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May 25, 2023

Custo futuro

Publicado em 28 de maio de 2023 22h37 por

Publicado em 28 de maio de 2023 22h37 por Harry Valentine

Há cerca de 10 anos, uma turbina hidrocinética submersa foi instalada na correnteza de um trecho do rio St. Lawrence, a sudoeste de Montreal, no Canadá. A autoridade de energia de Quebec acabou interrompendo a demonstração e declarou que a tecnologia não tinha custo competitivo em relação à geração de energia hidrelétrica convencional quando medida em termos de dólares por quilowatt-hora. O futuro da tecnologia de turbinas hidrocinéticas depende de uma maior produção a um custo competitivo em relação a outras tecnologias renováveis.

Introdução

As comparações de custos realizadas envolvendo o reparo e a manutenção de maquinário indicaram que, para cada US$ 1,00 gasto em um local em terra, cerca de US$ 10,00 a US$ 100 foram gastos em um local de superfície flutuante offshore, enquanto US$ 1.000 ou mais podem ser gastos em tecnologia submersa nas profundezas da água.

A história das turbinas hidrocinéticas começou há cerca de 4.000 anos com as rodas d'água que convertiam a energia cinética da água corrente do rio em energia mecânica. As primeiras instalações foram localizadas ao longo da margem de um rio, com a seção inferior da roda d'água sendo parcialmente submersa na água corrente que, por sua vez, fazia a roda girar.

Durante a década de 1980, a busca por energia renovável limpa levou a testes envolvendo moinhos de vento subaquáticos ou turbinas hidrocinéticas, resultado da água doce ter quase 850 vezes a densidade do ar e da água do mar ter 870 vezes a densidade. A saída de energia é uma função da taxa de fluxo de massa de fluido através de uma turbina. Como resultado, as turbinas hidrocinéticas se mostraram muito promissoras como uma alternativa de tecnologia de energia renovável limpa. A maioria dos primeiros construtores de turbinas hidrocinéticas instalou as turbinas em estruturas de suporte que repousavam no leito do rio, como foi o caso a sudeste de Montreal e outros locais internacionalmente.

Instalações de Turbinas

A instalação das turbinas submersas envolveu um barco ou navio equipado com um guindaste de bordo que transportava as turbinas até o local de instalação, onde o guindaste posteriormente baixava cada conjunto de turbinas para o leito do rio ou do mar. A manutenção de turbinas submersas exige que os mergulhadores trabalhem debaixo d'água ou em uma embarcação equipada com guindaste para recuperar o conjunto da turbina submersa à superfície, a um custo considerável. Proteger as turbinas em estruturas costeiras ou sob tecnologia flutuante que as equipes de manutenção possam embarcar reduz o custo de manutenção. Empresas no Canadá e na Escócia estão desenvolvendo estruturas flutuantes que transportam turbinas.

Enquanto a estrutura flutuante da Orbital Marine of Scotland carrega 2 turbinas de 1 megawatt cada, a estrutura flutuante da Sustainable Marine of Canada carrega 6 turbinas. Uma estrutura flutuante concorrente da Big Moon do Canadá carrega uma roda d'água moderna. Todas as 3 tecnologias são projetadas para serem rebocadas de um ponto costeiro de construção para um ponto offshore de instalação, onde os cabos de amarração prenderiam os conjuntos de turbinas flutuantes.

Big Moon coloca o eixo do eixo e o equipamento de geração elétrica acima da água dentro de um gabinete. A Orbital Marine e a Sustainable Marine constroem as estruturas flutuantes para permitir que as equipes de manutenção acessem as turbinas e os equipamentos de geração.

Doca seca móvel

O navio semissubmersível conhecido como doca seca móvel pode submergir sob o casco de uma embarcação acidentada antes de erguê-la acima da água. Essa tecnologia pode ser adaptada para transportar tecnologia de conversão de energia cinética oceânica flutuante em grande escala de cabeça para baixo em seu convés, de uma construção em terra ou local de montagem para um local offshore adequado antes de submergir para flutuar o conjunto da turbina de seu convés. A combinação de tanques de lastro, pontões e cabos de guindaste ajudaria a rolar o conjunto da turbina antes de flutuar no convés de uma doca seca móvel.

Na chegada ao local de instalação, os cabos seriam conectados para proteger o conjunto da turbina flutuante em correntes de maré adequadas. A tecnologia de doca seca móvel permite maior flexibilidade no projeto futuro de conjuntos de turbinas flutuantes de grande escala que fornecem alta potência a um custo competitivo. O desenvolvimento futuro do mercado para a tecnologia de conversão de energia oceânica depende da inovação que aumenta a produção de energia a um custo competitivo, sendo essencial a facilidade de acesso a maquinário para realizar manutenção e reparo de rotina. Um mercado expandido para a tecnologia justificaria o custo de desenvolvimento de tecnologia semi-submersível dedicada capaz de transportar conjuntos de turbinas.