Construímos as caixas que alimentam o mundo

Na imensidão do oceano, onde reina suprema a força incessante do vento, surge uma maravilha da engenharia: uma 'grande caixa amarela'. Esses ativos colossais de transmissão eólica offshore estão prontos para aproveitar o poder bruto da natureza.

Se quisermos cumprir nossas metas de energia renovável para 2030, que para o Reino Unido exigem um aumento de cinco vezes na atual capacidade eólica offshore (para 50 GW) e, para a Europa, um aumento de pelo menos 25 vezes a capacidade atual, precisamos intensificar o corrida para entregar a infraestrutura necessária para alcançar isso. Isso inclui as imponentes estruturas escondidas entre as turbinas eólicas offshore e visíveis de nossas costas – as 'grandes caixas amarelas' Neste artigo, revelamos os fatos sobre essa parte vital da cadeia de fornecimento de energia eólica.

A Petrofac e a Hitachi Energy receberam um acordo-quadro plurianual da TenneT, enquanto trabalha para expandir a capacidade eólica offshore no Mar do Norte holandês-alemão

Embora nem sempre caixas (algumas sejam de estrutura aberta), nem sempre amarelas, essas estruturas situadas entre turbinas eólicas offshore são subestações ou ativos de transmissão. Eles abrigam os transformadores, comutadores e outros equipamentos elétricos necessários para converter a eletricidade gerada pelas turbinas em uma corrente que pode ser transportada de forma confiável até a costa por cabos submarinos.

As turbinas geram eletricidade na forma de corrente alternada de alta tensão (HVAC). Mas o transporte eficiente dessa energia para a costa pode resultar em flutuações e perdas, dependendo da distância entre o parque eólico e a terra. Se um parque eólico estiver a aproximadamente 50 quilômetros de terra, os cabos submarinos podem efetivamente transportar a energia como corrente alternada (CA). Mas para distâncias tipicamente superiores a 70 quilômetros, a corrente CA recebida das turbinas precisa ser convertida em corrente direta de alta tensão (HVDC) para ser transportada via cabo sem flutuações e perdas significativas.

A confiabilidade deste equipamento elétrico é vital para manter um fluxo constante de eletricidade da fazenda para a rede. Isso significa que as estruturas offshore que suportam esses equipamentos devem ser resistentes a ondas, ventos, correntes e até terremotos. A maioria das estruturas de suporte compreende placas de aço, tubos e vigas pintadas para proteção contra corrosão. Os recipientes que abrigam os equipamentos elétricos são feitos de aço carbono, normalmente revestidos com camadas de tinta resistentes à corrosão. A jaqueta (pernas e órtese) ou estruturas de suporte monopile (pernas simples) submersas em água são tratadas com outras tecnologias mais robustas e resistentes à corrosão, como ânodos de sacrifício (essa é uma história para outra hora).

A pergunta acena: "por que as subestações, ou ativos de transmissão, são amarelos?" Amarelo, laranja, vermelho, preto e branco são aposemáticos: uma coloração que denota advertência. Eles também são facilmente visíveis no ambiente, mesmo com pouca luz. Na natureza, pássaros, abelhas, sapos e cobras usam o amarelo como um alerta para possíveis ameaças e predadores. Com o tempo, essas cores de advertência foram refletidas em nosso ambiente fabricado. Em um ambiente offshore, o uso do amarelo garante que as estruturas fiquem visíveis, auxiliando a navegação marítima. Na prática, trata-se apenas das partes visíveis da linha d'água (ponto mais baixo para acomodar as marés baixas) e acima.

Onde a profundidade da água costumava ser uma limitação para as próprias turbinas eólicas, os avanços no design e na tecnologia significam que os parques eólicos agora estão sendo construídos em águas muito mais profundas – com turbinas apoiadas em subestruturas flutuantes. Em teoria, as subestações de fundo fixo sempre foram capazes de lidar com águas muito mais profundas, com profundidades tão grandes quanto as observadas em instalações offshore de petróleo e gás; estes podem ter até 500 metros de profundidade, mais do que a altura das Torres Petronas em Kuala Lumpur, na Malásia. Hoje, o projeto e o desenvolvimento estão em andamento para permitir que as subestações offshore também sejam estruturas flutuantes, o que significa que os futuros desenvolvimentos de parques eólicos offshore podem estar em lugares que nunca poderíamos ter alcançado antes.

Embora não haja uma forma ou tamanho ideal para essas estruturas offshore, a capacidade necessária para o parque eólico determina qual equipamento e quanto dele vai para a plataforma. Há quase um design sob medida todas as vezes. Isso é algo que aqueles que colaboram nos projetos 2GW da TenneT, incluindo a Petrofac, pretendem mudar. Um dos principais objetivos do projeto da TenneT para o Programa 2GW é desenvolver um projeto mais padronizado e repetível: isso oferece oportunidades para uma abordagem de projeto mais eficiente e uma solução para entregar o número significativo de 'grandes caixas amarelas' necessárias para atingir as metas do governo mais rapidamente. A corrida realmente começou.