07/11/2016

1

Introduction to IEC’s “General Guidance for Design and Analysis of an Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) Plant (PT20)”

IEC TC 114  PT20Martin Brown, Convener

Pat Grandelli, Laurie Meyer (USA)Present & former members of the PT20 working group

2016 OTEC Symposium  26 October 2016

LM1

2

Convener Background

• Chartered Naval Architect • 25 years experience of oil & gas marine operations/consultancy• Experienced Project Manager – two international Joint Industry 

Projects (JIP) on moorings• BSc, MSc + MBA dissertations on OTEC• Number of OTEC papers since 1989• Mooring and riser/CWP design/integrity specialist • Transportation and Installation Engineering experience• Marine Warranty expertise – ex Noble Denton

07/11/2016

2

3

Introduction to IEC

The International Electrotechnical Commission(IEC) is an independent not‐for‐profit, non‐governmental organization, founded in 1906 for electrical, electronic and related technologies.IEC is a Sister agency to ISO.

The IEC's members are National Committees.They appoint experts and delegates from industry, government bodies, associations and academia

• Technical assessment  (Safety, reliability)• Conformity assessment (Standards)

Wind Energy:  TC 88

USB:  IEC TC 100 TA14

4

Presentation Outline

• How other IEC TC 114 renewable standards fit together• Purpose and Scope of PT20 (OTEC) Specification

• Impartial design guidance (vs. developer)• PT20 Draft Technical Spec Overview

• Walk through layout of the OTEC Document• Table of Contents• References to other relevant standards• Offshore or Ship Standards can be relevant• But other aspects are OTEC‐only

• Example: Annual Electric Power nomenclature• Spacing / plume effects

• PT20 schedule:  Approx. one month remaining for expert input.  

07/11/2016

3

5

PT20 Avoiding Standardisation Duplication • Provides approach for developing an outline road map for OTEC 

development. • PT20 concentrates on areas which are specific to OTEC.  Thus other areas, 

which are already covered by recognised standards, are not duplicated. 

6

PT20 Covers Land Based as well as Floating

07/11/2016

4

IEC Tech Committee TC 114 Wave, Tidal & Others Website

07/11/2016

5

9

Importance of a Technical Specification for OTEC

Reassurance for Investment community review

Guidance for designers & for technical due diligence

10

Technical Specification Scope

• Establishes general principles• Provides relevant information 

to for design assessment of • land‐based, • shelf‐mounted, or• floating OTEC plants

which generate electrical power. 

This electricity may be used for • utility supply, or • production of other energy 

carriers. 

Applicable to the• OTEC structure, • Process flows and machinery, • Electrical equipment and controls, to the point of interconnection to the primary load or electrical grid. 

Intended users are • OTEC developers, • Engineers• Regulators and • Financing authorities.

Note: Not directly applicable to non‐electric use:  SWAC (?), Aquaculture, Agriculture. 

LM4

07/11/2016

6

11

PT 20 Working Group Members

PT 20 Chair:  Martin Brown (Aqualis Aberdeen, UK)

1. Pat Grandelli (Noblis, ex Makai, US)2. Laurie Meyer (La Mer Consulting, ex Lockheed, US)3. John Griffiths (JWG Consulting, UK) 4. Yasuyuki (Yasu) Ikegami, (Institute of Ocean Energy, Saga University, Japan)5. Paul Dinnissen & Remi Blokker (Bluerise, Netherlands)6. Gouri Shankar Bhuyan, Vancouver, (GB Consultants, Canada)7. Laura‐Mae Macadré, (Bureau Veritas, France)8. Dr. Weimin Liu, First Institute of Oceanography, Qingdao (China)9. Purnima Jalihad, (NIOT, India)10. Ad hoc specialists 

12

PT20 helps with Risk Reduction – vital for new Technologies 

• Proper application of oil & gas offshore engineering expertise can reduce the danger of catastrophic system failure

• Application of in service experience can reduce life cycle operational cost, e.g. moorings, power & control umbilicals, etc. 

• Tried & tested solutions should not necessarily be discarded to reduce capital cost (e.g. mooring redundancy, stability criteria, etc) 

Lost Oceanlinx Wave Power device off Australia (Port Kempla) 

07/11/2016

7

13

Technical Specification Table of Contents

LM4

14

Primary Systems

• Electrical• Piping• Metocean• Sea Safety• Health, Safety, 

Quality• Environment

07/11/2016

8

15

Floating OTEC:  Common Systems but PT20 must handle significantly different configurations

16

Normative/ Established References 

PipingAPI 17N, Recommended Practice for Subsea Production System Reliability, Technical Risk and Integrity ManagementAPI 17 L1, Specification for Flexible Pipe Ancillary EquipmentAPI 17 L2: Recommended Practice for Flexible Pipe Ancillary EquipmentASME B31.3 – 2002, Process PipingASME B31.5 – 2001, Refrigeration Piping ASME Boiler and Pressure Vessel CodesISO 15547, Petroleum and natural gas industries ‐Shell and tube heat exchangerISO 16812, Petroleum and natural gas industries ‐Plate heat exchanger

MetoceanAPI RP 2MET: Recommended Practice for developing metocean design and operating conditionsISO 19901‐1, Petroleum and natural gas industries — Specific requirements for offshore structures —Part 1: Metocean design and operating considerationsISO 21650, Actions from waves and currents on coastal structures 

Sea SafetyISM : International Safety Management CodeISPS : International Ship and Port facility Security CodeISO 19900, Petroleum and natural gas industries ‐General requirements for offshore structures ISO 19905, Mobile offshore units ‐ JackupsISO 19902, Fixed steel offshore structures

Health, Safety, Environment & Quality

ISO 9001 : Quality Management SystemISO 14001 : Environmental Management SystemISO 28000 : Security Management SystemAPI RP 14J: Recommended Practice for Design and Hazards Analysis for Offshore Production FacilitiesOHSAS 18001 : Occupational Health & Safety Assessment SeriesKS I 7001/7002 : Green Management System

ElectricalAPI RP 500, API Recommend Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2 API RP 505 (R2002), Recommend Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1 and Zone 2IEC 61064 “Acceptance Test for Steam Turbine Speed Control Systems” IEC 60502‐1 “Low Voltage Cables”EC 60502‐2 “Medium Voltage Cables” (or similar)

07/11/2016

9

17

Power Definitions‐ Define a Standard

‐ Previous OTEC research would list this plant as:“nameplate power” =  93 MW.

‐ Fossil and wind industry usage will list as:“nameplate power”: 162 MW

‐ Affects analysis & decisions! (74% “less” power)

‐ Defined in the Specification:

Annual electric production is the net power produced per hour during one average year assuming 100% availability:  ex. 92.7 MW

Nameplate capacity is defined as the maximum net power that can be generated by an OTEC plant:  ex. 120 MW

18

OTEC Power Rating – Land test sites

2 x 50 kW,  OkinawaDCNS, La Reunion

Bluerise, TU Delft

105 kW, Hawaii

KRISO

07/11/2016

10

19

Transportation & Installation (T&I) Challenges

• There is a long history of CWP towage/installation problems ‐ PT 20 provides guidance to help avoid future problems 

20

Deep Water Oil/Gas Experience Transfer – PT20 Helps 

• FLNG stepping stone to OTEC

07/11/2016

11

21

Use of Existing Test Facilities ‐ PT20 Helps 

• SBM OTC 2015 paper 

22

Re‐use of Semis, Drillships & FPSOs going to Scrap

•Make use of expensive oil & gas “toys” going to scrap with years of life left in them

07/11/2016

12

23

PT20 part of Educating  about OTEC – Make it “Trendy”

24

Conclusions

• New Technical specification should help more projects to go live

• Planning to publish in March 2017.  Comments welcomed by Mid Nov 2016 – send me an email

• PT 20 will be a live document and it will be updated once in use based on industry feedback

07/11/2016

13

25

Offices strategically located near the world’s major offshore energy centers

Martin G. BrownGeneral Manager 

Aberdeen 

+44 (0)7480 528624martin.brown@

aqualisoffshore.com

Thank you – questions?