浮体式風力発電プラットフォームOceanXは、台風ヤギの間に安定した性能を示したことで、再び議論の俎上に載った。Mingyangが伝えた測定によると、タービンのナセルは秒速41.5メートルを超える風にさらされ、重要な波の高さは6.5メートル、最大波高は9.8メートルに達した。一方、ナセルの傾斜はおよそ0度から3度の範囲だった。
ここで重要なのは、単に強い嵐を乗り切ったことだけではない。1基の浮体式プラットフォームに2基のタービンを搭載し、風向に対してブレードを支柱の後方に配置する非従来型のシステムを試験した点にある。これは、現代の大半のタービンで一般的な、タワーの前方にブレードを配置する方式とは異なる。
何がこの工学設計を特徴づけるのか
OceanXは、自立する2本の円筒形タワーの代わりに、あらかじめ張力を与えたケーブルのネットワークで固定された、傾斜した細い支柱を使用している。この配置は、支柱の後方でブレードが受ける空力的な乱流を低減すると想定されている。これによって下流型設計の問題が完全になくなるわけではないが、ブレードの前方にある構造物をより細く、空力的に整った形にすることで、その原因を軽減できる可能性がある。
また、プラットフォーム全体が係留システムに対して風向を変えられるため、各ナセルが独立したヨー制御システムに依存する必要がない。これにより、タービン、支柱、ケーブルを風向に対して近い空力的関係に保つことができる。これは、細い支柱の整列に依存する設計にとって重要である。
台風ヤギの試験は何を実証したのか
Mingyangによると、嵐の間のプラットフォームの応答は過去のシミュレーション結果に近く、異常な共振やプラットフォームの姿勢の恒久的な変化を示す明確な兆候はなかった。試験では、ローター荷重、直接的な風、波、プラットフォームの動き、係留力、ケーブルで支持された上部構造の荷重が同時に作用したため、これらのデータは単なる試作機やコンピューター上の概念モデルよりも強い裏付けとなる。
しかし、この結果だけでOceanXが従来型の浮体式設計より経済的に効率的、あるいは工学的に優れていることが証明されたわけではない。長期的な材料応力、構造質量、保守、部品交換について、単独で十分なデータを提供するものでもない。
なぜ2基のタービンには疑問が残るのか
OceanXは出力を2基のタービンに分配している。つまり、2基のナセル、2基の駆動系、2本の主軸、6枚のブレードが必要になる。これによりハブ高さを下げ、個々の部品を小型化できる可能性があり、製造や建造の面で浮体式プラットフォームに利点をもたらす可能性がある。しかし同時に、高価な部品の一部が倍増し、より大型の単一ローターなら生じない運用上の相互作用も加わる。
したがって、写真でOceanXの最も目を引く要素が、必ずしも技術的に最も説得力のある要素とは限らない。浮体式プラットフォーム、ケーブルで支持された支柱、風向に合わせて向きを変える機構こそが重要な革新である可能性があり、理論上は同じ構造に2基の完全なタービンを使用せずに実現することも考えられる。
残されている問題は何か
ブレードは依然として支柱の後方にある乱流中を周期的に通過するため、その応力と運用寿命について疑問が残る。また、水中の回転接続部には検査と保守が必要であり、2組の駆動系が存在することで故障し得る部品の数も増える。最終的な判断には、25年間にわたる比較が必要であり、構造疲労データ、保守試験、部品交換手順、より従来型の浮体式風力タービンに対する総費用を含めなければならない。
certi.newsの見解：OceanXの現在の価値は、浮体式プラットフォーム、ケーブルで固定された細い支柱、風向への受動的な整列を組み合わせることが、再検討に値するという初期の実地証拠を示している点にある。しかし、嵐の試験が証明したのは、強い荷重下におけるシステムの挙動の堅牢性であり、商業的な実現可能性や2基のタービンの優位性については、まだ結論を出していない。