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Turbinas eólicas flutuantes

Como as turbinas eólicas flutuantes ou offshore se mantêm no mar e transmitem a energia gerada para a superfície? É o assunto deste post.

Clique no link abaixo para saber o funcionamento de uma turbina eólica.

Turbinas eólicas: como funcionam?Clique aqui

Transmitindo energia das turbinas eólicas flutuantes para os consumidores

Por quê construir turbinas eólicas flutuantes? Os ventos marítimos são mais fortes e constantes que em terra firme, logo, possuem maior potencial energético. Além disto, as turbinas eólicas em terra firme causam poluição sonora e ocupam áreas que poderiam ser aproveitadas para a agricultura ou desenvolvimento urbano. As turbinas eólicas marítimas podem ser muito maiores que as em terra firme, para aproveitar melhor o potencial energético.

Turbinas eólicas flutuantes Transmitindo energia.
Cabos submarinos (array cables) transmitem a energia gerada, uma subestação no mar (offshore substation) eleva a tensão, para repassar energia elétrica para uma subestação no solo (onshore substation), cuja função é reduzir a tensão de transmissão, para chegar nas unidades consumidoras. Fonte: Orsted.

Plataformas para as turbinas eólicas flutuantes

Em profundidades de até 50 metros, é viável instalar fundações no fundo do mar para sustentar as turbinas eólicas. Porém, em profundidades maiores, onde os ventos são ainda mais fortes e constantes, são necessárias plataformas flutuantes para a sustentação.

turbinas eólicas flutuantes
Estruturas fixas e plataformas flutuantes para as turbinas. Fonte: (Konstantinidis e Botsaris, 2016).

As plataformas são presas ao fundo do mar por correntes de metal, cabos de aço ou cordas de fibra sintética.

Barge (Barcaça)

Esta plataforma flutua através da área em contato com a água, o espaço no meio serve para absorver as ondas. É a plataforma mais barata e fácil de instalar, porém é a mais sujeita à flutuação das marés, portanto, só é viável instalar em locais onde a maré é mais fraca.

Plataforma de tensão de perna (TLP)

Fonte: paperblog.

Com o intuito de reduzir os custos, as dimensões e o peso são reduzidos, consiste em um eixo central com três, quatro ou cinco “braços”. A estabilização vem da interação entre a flutuação da plataforma e a elevada tensão nos cabos. Portanto, depende muito das condições do solo no fundo do mar. A instalação deste tipo de plataforma só é viável com profundidades entre 50 e 60 metros.

Semissubmersível

Fonte: WindTAIWAN.

Criada para minimizar a área da superfície exposta à água e maximizar o volume. Possui flutuadores verticais unidos por pontões com escoras e preenchidos parcialmente com água de lastro, para melhorar a estabilidade. Além disto, a maior parte dos flutuadores fica debaixo d’água. Um controlador pode alterar a massa e a flutuação dos flutuadores para ajustar a posição da turbina, o que aumenta a complexidade.

Spar

Uma grande coluna fica logo abaixo da turbina e grande parte da massa fica no extremo oposto do lado da turbina, consequentemente, o centro de gravidade é mais baixo do que o centro flutuante, tornando a plataforma estável. Porém, este tipo só é viável onde a profundidade do mar for maior que 100 metros.

Atualmente, novos projetos de plataformas estão sendo desenvolvidos e propostos, com a finalidade de obter as vantagens dos modelos atuais e um melhor custo-benefício.

Limitações e desafios das turbinas eólicas flutuantes

  • Os custos de instalação, manutenção e operação das turbinas eólicas offshore ainda são muito elevados.
  • Ainda não são totalmente compreendidos os impactos ambientais causados pelas turbinas offshore na vida marinha e nas aves.
  • O tempo violento pode forçar um desligamento temporário. No entanto, já foram construídas na China turbinas que resistem a tufões.
  • Dependendo do local, a visão das turbinas a partir da costa pode ser desagradável para moradores locais.

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