Tecnologia e serviço HBM para a construção do primeiro parque eólico offshore alemão

A geração eficiente de energia elétrica, sem poluir o meio ambiente, torna-se cada vez mais importante em tempos de altos preços das commodities e crescente conscientização ambiental entre os consumidores. Dentro do escopo do projeto de pesquisa OGOWin para a construção de um primeiro protótipo de uma usina eólica offshore tipo construção de jaqueta, a HBM fornece e instala equipamentos de teste e medição para uma planta de teste em Bremerhaven, Alemanha. O desafio é instalar o equipamento de forma que ele também resista às tensões extremas às quais os modelos de produção serão submetidos mais tarde, quando usados em condições de mar agitado.

Os parques eólicos marítimos são compostos de uma grande quantidade de geradores eólicos, que se encontram em mar aberto, distantes da costa, e que produzem permanentemente energia renovável. Um conceito atraente que, não obstante, não se deixa realizar com facilidade, devido às fortes cargas – tais como vento, ondas e água salgada – às quais estão submetidos os materiais utilizados. Por esta razão, o Ministério Federal do Meio Ambiente, Proteção da Natureza e Segurança Nuclear alemão subsidia a investigação e a otimização de estruturas de fundação soltas para as centrais eólicas marítimas (OGOWin) no que concerne à materiais utilizados, desenvolvimento da montagem e novos procedimentos de fabricação para a estrutura de suporte de centrais eólicas. O projeto OGOWin se concentra na investigação em terra das instalações marítimas, antes do uso das estruturas de fundação no mar.

Uma central eólica consta de dois elementos principais: a estrutura de suporte (couraça + torre) e a gôndola propriamente dita com as pás do rotor que permitem obter energia elétrica a partir do vento. A couraça é o objeto de investigação do projecto OGOWin. Um dos objetivos da pesquisa é reduzir ao mínimo os materiais utilizados, dado que o aço é caro e uma couraça pesa cerca de 350 toneladas. Ademais, o estado da central eólica tem que ser supervisionado continuamente. Os ciclos de manutenção e a vida útil residual são derivados dos resultados.

Critérios para escolha da tecnologia de medição: Experiências positivas, resultados convincentes, serviço competente

Fraunhofer CWMT, Centro para Energia Eólica e Tecnologia Marítima de Bremerhaven, é responsável pela concepção e pelo “layout” do equipamento de medição e teste na estrutura de suporte. A HBM fabricou e instalou o equipamento de medição e teste em nome do Fraunhofer CWMT. A HBM foi escolhida, entre outras razões, por causa das experiências positivas e resultados convincentes obtidos com a FINO1, uma plataforma de pesquisa de energia eólica marítima, para a qual a HBM forneceu, em 2003, a tecnologia de medição (instalação de strain gauges elétricos completamente à prova d’água) e que funcionou sem problemas durante muitos anos, até que uma tormenta particularmente intensa destruiu parte da plataforma. Além disso, a HBM conta com uma competente equipe internacional de manutenção, capaz de solucionar rápida e confiavelmente qualquer problema “on-site”. Por último, e não menos importante por isso, a HBM oferece ambas as tecnologías de uma fonte única, o que garante a reprodutibilidade.

A cadeia de medição

No projeto OGOWin, a responsabilidade da HBM inclui a instalação de strain gauges electrical fiber-optical strain gages nos pontos da couraça “submetidos à tensão”, o cabeamento até os amplificadores HBM e a transmissão dos dados de medição ao Fraunhofer Center. O objetivo consiste em testar ambas as tecnologias (strain gauges óticos baseados em grade de Bragg e strain gauges elétricos) no que diz respeito à reprodutibilidade dos resultados de teste e adequação para uso nas centrais eólicas marítimas.

Para implementar o conceito de teste e medição, a HBM forneceu o hardware e o software necessários (MGC amplifier, opto-electric interrogators, catman software) e instalou cerca de 70 strain gauges na couraça vertical. Ademais, muitos pontos de medição foram duplamente configurados, o que significa que as duas tecnologias foram aplicadas. O foco é a análise do comportamento estático e dinâmico dos nós de fundição, recentemente desenvolvidos e utilizados pela primeira vez nessa construção. Os pontos de medição foram recobertos com várias camadas a fim de que possam resistir por vários anos de uso contínuo à uma profundidade de água de 40 metros. Os dados medidos são transmitidos por cabos à prova de água salgada ao amplificador localizado ao pé da torre e, então, enviados periodicamente para o centro Fraunhofer. Uma vez no centro, os dados são visualizados, convertidos e analisados com o software catman® da HBM.

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