Logistics strategy optimization for offshore windfarms with power purchase agreement

• Main Author: Pottier, Aubin
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) 2021
• Subjects: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-300101

Offshore wind is on the road to become commercially viable and competitive means for large-scale electricity production. This new industry is expected to occupy a major role in the energy transition. Operational costs and especially logistics cost for offshore maintenance are major factors and already today represent important levers to reduce the electricity production costs. In this study, a methodology to design and optimize an offshore windfarm’s logistics strategy is developed. This methodology is based on a software able to simulate a large number of logistics strategies and their interactions with weather conditions. The main outputs of the simulation are the monthly availability of the turbines and the logistics costs. The case study illustrates that the critical windfarm’s size for which a logistics strategy based on a vessel remaining at sea for weeks (offshore-based) becomes more beneficial than a strategy based on vessels going back to the port every day (onshore-based strategy), is close to 170 turbines for conditions typical to geographical areas similar to the North Sea. The simulation results, combined with scientific literature review, identify the distance to shore, number of turbines and transfer capacity of vessels as key parameter of logistics strategy design. === Vindkraft ute till havs är på väg att bli kommersiellt gångbart och konkurrenskraftigt medel för storskalig elproduktion. Denna nya industri förväntas inta en viktig roll i energiomställningen. Driftskostnader och särskilt logistikkostnader för reparationer och underhåll till havs är tunga faktorer och utgör redan idag viktiga spakar för att minska elproduktionskostnaderna. Denna studie utvecklar en metod för att designa och optimera logistikstrategi för underhåll av havsbaserad vindkraft. Metoden bygger på en programvara som kan simulera ett stort antal strategier och deras interaktion med väderförhållandena. De viktigaste resultaten av simuleringen är vindturbinernas månatliga tillgänglighet och logistikkostnader. Studien vilar på en fallstudie som illustrerar att den kritiska vindkraftsparkens storlek är närmare 170 turbiner då en logistikstrategi baserad på ett fartyg som stannar kvar i havet i flera veckor (offshore-baserat) blir mer fördelaktig än en strategi baserad på fartyg som går tillbaka till hamn varje dag (landbaserad strategi), för förhållanden som är typiska för geografiska områden som liknar Nordsjön. Simuleringsresultaten, kombinerat med vetenskaplig litteraturöversikt, identifierar avståndet till land, antalet turbiner och fartygens överföringskapacitet som nyckelparameter för logistikstrategidesign.