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Plataformas flutuantes: um futuro promissor para as energias renováveis ​​offshore?

Plataformas flutuantes: um futuro promissor para as energias renováveis ​​offshore?

O protótipo da turbina eólica flutuante Windfloat na Agucadora, Portugal [fonte da imagem: Wikimedia Commons]

Cada vez mais, conforme relatado em Interesting Engineering por Trevor English, empresas de energia solar, como a japonesa Kyocera, estão construindo novas usinas de energia solar em plataformas flutuantes implantadas em lagos e reservatórios. A Kyocera já tem três deles em funcionamento e também está preparando um novo megaprojeto para implantação em um reservatório de água potável atrás da represa Yamakura, 32 quilômetros a leste de Tóquio.

Como explica Trevor English, além de gerar eletricidade, a flutuação solar ajuda a resfriar os painéis, tornando-os mais eficientes, e também protege e protege a água, evitando ou restringindo a propagação do crescimento de algas potencialmente nocivas. Esses projetos também ajudam a diminuir a taxa de evaporação da água, ajudando assim a preservar os níveis de água durante os verões cada vez mais quentes.

Os japoneses não são os únicos a iniciar a implantação de sistemas solares flutuantes. Em 2014, a Índia construiu 50 MW de energia solar flutuante cobrindo 1,27 milhão de metros quadrados e também começou a implantar projetos menores semelhantes em vários canais dentro do estado de Gujarat. Cingapura também está entrando nesse jogo.

A lógica por trás desses projetos é mais ou menos idêntica - falta de espaço para implantar a energia solar terrestre convencional. No entanto, o princípio da plataforma flutuante não se limita ao solar. De fato, o setor global de energia eólica vem implantando parques eólicos flutuantes há vários anos, a tecnologia também é adequada para projetos de energia marinha e há uma série de projetos híbridos engenhosos 'flutuando' envolvendo abordagens multi-tecnologias, como o vento e solar.

Antes do recente surgimento desses projetos solares flutuantes, as plataformas flutuantes eram amplamente utilizadas para coleta de dados, a fim de cortar custos. Por exemplo, em 2014, a empresa francesa Nass & Wind Offshore implantou uma plataforma flutuante de 12 metros de diâmetro que incorpora uma gama de instrumentos de medição para coletar dados sobre a velocidade do vento e as condições do mar na costa da Bretanha. Quase ao mesmo tempo, a Mainstream Renewable Power implantou o primeiro dispositivo comercial flutuante de medição de vento LiDAR do Mar do Norte na Plataforma de Anemometria e Pesquisa Offshore Narec, na costa de Northumberland.

O sistema flutuante de coleta de dados FLS200, baseado em LiDAR, desenvolvido por Eolos Solutions [fonte da imagem: Eolos]

As turbinas eólicas flutuantes certamente não são novas, mas ainda estão em sua infância, em grande parte restritas a vários projetos de demonstração. A ideia existe desde pelo menos 2006, quando pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) projetaram uma turbina com cabos de aço prendendo os cantos da plataforma ao fundo do mar. O Japão assumiu a liderança em 2009 com um projeto demonstrador implantado na costa da Noruega e outro na costa de Portugal em 2011. Atualmente, o Japão tem três projetos eólicos offshore flutuantes em operação, incluindo a primeira subestação flutuante do mundo. Ele tem outros projetos de demonstração em andamento.

Os EUA estão seguindo planos para desenvolver um conjunto de turbinas flutuantes pré-comerciais na costa oeste do Pacífico. Os três países europeus mais envolvidos com a energia eólica offshore flutuante são França, Portugal e Escócia.

Em junho de 2015, o Energy Technology Institute (ETI) identificou a energia eólica offshore flutuante como uma das principais opções de tecnologia para descarbonização do sistema de energia do Reino Unido, fornecendo cerca de 8-16 GW de capacidade de geração eólica offshore.

Os parques eólicos flutuantes offshore podem ter uma gama de benefícios além de seus primos convencionais. Para começar, qualquer parque eólico implantado em águas profundas ficará fora de vista longe das áreas costeiras, reduzindo assim a oposição ao seu desenvolvimento. Eles também serão capazes de aproveitar os ventos mais fortes no mar - normalmente de 30 a 100 milhas da costa -, gerando assim mais energia. No entanto, os projetos convencionais em águas profundas são caros, principalmente por causa do custo das fundações. Plataformas eólicas flutuantes offshore evitarão isso. Além disso, em vez de serem construídos no local, eles podem ser montados em terra e rebocados para o mar, ajudando assim a reduzir os custos de construção, principalmente no que diz respeito à necessidade de embarcações de instalação de cargas pesadas.

Os mercados de energia eólica offshore que têm olhado cada vez mais para a abordagem de plataforma flutuante incluem o Japão, os EUA e vários países europeus, bem como o Reino Unido. Potencialmente, o vento flutuante offshore pode ser particularmente aplicável ao Mediterrâneo e à costa atlântica. Infelizmente, a tecnologia ainda está em sua infância e, portanto, ainda não foi totalmente demonstrada em grande escala. Atualmente, existem mais de trinta projetos eólicos offshore flutuantes em desenvolvimento em todo o mundo, mas destes, apenas cinco foram demonstrados em escala real (mais de 1 MW).

Tal como acontece com outras tecnologias nascentes, seu pleno desenvolvimento potencial deve ser apoiado pelo governo. Se isso for fornecido, uma série de projeções de custo indicam que a energia eólica offshore flutuante poderia atingir a paridade de custo com a energia eólica offshore de fundo fixo convencional em algum ponto na década de 2020, com um custo nivelado de energia (LCOE) de £ 85- £ 95 MWh para projetos de grande porte em escala comercial. Outras reduções de custo poderiam ser alcançadas ao longo do tempo.

Outra tecnologia que adotou a abordagem de plataforma flutuante é a energia térmica. Recentemente, a empresa de serviços profissionais Bureau Veritas (BV) concedeu a Aprovação em Princípio (AiP) para uma nova plataforma flutuante de 1 MW de quatro decks de 6.700 toneladas chamada Ocean Thermal Energy Converter (OTEC) que será capaz de gerar energia a partir do calor no Oceano.

A tecnologia foi desenvolvida pelo Instituto de Pesquisa de Navios e Engenharia Oceânica da Coreia (KRISO), embora o princípio tenha sido discutido por muitos anos, sendo discutido pela primeira vez na década de 1880. Antes do surgimento deste novo projeto coreano, o único dispositivo OTEC em operação era aquele supervisionado pela Universidade Saga no Japão. Segundo Pelc e Fujita (2000), até 88.000 terawatts-hora de energia poderiam ser gerados por ano sem afetar a estrutura térmica do oceano em que esses dispositivos são implantados. Os dispositivos podem produzir água fria como um subproduto que pode ser usado para ar condicionado e refrigeração. O Japão tem sido a principal nação que contribui para o desenvolvimento da OTEC, desde cerca de 1970, quando a Tokyo Electric Power Company construiu um projeto OTEC na ilha de Nauru. Os EUA também desenvolveram projetos OTEC, principalmente na costa do Havaí e a Índia testou um dispositivo piloto perto de Tamil Nadu em 2002.

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O novo dispositivo OTEC será capaz de operar 24 horas por dia. Ele usa o diferencial de temperatura entre a água fria em profundidade e a água mais quente perto da superfície para gerar energia por meio de um circuito fechado de fluido de trabalho. Este é vaporizado, acionando um turbo-alternador que gera a energia. Em seguida, é condensado e percorrido pelo sistema.

O OTEC será inicialmente implantado na costa de South Tarawa, no Oceano Pacífico Sul, em águas com 1.300 metros de profundidade. Se o projeto for bem-sucedido, ele será ampliado para produzir um dispositivo em escala comercial de 100 MW.

Se a tecnologia puder ser demonstrada com sucesso e os governos estiverem dispostos a apoiá-la durante seu desenvolvimento, então a energia renovável flutuante terá um futuro brilhante. Várias vozes dentro do setor estão otimistas, notadamente, mais recentemente, o professor Carl Ross da Universidade de Portsmouth, que no início deste ano sugeriu que o futuro poderia ver ilhas flutuantes incorporando tecnologias de energia solar, eólica e das marés, gerando energia longe para ver onde eles seriam imunes à oposição em relação a ruídos e feiúra e poderiam até mesmo fornecer casas para pequenas comunidades de pessoas. Essas ilhas seriam ancoradas ao fundo do mar por pilares tubulares e poderiam suportar turbinas eólicas com painéis solares cobrindo a superfície e dispositivos de energia das marés abaixo deles. As áreas adequadas para implantação podem incluir o Mar do Norte, ao largo da costa oeste da Escócia e, possivelmente, os trechos iniciais do Canal da Mancha.

Esta é uma visão bastante intrigante, mas não há dúvida de que a energia renovável flutuante é uma tecnologia altamente estimulante com muito potencial para a transformação do sistema energético global se puder ser desenvolvida e comercializada com sucesso.


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