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Energia Eólica Flutuante: que futuro?

26 setembro 2022

Artigo de Diogo Neves, responsável de desenvolvimento de negócio na área de Tecnologias para o Mar, José Carlos Matos, diretor da área de Energia Eólica, e Miguel Marques, responsável técnico do Laboratório de Aerodinâmica e Calibração do INEGI


A energia eólica offshore é hoje uma solução promissora para descarbonizar o nosso sistema energético. Gera energia renovável «limpa» a partir de um recurso inesgotável1, e graças a um nível significativo de maturidade tecnológica, não só é uma aposta de futuro como já faz parte do nosso presente.

O INEGI tem vindo a contribuir para a aceleração do crescimento no sector de eólico offshore desde os primeiros estudos, elaborados em meados dos anos 2000. A avaliação do potencial energético do recurso eólico offshore e definição dos padrões temporais de colocação da potência de origem eólica offshore na rede elétrica nacional, foram algumas das contribuições.

Duas décadas depois, no espaço geográfico europeu, o espaço marítimo já é visto como um vetor complementar à expansão da energia eólica. O mar do Norte representa atualmente 70% da capacidade mundial eólica offshore3, e na Europa a tendência é de pleno crescimento, com previsões de atingirmos a meta de 79 a 92 GW de capacidade instalada em 2030 18.

De facto, em 2020 e 2021, da nova potência eólica instalada no espaço europeu, cerca de 20% foi offshore 17, 18, tirando partido da elevada disponibilidade de recurso eólico, o baixo impacto visual e sonoro e as baixas perdas de transmissão e distribuição.

O INEGI tem vindo, por isso, a procurar responder aos desafios atuais do setor, em colaboração com operadores, promotores, investidores e outras entidades, sobretudo na análise do comportamento estrutural dos grandes componentes estruturais em operação em condições reais offshore.

Avanços na tecnologia abre portas a novas instalações offshore

No contexto nacional, as elevadas profundidades junto à costa portuguesa impossibilitam a instalação de parques eólicos com o recurso a torres eólicas fixas no fundo marinho, tal como acontece no Mar do Norte.

Contudo, a necessidade de instalação de parques eólicos offshore em grandes profundidades impulsionou projetos que possibilitaram a instalação de turbinas eólicas flutuantes (FOWTs)6em locais de grande profundidade. Admite-se, por isso, que a massificação da eólica offshore em Portugal é um cenário plausível, prevendo-se mesmo o lançamento de concursos para instalação de turbinas eólicas flutuantes na costa portuguesa já em 202319.

De facto, a maior fatia do recurso eólico está localizada nas zonas de grande profundidade pelo que a indústria eólica offshore tem vindo a fazer uma forte aposta no ramo das FOWTs. O investimento no desenvolvimento tecnológico da estrutura flutuante representa uma fatia avultada do investimento (cerca de 36% do custo total de uma turbina flutuante), contudo, prevê-se que este valor baixe drasticamente nos próximos anos com a industrialização da tecnologia. Ainda mais, considerando que estas implicam custos inferiores ao nível da instalação e dos estudos geofísicos e geotécnicos do subsolo marinho4.

Existem 3 grandes grupos de estruturas eólicas flutuantes (FOWT’s ou floating offshore wind turbines): (i) Semi-submersível; (ii) Spar Buoy; e (iii) TLP – Tension Leg Platform.

Os custos associados à instalação e transporte dos dois últimos são de facto bastante avultados quando comparados com as estruturas flutuantes do tipo semi-submersível. Estes, pelo contrário, permitem a utilização de um sistema genérico de rebocador da turbina eólica, já montada, até ao local de instalação desejado, a instalação em profundidades baixas, o transporte da estrutura completa para descomissionamento e manutenção do sistema em estaleiros localizados nas zonas portuárias.

Inovação impulsiona crescimento do setor e melhores soluções

Tudo aponta para que a energia eólica offshore seja essencial para atingir a meta de 32% de energia proveniente de fontes renováveis até 2030 em toda a União Europeia, e que tenha um papel de relevo no mix energético de amanhã. Por essa razão, também trabalhamos na vertente de investigação, inovação e transferência de tecnologia.

Neste campo o INEGI tem vindo a trabalhar para colmatar problemas associados à corrosão e fadiga das estruturas, que no oceano são sujeitas a um ambiente extremamente agressivo. No âmbito de projetos europeus, destaca-se o trabalho na área dos materiais avançados, com o estudo do uso de materiais à base de polímeros reforçados com fibras (FRP)13, e de inspeção, com o desenvolvimento de sistemas para avaliar a integridade estrutural e prever o comportamento estrutural de fundações subaquáticas e aerogeradores14.

Existe claramente um futuro desafiante e promissor para o desenvolvimento de energia renovável offshore, nomeadamente para a eólica offshore.  Ir mais longe, especialmente em Portugal, exige o envolvimento concertado das instituições de I&D, indústria, sociedade e centros de decisão.

Leia AQUI este artigo na íntegra. 



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Consultoria |  Energia Eólica



Referências


[1] - Xiaoni Wu, Yu Hu, Ye Li, Jian Yang, Lei Duan, Tongguang Wang, Thomas Adcock, Zhiyu Jiang, Zhen Gao, Zhiliang Lin, Alistair Borthwick, Shijun Liao (2019). "Foundations of offshore wind turbines: A review” - Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 104, 379-393. ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.01.012.
[2] - Zhengru Ren, Amrit Shankar Verma, Ye Li, Julie J.E. Teuwen, Zhiyu Jiang (2021). "Offshore wind turbine operations and maintenance: A state-of-the-art review” - Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 144, 110886, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110886.
[3] - Jiang, Zhiyu, Weifei Hu, Wenbin Dong, Zhen Gao, and Zhengru Ren. 2017. "Structural Reliability Analysis of Wind Turbines: A Review" Energies 10, no. 12: 2099. https://doi.org/10.3390/en10122099
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[5] - Frederick Driscoll, Jason Jonkman, Amy Robertson, Senu Sirnivas, Bjørn Skaare, Finn Gunnar Nielsen, (2016) "Validation of a FAST Model of the Statoil-hywind Demo Floating Wind Turbine”, Energy Procedia, Volume 94, Pages 3-19, ISSN 1876-6102, https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.09.181.
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[8] - Skaare, B. (2017) "Development of the Hywind Concept." Proceedings of the ASME 2017 36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Volume 9: Offshore Geotechnics; Torgeir Moan Honoring Symposium. Trondheim, Norway. June 25–30, 2017. V009T12A050. ASME. https://doi.org/10.1115/OMAE2017-62710
[9] - https://www.reuters.com/business/energy/portugal-auction-3-4-gw-floating-offshore-wind-farms-summer-2022-03-16
[10] - https://www.powermag.com/dramatic-innovation-driven-ramp-up-of-floating-offshore-wind-anticipated-by-2030/]
[11] - https://www.upstreamonline.com/energy-transition/transition-ambition-us-draws-up-four-offshore-wind-initiatives-to-match-bidens-enthusiasm/2-1-1214051
[12] - https://www.bbc.com/news/world-europe-55931873
[13] - https://www.inegi.pt/en/news/inegi-wants-to-increase-the-useful-life-of-materials-and-structures-in-offshore-wind-farms/
[14] - https://www.inegi.pt/en/news/fibre-based-material-solutions-for-the-structure-and-functional-components-of-large-offshore-wind-energy-and-tidal-power-platforms/
[15] - https://www.wavec.org/en/research-development/projects/atlantic-pc
[16] - https://www.inegi.pt/en/news/floating-solar-farm-mooring-system-that-tracks-the-sun-nuno-correia-and-carla-gomes-named-finalists-for-european-inventor-award-2022/
[17] - Wind energy in Europe - 2020 Statistics and the outlook for 2021-2025 February 2021, WindEurope - https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-2020-statistics-and-the-outlook-for-2021-2025/
[18] - Wind energy in Europe - 2021 Statistics and the outlook for 2022-2026 February 2022, WindEurope - https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-2021-statistics-and-the-outlook-for-2022-2026/
[19] - https://eco.sapo.pt/2022/05/31/governo-adia-para-2023-primeiro-leilao-eolico-offshore/
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