Novas tecnologias levam turbinas eólicas para o alto mar

Construir um moinho de vento no meio do oceano é uma tarefa complicada e exige muito tempo e dinheiro. A torre tem que estar bem ancorada no fundo do mar, para garantir sua estabilidade e suportar as variações extremas dos ventos e das ondas. Sendo assim, os projetos só se tornam viáveis em profundidades inferiores a 50 metros.

No entanto, uma nova geração de turbinas eólicas não apresenta essas dificuldades. Montadas sobre pontões ligados ao fundo do mar por longos cabos de aço, as turbinas eólicas flutuantes são a grande novidade no mundo da energia renovável. Os primeiros protótipos já estão sendo testados, porém, alguns problemas ainda persistem.

 

Torre flutuante

Desde 2009, o protótipo de turbina de energia eólica mais avançada do mundo se encontra no Mar do Norte, na costa da Noruega. A turbina gigante é chamada de Hywind e tem o formato de uma enorme garrafa flutuante. No topo da torre, sobressaem as pás que formam o rotor. O “corpo” da garrafa se aprofunda no mar e é preenchido com cimento pesado, o que dá a turbina a estabilidade para se manter na posição vertical, mesmo com o mau tempo.

Mas essa não é a única maneira de se produzir uma turbina eólica flutuante. Partindo do mesmo princípio que a Hywind, a alternativa é a ilha flutuante. O protótipo Wildfloat está em funcionamento desde 2011 no litoral português. Trata-se de uma turbina montada sobre uma grande base triangular, em que cada uma das três pontas têm pontões flutuantes independentes.

A companhia sueca Hexicon planeja desenvolver um pontão com meio quilômetro de comprimento, capaz de suportar 24 turbinas. Seria um completo parque gerador de energia eólica flutuante.

Ancoradas com segurança

Para o sistema ter a estabilidade necessária, os pontões têm que ser amarrados a enormes blocos de concreto no fundo do oceano. As empresas envolvidas no desenvolvimento dos projetos acreditam que o sistema pode funcionam em águas com até 700 metros de profundidade.

Frank Sander, engenheiro da Universidade de Stuttgart, acredita que a nova tecnologia tem um grande potencial. “Diversos países têm regiões costeiras bastante íngremes”, disse o engenheiro à DW. “Turbinas eólicas flutuantes seriam a única chance de aproveitarem o vento do oceano.”

Outra vantagem dos parques flutuantes é o custo. As pás do rotor podem ser montadas em terra firme, antes da instalação da torre. Isso evita o caro trabalho de construção feito em alto mar.

 

Mas há também desvantagens. Como um navio, as turbinas flutuantes balançam com as ondas. A princípio a solução desse problema é simples: deixar o dispositivo mais pesado, menos suscetível as ondas. Mas isso exige uma quantidade muito grande de material, disse Sander. “Com o preço atual do aço, sairia muito caro.”

Engenheiros estão trabalhando em soluções para reduzir o custo extra de material. Uma das ideias é o sistema inteligente que bombeia água de um tanque para o outro, estabilizando a turbina. Outra estratégia é regular a tensão dos cabos para estabilizar a estrutura quando o mar estiver agitado.

Balanço constante

Não importa quantos truques os engenheiros usem, nunca será possível estabilizar as turbinas flutuantes ao ponto de ficarem completamente fixas. Elas vão sempre balançar.

“Na ondulação do mar, as instalações podem inclinar até 15 graus”, explica Andreas Heege, diretor da LMS Samtech, empresa com base em Barcelona que produz software para turbinas eólicas. Ele acrescenta que as hélices das turbinas eólicas no mercado não são feitas para funcionar nessas condições.

Expostas a movimentos constantes, as turbinas eólicas flutuantes têm um desgaste muito maior do que as instalações em terra firme. O balanço também interfere na geração de energia. Quando a bobina é atingida pelo vento e existe uma variação de intensidade no momento seguinte, ela balança para o lado oposto. “O resultado é uma geração irregular de energia que tem que ser equilibrada com o ajuste cuidadoso das hélices”, explica Heege.

Uma coisa é clara: simplesmente montar uma turbina eólica comum sobre um pontão no mar não vai dar certo. Os engenheiros precisão desenvolver novos rotores, adequados a essas condições.

 

Tudo depende do preço

As duas tecnologias estão sendo testadas, mas ainda é cedo para saber quem vai ganhar essa competição. Ambos os protótipos tiveram bons resultados, disse Frank Sandner. “Ainda não se tornou aparente qual conceito é superior.”

Em ambos os casos, a questão mais importante é a viabilidade comercial. Qual das duas turbinas pode produzir energia de maneira mais eficiente e confiável e com o menor custo. Os especialistas calculam que as estruturas terão que ser produzidas de maneira mais enxuta, utilizando menos material – o que, por outro lado, compromete a estabilidade.

Para Heege, a questão é justamente achar o ponto de equilíbrio. “A fim de criarmos algo economicamente viável, teremos que ir além do possível.”

Autor: Frank Grotelüschen (mas)
Revisão: Francis França