CICLO VIVO – 30/01/2020
A energia eólica é um dos tópicos mais estudados no ecossistema de energia renovável. Nas últimas décadas, o foco foi em vários aspectos da modelagem e análise de turbinas eólicas em terra. Especialmente no Brasil, a energia eólica tem um enorme potencial que vem sendo pesquisado em estudos recentes.
Liderado pelo professor Alexandre Simos, do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica (Poli) da USP e graças ao financiamento fornecido pelo Escritório de Pesquisa Naval Global (ONR Global), um grupo de pesquisadores está encontrando maneiras de aumentar a capacidade de geração de energia eólica do país, desempenhando um grande esforço para reduzir o peso estrutural em novos projetos de turbinas eólicas flutuantes offshore (conhecida também, em inglês, como Floating Offshore Wind Turbines – FOWTs).
As FOWTs têm muitas oportunidades e obstáculos. Entre as vantagens, a disponibilidade de ventos constantes e uma velocidade adequada para o uso de turbinas em sua eficiência ideal. Entre as desvantagens estão os altos custos de instalação, as linhas de amarração e o grande comprimento de cabos necessários para a transmissão de energia. Nesse contexto, aliviar pesos estruturais no flutuador é certamente algo bem-vindo.
“Na década passada, vimos muito esforço no campo da engenharia offshore para conceber, projetar e validar esse novo tipo de sistema flutuante. Atualmente, após muitos projetos de demonstração, a viabilidade do conceito é comprovada e, como resultado, estamos testemunhando os primeiros parques eólicos comerciais flutuantes ”, afirma o professor Simos.
Além disso, o projeto de FOWTs é uma tarefa complicada que deve considerar variáveis como respostas a ondas, cargas de correnteza e vento, estabilidade estática, dinâmica e comportamento estrutural das linhas de ancoragem. Portanto, vários projetos de pesquisa foram realizados por diferentes grupos, com o objetivo de desenvolver códigos numéricos e estabelecer as bases para a avaliação comparativa experimental de FOWTs.
Enquanto as turbinas eólicas offshore flutuantes fornecerão uma fonte alternativa de energia para a base marítima da frota, Paul Sundaram, diretor científico da ONR Global em São Paulo, observa que “o objetivo era entender, através da modelagem, como projetar e gerenciar estruturas complexas no ambiente dinâmico do oceano. Isso é muito importante para a Marinha dos Estados Unidos, a fim de criar e construir sistemas resilientes desenvolvidos em alto mar”.
O papel do Brasil
A tecnologia desempenhará um papel importante na futura expansão da energia eólica no Brasil. Tal crescimento está projetado para ocorrer em breve. A regulamentação para a instalação de parques eólicos offshore já está sendo discutida no Congresso brasileiro, e o setor está se preparando para novos desenvolvimentos, que de fato tem um enorme potencial, especialmente na costa nordeste do país.
“Nos últimos anos, o Brasil expandiu muito rapidamente sua capacidade de geração de energia eólica, hoje superior a 13 GW, cerca de 8% da capacidade total do país. Esses números fazem da energia eólica a segunda fonte de energia elétrica da rede brasileira. Toda essa produção é feita em terra, em muitos parques eólicos espalhados por todo o país, mas principalmente concentrada no Nordeste, onde o potencial eólico é excelente ”, destaca o professor Simos.
A Poli também possui um grupo de pesquisa que trabalha em sistemas offshore para a exploração e produção de petróleo e gás, que é uma atividade econômica muito importante no Brasil. Sendo assim, a ideia inicial dos pesquisadores foi se beneficiar da experiência em sistemas flutuantes de petróleo e gás para adaptar e desenvolver novas ferramentas computacionais para a análise de FOWTs. Estas ferramentas são utilizadas para prever a resposta das estruturas em ondas e vento e para estimar as tensões nas linhas de amarração, cargas estruturais e vibrações.
