Energia e Meio Ambiente

Apoio à energia eólica offshore: navios empregados na instalação de parques eólicos offshore

Apoio à energia eólica offshore: navios empregados na instalação de parques eólicos offshore


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O desenvolvimento de um parque eólico offshore geralmente abrange quatro fases diferentes, especificamente levantamentos de pré-instalação, instalação, operação e manutenção e descomissionamento. Isso significa que o setor requer uma grande variedade de embarcações de apoio, a fim de realizar uma grande variedade de tarefas de forma eficaz. Nos últimos anos, gargalos no abastecimento dessas embarcações têm afetado o setor, principalmente pela falta de disponibilidade de embarcações especializadas. Consequentemente, os desenvolvedores de parques eólicos tendem a recorrer ao setor de petróleo e gás para obter assistência.

A escassez de embarcações causa atrasos na fase de construção e isso tem sido um problema regular no passado. Por exemplo, o parque eólico Alpha Ventus sofreu um atraso de um ano devido a essa escassez e, quando uma embarcação foi fornecida, era 20 vezes maior do que o planejado originalmente. O parque eólico offshore de North Hoyle exigia um navio de instalação de turbina dedicado, a Resolução MPI, cuja construção foi adiada. O projeto também teve que usar embarcações de construção para cumprir o prazo, mas, consequentemente, foi atrasado cerca de seis meses. A embarcação de instalação do London Array sofreu um atraso de três meses, exigindo o aluguel de uma embarcação adicional para cumprir o prazo.

Dada a taxa de crescimento no setor eólico offshore, é provável que haja mais de 5.000 turbinas eólicas offshore em operação nas águas do Reino Unido até 2025. A distância média da costa ao parque eólico provavelmente aumentará de acordo com as rodadas de leasing Crown Estate, para Por exemplo, o Parque Eólico Offshore Dogger Bank será construído em profundidades de água de até 63 metros com uma distância de trânsito provável de 290 quilômetros, exigindo uma viagem náutica de mais de 5 horas.

Isso, por sua vez, terá um impacto nas estratégias de Operações e Manutenção (O&M) e um impacto crescente no projeto da embarcação. Os navios terão, portanto, de se tornar mais duráveis ​​e eficientes no futuro e, portanto, o mercado para esses navios está em constante evolução. Também pode chegar um momento em que, como no setor de óleo e gás, técnicos de parques eólicos terão que operar e morar em bases próximas ao local do parque eólico. No setor de petróleo e gás, o período gasto nessa base é normalmente de duas semanas. Embora a solução mais econômica para operações próximas à costa provavelmente seja baseada em barcos de trabalho, os locais em águas mais profundas mais longe da costa terão que ser apoiados por módulos de acomodação ou uma "nave-mãe", embarcações de apoio maiores ou plataformas elevatórias, dependendo na estratégia de O&M empregada.

A distância dos parques eólicos da costa terá, portanto, inevitavelmente um impacto nos custos e, por esta razão, os operadores de parques eólicos têm de implantar equipamentos adequados para condições climáticas severas. Conferências inteiras agora estão sendo realizadas cobrindo especificamente o tema do projeto de embarcações de apoio a parques eólicos offshore.

Atualmente, os principais fornecedores de turbinas e navios de instalação de fundação incluem A2Sea, MPI Offshore, Scaldis Salvage, Seajacks International, Barcaça Jack-Up, Ballast Nedam, BARD, GeoSea, International Marine Construction e Seaway Heavy Lifting. A maioria dessas empresas está sediada no Reino Unido ou na Holanda. As empresas de instalação de cabos submarinos incluem Global Marine Systems, MPI Offshore, Nexans, NKT, Prysmian, Mika, Offshore Marine Management, Peter Madsen Rederi, P&O Maritime Services, Technip (Subocean), Visser & Smit Marine Contrating (VSMC) e Stemat.

Ocean Surveyor [fonte da imagem: Geological Survey of Sweden, Flickr]

Navios de pesquisa

Os navios de pesquisa são usados ​​para conduzir pesquisas geográficas e climáticas antes da construção de um parque eólico offshore. A gama de embarcações utilizadas para este fim varia amplamente, dependendo da profundidade do fundo do mar e da distância da costa.

Vasos de colocação de cabos

A colocação de cabos é uma das primeiras tarefas a serem concluídas durante a instalação de um parque eólico offshore. As embarcações para instalação de cabos são especialmente projetadas para instalar cabos submarinos que transportam a eletricidade gerada do parque eólico para a costa. A 4C Offshore mantém um banco de dados completo de tais navios e eles podem assumir várias formas. Por exemplo, a embarcação Van Oords Nexus é um novo design com uma extensa área de convés que pode ser personalizada para transportar equipamentos dedicados para instalação de cabos. Possui um guindaste principal com capacidade de içamento de 100 toneladas a 15 metros de extensão e uma talha auxiliar com capacidade de içamento de 10 toneladas a 34 metros de extensão. A embarcação também pode acomodar 90 pessoas.

A característica padrão desses vasos é a plataforma giratória ou carrossel que armazena o cabo sem o risco de curvatura excessiva. Ele também possui roldanas de orientação de cabos e dispositivos de instalação, incluindo veículos operados remotamente (ROVs) que são usados ​​para abertura de valas. Este é um dos trabalhos mais importantes que envolve o corte de valas de 3 metros de profundidade no fundo do mar para a interligação dos cabos de energia. É uma das funções mais desafiadoras do setor, com até 80% dos sinistros de seguro para cabos danificados durante a instalação.

Essas embarcações também têm sistemas de Posicionamento Dinâmico (DP) para mantê-las no lugar mesmo nas condições climáticas mais adversas.

Vasos de instalação

Essas embarcações podem assumir uma variedade de formas e muitas vezes incluem uma variedade de navios multifuncionais que não são idealmente adequados para a tarefa, devido ao seu uso em outros setores. Isso significa que eles são contratados por um curto período de tempo. Essas embarcações multifuncionais (MPVs) incluem barcaças elevatórias que são plataformas não autopropelidas que podem se elevar acima da superfície do mar em pernas apoiadas no fundo do mar. Essas embarcações fornecem estabilidade em condições climáticas adversas, mas são lentas e requerem navios de apoio para rebocá-las até o local. As embarcações elevatórias operam de maneira semelhante, exceto pelo fato de terem sistemas de autopropulsão, embora ainda sejam limitadas pela profundidade da água e seu papel polivalente.

Os navios-guindaste são baseados em grandes guindastes montados em pedestal que negam o uso da embarcação para qualquer outra função, como carregar equipamentos, bem como limitar sua velocidade.

Um navio guindaste no porto de Rotterdam [Fonte da imagem:Frans Berkelaar, Flickr]

Mais recentemente, a construção de parques eólicos offshore envolveu a utilização de uma embarcação especializada em instalação de turbinas eólicas (WTIV), uma classe de navio totalmente nova que só começou a surgir no setor nos últimos anos, substituindo os navios-guindaste emprestados da setor de petróleo e gás. Essas embarcações geralmente possuem um casco retangular plano para acomodar uma extensa área de carga e um grande guindaste. Isso tende a aumentar o consumo de combustível e eletricidade, dada a velocidade máxima de 10 a 12 nós da base costeira ao local de construção. Leme-hélices elétricas (propulsores) ou hélices Voith-Schneider são usados ​​para controlar a propulsão e o posicionamento e o navio deve permanecer estável na posição enquanto 4 a 6 pernas levantadas são implantadas para que o navio fique firme no fundo do mar. Os engenheiros de instalação ficam acomodados em uma estrutura de vários andares na proa, com um heliporto no topo.

Os dois primeiros WTIVs implantados no setor foram Sea Power e Resolução MPI. Ambos ainda estão em serviço depois de dez anos. Sea Power é um cargueiro convertido, mas Resolução MPI foi construído especialmente para o trabalho em 2003 e, portanto, é o primeiro verdadeiro WTIV. De 2003 a 2009, a indústria tendeu a utilizar navios afretados no setor de petróleo e gás, com a construção especializada WTIV a partir daí. Um total de 25 WTIVs entraram em serviço de 2009 a 2014 com 7 navios disponíveis em 2012. O setor WTIV está agora em um processo de modificação, pois fica claro que as demandas sobre eles estão aumentando. Fred Olsen lançará os navios irmãos Bold Tern e Brave Tern Em breve. Essas duas embarcações têm pernas elevatórias que foram estendidas em 14 metros, enquanto o guindaste foi estendido em 10 metros. Eles foram construídos especialmente para a terceira rodada da construção de parques eólicos offshore no Reino Unido.

Quando os WTIVs não estão disponíveis, os desenvolvedores costumam trazer embarcações de guindaste de carga pesada (HLCVs). Estes foram originalmente construídos para outros fins, mas são adequados para a construção de parques eólicos. Por exemplo, o Svanen foi originalmente construído para instalar uma grande ponte. Pode levantar uma carga de 8.700 toneladas e sua taxa de afretamento é bastante barata, pois raramente faz outra coisa hoje em dia. Thialf tem uma capacidade de guindaste de 12.000 toneladas e é um dos maiores navios-guindaste do mundo. No entanto, raramente é implantado no setor eólico offshore porque é muito caro para fretar.

Um navio guindaste estabilizado por perna é uma versão mais leve de uma plataforma elevatória e só é realmente adequado para a instalação de turbinas menores de 2 MW em águas rasas. Eles estão se tornando cada vez mais raros no setor à medida que os parques eólicos se afastam da costa.

Estão entrando no setor novas embarcações especificamente projetadas para operar em mares agitados, como o Wind Server desenvolvido pelo provedor de serviços offshore dinamarquês DBB Jack-up Services. Ele será capaz de trabalhar em uma altura de onda de 2,0-2,5 metros, enquanto a norma para a maioria das outras embarcações é de 1,5 metros. Isso, por sua vez, permitirá que o navio opere por cerca de 320 dias por ano, em oposição a 200, gerando reduções de custos significativas.

Embarcações de transferência de tripulação

Os navios de transferência de tripulação (CTVs) podem viajar a uma velocidade de 25 a 30 nós e são usados ​​principalmente para operações e operações de manutenção. Nos primórdios do setor, navios como barcos de pesca e navios de pesquisa eram usados ​​para transportar técnicos para locais eólicos offshore, mas com o crescimento do setor, o mercado de transferência de tripulação tem evoluído de forma constante.

O site Alpha Ventus da Alemanha é mantido por barcos na primavera e verão e helicópteros no inverno. Os regulamentos que regem o local evitam que as viagens sejam feitas quando a altura das ondas for maior que 1,5 metros, mas os helicópteros podem ser usados ​​mesmo com ventos relativamente fortes, embora seu uso possa ser restringido por pouca visibilidade. Os helicópteros geralmente podem transportar três técnicos mais seus equipamentos a uma velocidade máxima de 245 km / h, em comparação com cerca de 45 km / h dos CTVs. Além da transferência da tripulação, os helicópteros são usados ​​para operações de resgate e apoio médico. Em águas alemãs, eles também desempenham um papel ativo na fase de construção. Quando o Meerwind estava sendo construído, a Siemens Wind Power conseguiu reduzir o tempo de transporte em 80 por cento para o transporte de técnicos, além de evitar enjôo. Helicópteros também foram usados ​​durante a fase de construção de Borkum Riffgrund e Nordsee Ost.

Os barcos de serviço são um método experimentado e testado de obter acesso a locais eólicos offshore, mas os helicópteros nem tanto. Os navios são relativamente baratos e podem transportar um grande número de técnicos, mas seus tempos de resposta e capacidade de acesso aos locais são limitados pelas condições climáticas. Os helicópteros são caros e podem transportar apenas um pequeno número de técnicos, mas podem responder rapidamente e seu desempenho não é afetado pelo estado do mar. Eles têm sido usados ​​há anos no setor de petróleo e gás, mas são novos na energia eólica offshore. Por este motivo, existe um certo grau de incerteza quanto à sua potencial utilidade no setor. Os dois modos podem ser complementares, com barcos de serviço sendo usados ​​para manutenção preventiva programada quando não há riscos para as turbinas e helicópteros para situações mais urgentes e manutenção correta em que o tempo de resposta é fundamental para reduzir o tempo de inatividade da turbina.

Muitas empresas operam catamarãs com vantagens de velocidade e peso em relação a outros tipos de embarcações. A maioria dos catamarãs é feita de alumínio, pois é mais barato do que materiais compostos. Porém, os compósitos são mais leves e isso permite que o navio carregue uma maior carga útil, o que reduz os custos operacionais. Um dos mais recentes projetos do mercado é o EVOC22 (catamarã offshore versátil e eficiente, com 22 metros de comprimento) desenvolvido pela CTruk, com sede em Essex, no sudeste da Inglaterra. A embarcação tem uma boca de 7,6 metros, um calado de 1,25 metros e incorpora uma casa do leme móvel e um sistema de pod flexível no convés que permite que a embarcação carregue até 12 técnicos para fornecer 72 metros quadrados de espaço no convés para equipamentos. A embarcação é movida por dois motores a diesel turboalimentados de 800 HP e carrega 24.000 litros de combustível.

As embarcações de casco duplo para pequenas áreas de plantio d'água (SWATH) são catamarãs com uma seção transversal do casco reduzida na superfície do mar, onde a energia das ondas é mais poderosa. Isso dá ao barco uma estabilidade extra, especialmente em altas velocidades. No entanto, os vasos SWATH são caros e têm maiores requisitos de manutenção.

Embarcações de alojamento

É provável que essas embarcações sejam utilizadas cada vez mais à medida que os parques eólicos se tornam mais complexos e se movem para o mar. As balsas de cruzeiro convertidas são usadas junto com as balsas roll on / roll off. Essas embarcações geralmente podem acomodar até 100 pessoas e podem incluir salas de conferências e reuniões, sendo que alguns dos navios maiores também têm piscinas a bordo e áreas de descanso a bordo.

A DONG Energy usa uma plataforma de acomodação offshore para seu projeto Horns Rev 2 na Dinamarca. A plataforma acomoda 24 pessoas e permite o acesso ao transformador do parque eólico por meio de uma passarela. A plataforma do transformador da Global Tech 1 acomoda 34 funcionários de operações, bem como um guindaste, uma plataforma de pouso de helicóptero e peças de reposição em contêineres.

Vários projetos do Reino Unido usaram balsas convertidas como acomodações flutuantes. Estes são ancorados próximos ao parque eólico, reduzindo o tempo de transferência dos CTVs e também o consumo de combustível e aumentando a produtividade.


Assista o vídeo: Parque Eólico: o dia a dia de uma equipe (Junho 2022).


Comentários:

  1. Attewode

    Ele está absolutamente certo

  2. Akinokasa

    Bravo, uma ideia maravilhosa

  3. Mischa

    É a boa ideia. Está pronto para te ajudar.

  4. Huxly

    sua frase é muito boa

  5. Toru

    É compatível, é a frase admirável



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