårlig vær. Eller vi kan teste gangbroer som skal gå fra et forsyningsskip til en vindturbin, sier professor Geir Hovland ved Universitetet i Agder som har vært med i NORCOWE og utviklingen av Motion Lab siden starten. Tyngdepunktet ligger på Sørlandet Laboratoriet som er bygd opp med midler fra Forskningsrådet, NORCOWE, Universitetet i Agder og CMR, har gitt et løft i kunnskapen om hvordan skipskranene skal styres for å kompensere bølgebevegelser for skip. Det har gitt studentene mange utfordrende oppgaver fra industrien, særlig på Sørlandet, og flere doktorgrader. Universitetet i Agder (UiA) har fått midler til fem doktorgradsstipendiater og tre postdoktorer. Deltakelsen i NORCOWE har også vært avgjørende for å bygge opp et ledende miljø i mekatronikk på Sørlandet. Landets første doktorgradsprogram innenfor mekatronikk startet ved UiA i Og universitetet fikk et senter for forskningsdrevet innovasjon innenfor mekatronikk, SFI Offshore Mechatronics, i Mange av partnerne i NORCOWE er med i det nye SFI-et, sier Hovland. Fra sikker kranoperasjon til autonome skip De to såkalte Stewart-plattformene (se undersak) gjør det mulig å simulere bølgebevegelsene i to skip i minste detalj. Nøyaktigheten er 3-4 centimeter selv ved de største "bølgebevegelsene". Målet er å utvikle et system som kan assistere kranoperatører og gjøre løfteoperasjonen sikrere og lettere. Gode kompensasjonssystemer vil også forenkle service på havvindturbiner, enten de er faste eller flytende. Men doktorgradsstipendiat Sondre Sanden Tørdal som jobber med å få alle deler av utstyret i Motion Lab til å kommunisere, ser enda lenger fremover.

2 Forskningen her i Motion Lab vil bidra til å automatisere operasjonene ombord, for eksempel for å reparere et autonomt skip. Da vil et annet autonomt skip kunne levere reservedeler. Forutsetningen for trygg overføring av last er at hvert av skipene har en sensorpakke ombord som kalibrerer seg selv i forhold til hverandre slik at kranen vet nøyaktig hvor dekket på det andre skipet er, sier han. Testet lasere, livbåt og kran i grov sjø To NORCOWE-lidarer (se egen artikkel) ble testet i 2011 for å sjekke hvor følsomme de var for bølgebevegelser når de står på en bøye. Lidarer brukes til å måle vindhastigheter med laserlys, og en skulle tro at om laseren veiver frem og tilbake i takt med bølgene, ville målingene bli svært unøyaktige. Men testene viste at når forskerne tok gjennomsnittet av målingene de samlet inn i en periode på ti minutter, var målingene av vindhastighet lite påvirket av bølgebevegelsene. De omfattende testene gjorde at en lidar på flytende bøye kunne brukes i målekampanjen OBLEX-F1 ved Alpha Ventus i den tyske delen av Nordsjøen (se egen artikkel). I et annet forsøk testet Marintek hvordan en livbåt tar sjøen dersom skipet kaster på seg idet livbåten slippes. Trondheimsforskerne kom med en modellivbåt full av instrumentering og slapp den mot gulvet idet den store Stewart-plattformen var på full fart nedover. Gulvet var dekket av dyner og puter så livbåten ble ikke skadet, og forskerne fikk data om hvordan livbåten beveger seg under ekstreme forhold. Kristiansandselskapet MacGregor Norway AS har testet sensorer for sine kraner når last skal overføres fra et skip til et annet. Selskapet er en av verdens ledende leverandører av skips- og offshorekraner med hivkompensasjon og har lenge hatt et tett samarbeid med Universitetet i Agder. Den første doktorgraden basert på forskning i Motion Lab fikk Magnus Berthelsen Kjelland. Han forsket på kraner som skal plassere last på havvindturbiner. Det sikret ham jobb i firmaet Red Rock Marine i Kristiansand der han utvikler styringssystemer for kraner på skip. Sertifiserer måleutstyr Den gode nøyaktigheten til utstyret i Motion Lab gjør det velegnet til å teste såkalte Motion Reference Unit (MRU), et mye brukt instrument både i olje og gassindustrien og havvindindustrien. MRU brukes til å bestemme posisjoner og bevegelser på et fartøy. Flere selskaper har kommet til laboratoriet for å kvalifisere sine MRU-er. Både Kongsberg Gruppen, Automasjon og Data AS i Sandnes og Inertial Labs i USA har brukt de nøyaktige dataene fra plattformbevegelsene i laboratoriet som fasit mot sitt eget utstyr. For tre år siden fikk Motion Lab status som uavhengig tredjepart som kan sertifisere MRU-er.

3 Nye kunder Nå som NORCOWE går mot slutten og Motion Lab er fullt utstyrt ønsker Universitetet i Agder å invitere flere aktører inn i laboratoriet. Witold Pawlus som ble ansatt som teknisk leder for The Norwegian Motion Lab i november, blir et viktig bindeledd til industrien.

4 Ambisjonen til laboratoriet er å utvikle seg både lokalt og globalt. Det betyr å forsterke samarbeidet med nåværende partnere og bringe inn andre selskaper og forskningsinstitutter. Spesielt nå i perioden med lave oljepriser. Dette er et av få steder i verden der denne typen infrastruktur er samlet på ett sted, sier Pawlus som straks er ferdig med sin nærings-ph.d. fra Universitetet i Agder og borespesialisten MHWirth AS. Doktorgradsstudent Sondre Sanden Tørdal, teknisk leder Witold Pawlus og professor Geir Hovland foran plattformene der industrien og forskerne kan prøve ut ny teknologi i "grov sjø". Foto Claude R. Olsen Avanserte seksbeninger The Norwegian Motion Lab har to såkalte Stewart-plattformer, en stor og en liten, som gjør det mulig å simulere bølgebevegelsene i to skip i minste detalj. Plattformene har seks ben som kan styres uavhengig av hverandre. Plattformene kan bevege seg frem og tilbake (sway), til hver side (surge) og opp og ned (heave) pluss rotere rund tre akser (roll, pitch og yaw). Det er samme teknologi som brukes i flysimulatorene. Det har vært en utfordring å få alle delene av laboratoriet til å spille sammen. Simulering av skipenes bevegelser i bølgene krever mange beregninger og sending av data frem og tilbake. Kranen skal kompensere alle bevegelsene og holde tuppen av krana helt stille. Disse dataene suppleres med avanserte posisjonsmålere langs veggene i laboratoriet.

5 Snart får laboratoriet en tredje plattform, som blir mobil. Sammen med CMR i Bergen investerer UiA i en Stewart-plattform som skal plasseres på en tilhenger. Den vil ha base hos CMR i Bergen som skal bruke den til målekampanjer rundt om på Vestlandet. UiA er nå i ferd med å registrere utstyret i EUs register for infrastruktur for forskningsformål. Det skal bidra til å gjøre The Norwegian Motion Lab mer synlig i utlandet. The Norwegian Motion Lab Video av plattformene i "grov sjø"