WindFloat Atlantic consiste in tre turbine eoliche da 8,4 MW installate a circa 20 chilometri dalla costa di Viana do Castelo, Portogallo. Anche se le sue dimensioni sono modeste rispetto ad altri parchi eolici offshore in funzione, ciò che rende il progetto speciale sono le sue piattaforme galleggianti. Il design permette alle turbine eoliche di essere costruite in acque precedentemente inaccessibili con profondità di più di 100 metri.
I parchi eolici offshore non sono una novità. Il primo parco eolico offshore, noto come Vindeby, è stato costruito nel 1991 nel sud-est della Danimarca vicino a Lolland. Era un progetto dimostrativo per provare se era possibile generare energia eolica in mare aperto. Attenzione allo spoiler: è possibile.
La fattoria di Vindeby aveva 11 turbine eoliche con una capacità totale di 5 MW ed è stata costruita in acque da 2 metri (m) a 5 m di profondità. Vindeby ha operato con successo per più di 25 anni prima di essere completamente smantellato nel 2017. Nonostante le sue piccole dimensioni, il parco eolico di Vindeby ha aperto la strada allo sviluppo dell’energia eolica offshore. Entro la fine del 2019, 29,1 GW di capacità eolica offshore sono stati installati in tutto il mondo, secondo il Global Wind Energy Council. L’International Renewable Energy Agency ha previsto che la capacità eolica offshore raggiungerà 228 GW entro il 2030, e sarà vicina a 1.000 GW entro il 2050.
Le turbine eoliche hanno fatto molta strada da quando Vindeby è stata commissionata. Il 19 maggio, Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) ha lanciato una turbina offshore a comando diretto da 14 MW con un rotore da 222 metri. L’azienda sostiene che l’output di quella turbina potrebbe raggiungere i 15 MW, usando la funzione Power Boost della SGRE. Altri fornitori di turbine eoliche non sono molto indietro. GE Renewable Energy ha iniziato a generare energia da un prototipo Haliade-X da 12 MW in un sito a Rotterdam, Paesi Bassi, lo scorso novembre. MHI Vestas Offshore Wind, una joint venture tra Vestas Wind Systems A/S (50%) e Mitsubishi Heavy Industries (50%), sostiene che la sua unità V164-10.0 MW è stata la prima turbina eolica offshore commerciale a doppia cifra del mondo.
L’eolico offshore offre diversi vantaggi rispetto ai progetti terrestri. In primo luogo, le risorse eoliche offshore sono più abbondanti, più forti e soffiano in modo più costante rispetto alle risorse eoliche terrestri. Molte turbine eoliche offshore non possono essere viste da terra, quindi le persone che ritengono che le turbine eoliche siano un pugno nell’occhio sono meno inclini a opporsi alla loro installazione. Inoltre, le turbine offshore non vincolano terreni che potrebbero altrimenti essere utilizzati per l’agricoltura o altri scopi. Gli ecosistemi marini possono persino beneficiare delle strutture, poiché proteggono la vita marina limitando l’accesso a certe acque e aumentando gli habitat artificiali.
Le turbine eoliche offshore a fondazione fissa non sono abitualmente installate in acque più profonde di circa 50 m, ma questo non è più un grosso ostacolo per lo sviluppo futuro. I nuovi progetti galleggianti hanno cambiato il paesaggio (o forse il paesaggio marino è un termine migliore) e hanno aperto un intero nuovo mondo di opportunità per l’industria.
WindFloat Atlantic Commissioned
Il 27 luglio, Windplus – un consorzio di EDP Renewables (54,4%), Engie (25%), Repsol (19,4%) e Principle Power Inc. (1,2%) – ha annunciato che WindFloat Atlantic è pienamente operativo e fornisce energia pulita alla rete elettrica del Portogallo. WindFloat Atlantic consiste in tre turbine eoliche MHI Vestas da 8,4 MW che forniscono una capacità totale di circa 25 MW. Le turbine sono le più grandi al mondo mai installate su una piattaforma galleggiante. Per riconoscere questo risultato rivoluzionario (o forse meglio dire “rompere le acque”), POWER ha conferito al progetto un premio Top Plant nella categoria Renewables e si congratula con tutte le parti coinvolte nel suo completamento per un lavoro ben fatto.
EDP Renewables ha detto che il progetto WindFloat Atlantic si basa sul successo del prototipo WindFloat1, che ha operato tra il 2011 e il 2016. Il prototipo da 2 MW ha generato con successo energia ininterrottamente per cinque anni, secondo l’azienda, sopravvivendo completamente indenne a condizioni meteorologiche estreme, tra cui onde fino a 17 m e venti fino a 60 nodi.
Una delle tre piattaforme WindFloat Atlantic è stata costruita nei cantieri di Avilés e Ferrol in Spagna (Figura 1), mentre le altre due sono state prodotte nei cantieri di Setúbal in Portogallo. Le piattaforme hanno un’altezza di 30 m e una distanza tra le colonne di 50 m. L’assemblaggio in bacino di carenaggio ha fornito un significativo risparmio logistico e finanziario, secondo EDP Renewables. Una volta assemblate, le piattaforme sono state rimorchiate ai loro siti di ormeggio permanente utilizzando rimorchiatori standard.
1. La prima piattaforma WindFloat Atlantic è stata caricata negli impianti di Navantia a Fene, in Spagna. La piattaforma galleggiante, progettata dal team di ingegneri di Principle Power, è un risultato importante per l’industria eolica offshore. Per gentile concessione: Principle Power Inc.
La tecnologia di ormeggio di WindFloat permette di installare le piattaforme in acque profonde più di 100 m, e il suo design offre stabilità in condizioni meteorologiche e marine avverse, come ha dimostrato il prototipo. Il design rivoluzionario permetterà un utilizzo molto maggiore delle vaste risorse eoliche offshore. Il consorzio si aspetta che il successo dell’installazione e della messa in funzione di WindFloat Atlantic sia un trampolino per il futuro sviluppo dell’eolico offshore. Il gruppo crede che il modello sia replicabile in altre aree dove le condizioni avverse del fondale marino o la profondità dell’acqua significano che la tradizionale tecnologia eolica offshore fissata sul fondo non è un’opzione.
EDP Renewables ha detto che il progetto ha avuto un abbondante sostegno da parte delle istituzioni pubbliche e private, che è stato un motivo importante per cui diverse aziende leader hanno deciso di prendere parte all’iniziativa. Il governo del Portogallo, la Commissione europea e la Banca europea per gli investimenti hanno contribuito fornendo un sostegno finanziario per questo progetto unico nel suo genere. Altre aziende coinvolte nell’impresa hanno incluso la joint venture tra Navantia/Windar, il gruppo A. Silva Matos, Vryhof, Bourbon Subsea Services, MHI Vestas e il fornitore di cavi dinamici JDR Cables.
La costruzione è iniziata nell’ottobre 2018. Una delle principali pietre miliari del progetto è stata la partenza della prima struttura galleggiante dal suo punto di assemblaggio a Ferrol alla fine dell’estate 2019. La seconda piattaforma ha lasciato il porto nel dicembre 2019. Nel maggio 2020, l’ultima delle tre piattaforme eoliche pre-assemblate che compongono il progetto ha lasciato il porto di Ferrol in direzione della sua destinazione finale a 20 km dalla costa del Portogallo. WindFloat Atlantic è diventato pienamente operativo nel luglio 2020.
Installazione di WindFloat Atlantic
Vryhof era responsabile della fornitura del pacchetto completo di ormeggio. “Questo include i servizi di gestione del progetto, il controllo della catena di approvvigionamento e l’interfacciamento tra le autorità di certificazione”, ha spiegato Senol Ozmutlu, direttore dei progetti con Vryhof, nel primo video di una serie in quattro parti sull’installazione.
“È un progetto impegnativo perché non c’è un altro progetto come tale a cui potremmo fare riferimento”, ha detto. “Ma il team che sta dietro a questo progetto è molto orientato alle soluzioni e anche estremamente competente”.
Bourbon era responsabile dell’approvvigionamento e dell’installazione dell’attrezzatura di ormeggio e dell’installazione del cavo elettrico sulla turbina eolica galleggiante. Nella seconda parte della serie di video, Hélène Butat, responsabile delle operazioni di Bourbon, ha detto: “Il mio compito è quello di far andare tutti nella stessa direzione”
Butat ha spiegato che, poiché il progetto era il primo del suo genere, è stato necessario creare nuove procedure per questo lavoro. “È un vero vantaggio avere una buona squadra. Persone di cui ci si può fidare. Persone di cui conosci la competenza. Sai in cosa sono bravi. È essenziale.”
Oltre a fornire la sua soluzione tecnologica brevettata WindFloat, Principle Power era responsabile dell’ingegneria completa e della certificazione della piattaforma. Ha sostenuto attivamente la fabbricazione, l’installazione e la messa in servizio delle tre unità, e sarà responsabile delle operazioni e della manutenzione del parco eolico.
“Il grande vantaggio della nostra tecnologia galleggiante è che possiamo usare le tecniche a terra per installare le turbine eoliche, e poi, più tardi, possiamo installare il set al largo con il galleggiante e la turbina pronta a girare”, ha detto Tiago Godinho, operation manager di Principle Power, nel terzo video.
La pandemia di COVID-19 ha causato alcune sfide durante le fasi finali di installazione, ma la squadra ha superato l’ostacolo. Nel quarto episodio della serie video, Butat ha detto: “Tutto il personale è dovuto rimanere in quarantena per sette giorni prima che tutti potessero raggiungere la nave”. Una volta a bordo, sono state messe in atto ulteriori misure di sicurezza per proteggere il personale.
Butat ha detto che ci sono state molte riunioni di interfaccia tra Bourbon, Principle Power e Vryhof per sviluppare il miglior processo di installazione delle attrezzature. “È un po’ complesso, perché si tratta della sincronizzazione di diverse navi, così come le operazioni sottomarine”, ha detto.
“Essendo i primi a muoversi, naturalmente, c’è un rischio”, ha detto Jose Pinheiro, direttore del progetto WindFloat Atlantic per EDP Renewables. “Questo è un progetto innovativo, quindi in questo senso, c’è sempre stato un rischio intrinseco al dispiegamento di questo parco eolico.”
Ma alla fine tutto si è risolto. “Vedere i pezzi gialli, le colonne, le travi, e poi la torre eolica che gira – è stupendo”, ha detto Godinho.
“Il vantaggio chiave è stata la tecnologia di assemblaggio utilizzata: l’assemblaggio a secco ha fornito significativi risparmi logistici e finanziari, e le piattaforme sono state trainate utilizzando rimorchiatori standard”, ha detto Pinheiro a POWER. “Il potenziale futuro di questa tecnologia per molti luoghi nel mondo – a cominciare da quasi tutta la penisola iberica – è enorme”.
“Da tre piattaforme galleggianti, abbiamo 25 MW. Dieci anni fa, nessuno avrebbe creduto che questo potesse accadere”, ha detto Ozmutlu. “Questo progetto è sicuramente un game-changer”. ■
-Aaron Larson è l’editore esecutivo di POWER.