Man mano che le turbine eoliche diventano luoghi sempre più familiari lungo le coste, sviluppatori di piattaforme galleggianti offshore, che imbrigliano i potenti venti più al largo, stanno cercando di affermare le loro tecnologie come una delle principali fonti di energia pulita.

Le turbine eoliche offshore fissate sul fondo, con fondamenta nel fondale marino, sono soggette a vincoli di profondità e possono essere utilizzate solo in acque costiere relativamente basse.

Le piattaforme offshore galleggianti possono invece essere costruite e installate in quasi tutti gli ambienti marini. Sono più economici da eseguire e installare, più rispettoso dell'ambiente per la vita marina, e avere un rendimento maggiore, secondo chi sta dietro alle tecnologie.

Cosa c'è di più, il posizionamento delle turbine ben al largo le espone alla potenza generatrice di venti più forti.

"Più ti allontani dalla costa, più vento hai normalmente, " disse José Pinheiro, coordinatore del progetto dell'azienda energetica EDP Renewables.

Fattibilità commerciale

L'azienda energetica fa parte del consorzio WindPlus, istituito da Energias de Portugal, REPSOL e Principle Power Inc., che ha ottenuto un prestito di 60 milioni di euro dalla Banca europea per gli investimenti nell'ambito dello strumento InnovFin Energy Demonstration Projects.

Ciò consentirà di sviluppare un progetto dimostrativo pilota, vento galleggiante, e portalo in acque più profonde.

"Con questa tecnologia WindFloat hai la possibilità di sfruttare il vento dove ce l'hai di più, " ha detto Pinheiro, aggiungendo che ciò significava che c'erano molti più siti potenziali di quelli disponibili per l'energia eolica fissa.

Uno studio del 2017 ha mostrato che la produzione di energia eolica su alcune aree oceaniche può superare la produzione di energia a terra di un fattore tre o più. Però, la tecnologia è per lo più ancora in fase di test poiché le basi delle turbine galleggianti devono essere progettate in modo diverso dalle loro controparti near-shore.

Pinheiro ha affermato che il nuovo finanziamento per il progetto WindFloat Atlantic, da installare in un sito al largo della costa settentrionale del Portogallo, è fondamentale per dimostrare la fattibilità commerciale della tecnologia. È anche un test a lungo termine delle sue caratteristiche tecniche in condizioni difficili.

Le tre colonne, piattaforma semisommergibile sarà montata con una turbina da 8,4 megawatt, galleggia in acque profonde da 85 a 95 metri. È ancorato in tre punti, come è comune per gli impianti di produzione di petrolio e gas in acque profonde.

"Il ridimensionamento può ridurre notevolmente i costi unitari, quindi stiamo davvero contribuendo a dimostrare che il galleggiamento offshore può raggiungere gli obiettivi che sono stati fissati per esso, " ha detto Pinheiro. "Può anche mostrare la convergenza della tecnologia con opportunità di business in tutto il mondo".

WindFloat Atlantic cerca di sfruttare la costruzione e l'assemblaggio onshore per ridurre i costi, e non è solo nella scelta di quel percorso.

Galleggiante ibrido

Energia del flusso oceanico, con sede nel nord-est dell'Inghilterra, guida il progetto FLOWSPA per sviluppare una nuova piattaforma di supporto eolico offshore – Starfloat – basata su due noti sistemi di piattaforme utilizzati nella produzione offshore di petrolio e gas.

Il coordinatore del progetto Graeme Mackie afferma che il loro design consiste in un longherone galleggiante, una struttura utilizzata nella produzione di petrolio in acque profonde che sembra 'come una torre che galleggia (verticalmente) nel mare' che è ormeggiata da catene e ancore nel fondale.

Normalmente, i longheroni devono essere immersi in acque estremamente profonde, quindi per ridurre questo requisito, il team ha aggiunto un "collare" di galleggiamento semisommerso composto da diversi galleggianti che circondano il collo dell'asta alla linea di galleggiamento e lo tengono sollevato. Questo ibrido soddisfa le esigenze di stabilità e movimento anche in ambienti difficili.

Gli ingegneri di FLOWSPA hanno ideato una strategia di assemblaggio che consente di costruire facilmente la piattaforma nei cantieri navali onshore esistenti, e arruola le economie locali, che sono in declino in molte parti del mondo. La turbina viene quindi rimorchiata in acque profonde.

La semplicità del design, l'uso di strutture di costruzione navale esistenti e di assemblaggio nelle vicinanze piuttosto che la costruzione in loco di impianti fissi, così come la distribuzione più economica della piattaforma completa, tutti contribuiscono a ridurre i costi, disse Mackie.

Il loro obiettivo è generare elettricità a circa 60 euro per megawattora – competitivo con gli attuali parchi eolici costieri – per un impianto di grandi dimensioni.

'(Questo) è realizzabile se costruisci questi dispositivi in ​​una produzione seria, " ha aggiunto Mackie.

Per far funzionare rapidamente le piattaforme del vento d'altura, il progetto spagnolo SATH ha adottato un approccio diverso al suo design, che comprende un doppio scafo con piastre sommerse, ed è costruito principalmente in cemento, piuttosto che in acciaio.

Viene costruito e assemblato a terra e poi rimorchiato nella sua posizione finale e agganciato – in un unico punto – alle catene di ormeggio preinstallate.

"Può ruotare intorno, quindi è sempre rivolto verso il vento, " disse Davide Carrascosa, chief technology officer di Saitec Offshore Technologies, coordinatore del progetto. "Il collegamento meccanico (per il punto di ormeggio) avviene tramite un cuscinetto, e il collegamento elettrico tramite un perno elettrico rotante."

La presenza di un unico punto di connessione e i cavi di trasmissione dell'energia in mare consentono di collegare rapidamente la piattaforma all'infrastruttura di ormeggio.

Essere in grado di costruire a terra e installare rapidamente le piattaforme significa che SATH aggira i costosi problemi meteorologici che possono interrompere installazioni più lunghe e complicate.

Carrascosa ha affermato che i materiali della piattaforma e l'approccio costruttivo, utilizzando risorse locali, significa che può essere prodotto in serie in siti di tutto il mondo, vicino a dove verranno installate le turbine eoliche.

Vita marina

Con minori spese di capitale e operative si ottengono importanti risparmi sui costi durante la vita della piattaforma, in particolare a profondità superiori a circa 50 metri.

"Rendendo più competitiva la produzione eolica galleggiante offshore, possiamo vedere un grande mercato davanti a noi, e questo è un obiettivo per tutti noi, " disse Carrascosa.

Nonostante i diversi approcci dei progetti all'ingegneria e ai materiali, tutti dicono di aver adottato metodi di costruzione e installazione che riducono il loro impatto sulla vita marina, rispetto agli impianti fissi.

Con gran parte della costruzione e dell'assemblaggio effettuati a terra o nelle vicinanze, i progetti possono ridurre al minimo i livelli di rumore che i ricercatori citano come un grave problema per i mammiferi marini. Carrascosa ha affermato che i disagi si riducono anche evitando la necessità di incastrare grandi strutture nel fondale.

"Le persone (nel settore) sono davvero consapevoli di questi problemi che interessano i mammiferi e questo è qualcosa che puoi evitare utilizzando soluzioni galleggianti, " Ha aggiunto.