Hydrodynamic analysis of an offshore multi - purpose floating structure and evaluation of the annual wave energy yield at three locations in Europe

Βαμιαδάκης, Αντώνιος; Vamiadakis, Antonios

dc.contributor.author	Βαμιαδάκης, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Vamiadakis, Antonios	en
dc.date.accessioned	2018-09-06T10:14:08Z
dc.date.available	2018-09-06T10:14:08Z
dc.date.issued	2018-09-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47538
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15105
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Offshore platform	en
dc.subject	Oscillating water column	en
dc.subject	Wind turbine	en
dc.subject	Spectrum	en
dc.subject	Absorbed power	en
dc.subject	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
dc.subject	Παλινδρομούσα στήλη νερού	el
dc.subject	Ανεμογεννήτρια	el
dc.subject	Παραγόμενη ενέργεια	el
dc.subject	Φάσμα	el
dc.title	Hydrodynamic analysis of an offshore multi - purpose floating structure and evaluation of the annual wave energy yield at three locations in Europe	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Offshore renewable energy sources	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-06-25
heal.abstract	The present thesis titled “Hydrodynamic analysis of an offshore multi – purpose floating energy platform and evaluation of the annual wave energy yield at three locations in Europe” aims at the calculation of the produced power of an offshore structure, consisting of three oscillating water columns and a floating 10 MW wind turbine (WT) mounted on deck of the floater. Power was calculated for the operation conditions of the configuration at three different locations in Europe; one in the North See and two in the Mediterranean Sea. For the exact calculation of the power, a JONSWAP spectrum was used in combination with an analytical program, named HAMVAB (Hydrodynamic Analysis of Multiple Vertical Axisymmetric Bodies), in Fortran programming environment, which calculates the absorbed Power of a specific configuration. In addition, the bivariate frequency of Hs - Tp at these three locations was taken into consideration for the final calculation of the power per year. A validation of program HAMVAB was also made. The validation was referring to the numerical results produced by HAMVAB software in the framework of POSEIDON (www.aristeia-poseidon.naval.ntua.gr) program with the corresponding experimental measurements that took place in the Laboratory for Ship and Marine Hydrodynamics in the School of Naval Architecture and Marine Engineering at the National Technical University of Athens. It has to be mentioned that the POSEIDON program was dealt with a multi – purpose floating structure, similar to the one investigated in the present Diploma Thesis, with the difference that it were designed to support a 5MW wind turbine (WT). Naturally, reference was made to renewable energy sources, offshore structures and their mooring systems, the wave energy converter devices, emphasizing on the oscillating water columns and their historical background. Furthermore, a study on the formulation of the hydrodynamic problem was conducted, considering the configuration, with three oscillating water columns and a floating wind turbine. Finally there is a presentation of the final results and conclusions, as well as suggestions on further research.	en
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία, με τίτλο “Hydrodynamic analysis of an offshore multi – purpose floating energy platform and evaluation of the annual wave energy yield at three locations in Europe” («Υδροδυναμική ανάλυση μιας πλωτής πολύ-χρηστικής υπεράκτιας ενεργειακής πλατφόρμας σύμμικτης εκμετάλλευσης υπεράκτιου αιολικού και κυματικού ενεργειακού δυναμικού και ανάλυση της κυματικής ενεργειακής απόδοσής της σε τρεις περιοχές εγκατάστασής της στην Ευρώπη») στοχεύει στον υπολογισμό της παραγόμενης ενέργειας μιας πλωτής κατασκευής αποτελούμενης από τρεις μηχανισμούς ανάκτησης κυματικής ενέργειας και μια πλωτή ανεμογεννήτρια ισχύος 10MW. Η ενέργεια υπολογίστηκε για λειτουργία της κατασκευής σε τρεις διαφορετικές τοποθεσίες στην Ευρώπη, εκ των οποίων η μία στην Βόρεια Θάλασσα και οι δύο στην Μεσόγειο θάλασσα. Για τον ακριβή υπολογισμό της ενέργειας, χρησιμοποιήθηκε το φάσμα του JONSWAP σε συνδυασμό με το πρόγραμμα HAMVAB (Hydrodynamic Analysis of Multiple Vertical Axisymmetric Bodies) σε προγραμματιστικό περιβάλλον Fortran, που υπολογίζει την απορροφούμενη ενέργεια μιας συγκεκριμένης κατασκευής. Επιπλέον για τον υπολογισμό της τελικής ετήσιας ενέργειας λαμβάνεται υπόψιν η συχνότητα εμφάνισης του κάθε κύματος στις 3 αυτές περιοχές με συγκεκριμένο ύψος κύματος και περίοδο κορυφής. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, έγινε αρχικά επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων του προγράμματος HAMVAB που είχε αναπτυχθεί στο Εργαστήριο Πλωτών Κατασκευών και Συστημάτων Αγκύρωσης του ΕΜΠ, μέσω σύγκρισή τους με αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα που είχαν παραχθεί κατά την εκτέλεση πειραμάτων υπό κλίμακα στα πλαίσια του προγράμματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ(www.aristeia-poseidon.naval.ntua.gr) στην Πειραματική Δεξαμενή του Εργαστηρίου Ναυτικής και Θαλάσσιας Υδροδυναμικής της Σχολής Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ. Σημειώνεται ότι στα πλαίσια του προγράμματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ μελετήθηκε πλωτή υπεράκτια πολύ-χρηστική πλατφόρμα παρόμοια με αυτή που εξετάζεται στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, με την διαφορά ότι η πλωτή ενεργειακή πλατφόρμα που μελετήθηκε στα πλαίσια του ΠΟΣΕΙΔΩΝ αναφερόταν σε Α/Γ 5MW. Γίνεται σχετική αναφορά στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τις παράκτιες κατασκευές και τα συστήματα αγκύρωσής τους, τους μηχανισμούς ανάκτησης κύματος, με έμφαση στην παλινδρομούσα στήλη νερού και το ιστορικό της μέχρι σήμερα. Τέλος, παρουσιάζονται τα τελικά αποτελέσματα και συμπεράσματα σχετικά με τη διάταξη αυτή, καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.	el
heal.advisorName	Μαυράκος, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Μαυράκος, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Τζαμπίρας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Χατζηγεωργίου, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.
heal.fullTextAvailability	true