Os parques eólicos offshore estão preparados para as novas velocidades do vento?
Ao longo dos últimos 80 anos, os ventos que sopram pelos oceanos tornaram-se mais intensos devido às mudanças climáticas. Esse fenômeno levanta questões sobre a resiliência das turbinas eólicas.
As mudanças climáticas estão alterando os padrões globais de vento . Enquanto algumas regiões, como o interior do noroeste da Europa, estão vivenciando períodos de calmaria incomum, em outros lugares os ventos estão ganhando força. Tempestades, especialmente em alto-mar, estão se tornando mais frequentes e violentas, levantando questões sobre a confiabilidade dos parques eólicos offshore.
Naturalmente, as turbinas eólicas marinhas são projetadas para suportar as condições ambientais adversas encontradas no mar ou no oceano. No entanto, as novas pressões climáticas que o planeta enfrenta atualmente podem adicionar uma quantidade imprevista de estresse mecânico.
O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) afirmou que as mudanças climáticas afetarão cada vez mais a velocidade média global do vento, com projeções de queda de 10% na velocidade média anual do vento até 2100 (e com amplas variações regionais). Esse problema afetará especialmente as instalações em terra, enquanto em alto-mar o desafio poderá ser completamente oposto.
Estudos recentes têm destacado como eventos extremos de vento em nível oceânico estão se intensificando devido ao aquecimento global. Em particular, os ciclones tropicais mais fortes , aqueles com velocidades máximas de vento superiores a 50 m/s, estão apresentando uma tendência significativa de aceleração. Em um clima progressivamente mais quente, espera-se tanto um aumento na frequência desses eventos quanto um incremento de aproximadamente 3% na velocidade máxima diária do vento por grau de aquecimento em regiões de altas latitudes.
Diante dessas estimativas, um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia do Leste, em Ningbo, e da Universidade Politécnica de Hong Kong se fez uma pergunta simples: as turbinas eólicas offshore conseguem suportar tais condições?
Para caracterizar a velocidade máxima do vento que uma turbina eólica pode suportar durante sua vida útil, utiliza-se um parâmetro específico: a velocidade de referência do vento ( Uref ) . A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) utiliza o Uref para classificar as turbinas em:
- Classe I: U ref de 50 m/s
- Classe II : U ref de 42,5 m/s
- Classe III : U ref de 37,5 m/s
Os projetistas e desenvolvedores devem garantir que a turbina escolhida tenha um parâmetro Uref superior ao vento extremo esperado para aquele local pelo menos uma vez a cada 50 anos ( U 50 ).
A equipe de cientistas utilizou dados horários de velocidade do vento do ERA5 a 100 metros acima do nível do mar, de 1940 a 2023, e constatou um aumento global significativo no U50 oceânico. O parâmetro aumentou 0,016 m/s por ano, com tendências de alta evidentes em 62,85% das regiões costeiras.
Isso significa que mais de 40% dos parques eólicos offshore existentes ou planejados na Ásia e na Europa enfrentam velocidades de vento acima do limite de projeto para turbinas de Classe III.
“Mais da metade desses parques eólicos estão localizados em regiões com uma tendência crescente de ciclones U50, uma tendência fortemente associada a mudanças na atividade de ciclones tropicais e extratropicais devido ao aquecimento global.”
“Embora este estudo examine principalmente velocidades extremas do vento, também avaliamos as tendências nas velocidades médias do vento para identificar regiões com maior potencial eólico e maior risco […] O conjunto de dados ERA5 revela um aumento modesto, mas generalizado, nas velocidades médias do vento na maioria das regiões oceânicas de 1940 a 2023, com exceção das zonas equatoriais e do norte do Oceano Índico.”
Leia o estudo “ O aumento dos ventos extremos desafia a resiliência da energia eólica offshore ” na Nature Communications .
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