La începutul lunii mai 2021, SUA a făcut primii pași către dezvoltarea energiei eoliene offshore, aprobând proiectul Vineyard Wind 1, care va fi situat pe coasta statului Massachusetts. Atunci când proiectul va fi finalizat, cele 62 de turbine eoliene masive, ancorate în platoul continental, vor produce 800 MW de energie electrică. Proiectul subliniază potențialul turbinelor eoliene offshore. Numai în apele din vecinătatea SUA, 58% din capacitatea eoliană offshore, mai exact aproximativ 4.200 TWh pe an, este mai mare decât cea a turbinelor eoliene cu fundație fixă, care sunt limitate la adâncimi mai mici de 60 m. Turbinele eoliene offshore reprezintă o resursă de energie regenerabilă masivă neexploatată.
Pentru a accesa energia eoliană offshore, companiile au experimentat cu platforme plutitoare, care ar putea sprijini cele mai mari turbine din industrie. Reprezentanții companiei General Electric și ai companiei de consultanță în inginerie, Glosten, au anunțat o nouă schemă de proiectare și control care ar putea reduce semnificativ costul acestor turbine ca parte a programului ARPA-E ATLANTIS.
Cercetătorii din cadrul GE au făcut public cel mai recent design al companiei lor, turbina Haliade X, care prezintă un rotor dotat cu pale cu lungimi de 220 de metri, care poate produce o energie cuprinsă între 12 și 14 MW. „Turbina Halide X este o mașinărie masivă. Pentru a avea o platformă plutitoare care să poată sprijini un astfel de dispozitiv, aceste platforme trebuie să fie destul de masive. În prezent, se încearcă proiectarea unei platforme care sa fie independentă față de turbină”, a declarat Rogier Blom, inginer principal senior în cadrul GE și conducătorul proiectului.
Această filozofie de proiectare are ca rezultat crearea unor platforme masive, care necesită o cantitate mai mare de materiale decât ar putea fi necesar, crescând costurile și făcând instalarea mai dificilă. Multe dintre platformele plutitoare din prezent se bazează pe gravitație pentru a menține turbinele în poziție verticală, iar platformele cântăresc de până la trei ori mai mult decât turbinele. Alte platforme sunt pur și simplu legate de fundul mării, situație care poate face controlul turbinei mai dificil.
Blom și colegii săi au investigat dacă ar putea proiecta o platformă dinamică, care să poată comunica cu turbina, astfel încât cele două să poată lucra împreună pentru a gestiona nenumăratele forțe care acționează asupra structurilor. Cercetătorii au ales o platformă tensionată cu picior, care, în esență, arată ca o ancoră cu mai mult de 2 vârfuri. Fiecare dintre aceste vârfuri este legat de fundul mării.
Acele legături sau tendoane sunt cheia noului design dezvoltat de către GE. „Dorim să creăm o platformă activă, care să își poată regla poziția prin tendoane active și care să se deplaseze odată cu valurile. În același timp, vrem să ne asigurăm că toate acele sarcini mecanice pe care le-ar experimenta turbina sunt cât mai mici posibil, maximizând în același timp producția de energie”, a declarat Blom.
În prezent, turbinele eoliene își pot modifica înclinația lamelor și cuplul generatorului pentru a optimiza producția de energie, reducând, în același timp, fenomenul de oboseală. Noua platformă pe care Blom și colegii săi o proiectează coordonează răspunsurile turbinei cu tensionarea sau slăbirea fiecărui tendon. Toate acestea se întâmplă de câteva ori pe secundă pentru ca întregul sistem să fie în permanență reglat.
Conform GE, designul activ ar putea reduce masa totală a platformei cu până la 35%, permițând dezvoltatorilor să reducă semnificativ costurile. De asemenea, asta ar putea însemna că viitoarele platforme ar putea să fie instalate în mod autonom. În prezent, platformele tensionate cu picior necesită o navă specială pentru a o aduce la adâncimea corectă. De asemenea, un sistem activ ar putea ridica platforma automat, reducându-se în continuare costurile. În prezent, ARPA-E se află într-o fază de dezvoltare ce se va desfășura pe o perioadă de 2 ani. Aceasta va avea ca rezultat crearea unui prototip care va putea fi testat pe mare. Din punct de vedere energetic, vânturile din larg sunt mai favorabile decât cele de pe uscat, iar platformele plutitoare permit dezvoltatorilor să amplaseze turbine în locații și mai benefice.
Pe măsură ce industria eoliană offshore s-a dezvoltat, prețurile au scăzut semnificativ. În Europa, costurile platformelor fixe au scăzut atât de mult încât este posibil ca platformele să nu mai necesite subvenții guvernamentale. Acest lucru ar putea elibera bani pentru platformele plutitoare, care sunt, în continuare, mai scumpe.
Blom a declarat faptul că grupul său nu caută să înlocuiască platformele fixe. În schimb, acesta vrea să deschidă noi orizonturi pentru dezvoltarea platformelor eoliene.
