Pesquisadores da Universidade do Texas desenvolvem pás de turbinas eólicas em águas profundas

Dr. Todd Griffith, professor associado de engenharia mecânica, demonstra seu projeto de lâmina para uma turbina eólica flutuante offshore. Griffith está liderando uma equipe de pesquisadores e colaboradores da UT Dallas para construir um protótipo para a turbina. Fonte | Universidade do Texas em Dallas





O professor associado de engenharia mecânica da Universidade do Texas em Dallas (UT Dallas), Dr. Todd Griffith e sua equipe receberam uma doação de US $ 3,3 milhões do Departamento de Energia dos Estados Unidos para desenvolver um protótipo de projeto de turbina eólica offshore flutuante para conversão de ventos oceânicos profundos em eletricidade.

A nova doação é parte de um prêmio de US $ 26 milhões da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada-Energia (APRA-E) que financia 13 projetos para acelerar tecnologias de turbinas eólicas offshore flutuantes por meio de Turbinas Aerodinâmicas, Isqueiros e Afloat, com Tecnologias Náuticas e Servo-Controle Integrado (ATLANTIS ) programa.

O Departamento de Energia estima que as águas estaduais e federais ao longo da costa dos EUA e dos Grandes Lagos podem gerar o dobro da quantidade de energia gerada por todas as usinas de energia elétrica do país combinadas. Uma das maiores barreiras para a obtenção dessa energia tem sido o alto custo de implantação de turbinas eólicas em águas mais profundas, onde são necessárias plataformas flutuantes. O projeto de Griffith visa reduzir o custo e superar os desafios com a instalação e conexão às redes de energia existentes com cabos subaquáticos.





O projeto da turbina eólica de eixo vertical de Griffith, ao contrário das turbinas eólicas de eixo horizontal de três pás tradicionais, exige pás verticais em pé em uma plataforma que fica parcialmente acima da superfície do oceano e parcialmente abaixo. A plataforma é presa ao fundo do mar com cabos, em vez de ancorada diretamente no fundo do mar, sob profundidades oceânicas de pelo menos 200 pés.

De acordo com o projeto, as lâminas da turbina subiriam entre 600 pés e 700 pés acima da superfície do oceano, mas poderiam atingir até 270 pés.

Griffith começou a investigar projetos de turbinas eólicas de eixo vertical em 2009, quando ele era o membro principal da equipe técnica e líder técnico offshore no Sandia National Laboratories '(Albuquerque, N.M., EUA) Departamento de Tecnologias de Energia Eólica. Ele ingressou na UT Dallas em 2017.

Sob a nova doação, a equipe da UT Dallas incluirá alunos de doutorado, pesquisadores de pós-doutorado e o Dr. Mario Rotea, presidente da cadeira Erik Jonsson e chefe da engenharia mecânica, que conduzirá o impulso dos sistemas de controle do projeto. Por meio de um processo denominado co-design de controle, Rotea disse que trabalhará no desenvolvimento dos subsistemas necessários para extrair o máximo de energia com o mínimo esforço da turbina, o que inclui o gerenciamento das forças nas pás e da velocidade da turbina em condições climáticas variáveis.

A pesquisa é fundamental para expandir o uso da energia eólica nos Estados Unidos, principalmente nas áreas costeiras, segundo Rotea. O único projeto eólico offshore comercial do país, que entrou em operação em 2016, é o Parque Eólico Block Island, a cerca de 4 milhas da costa de Block Island, Rhode Island.

Os pesquisadores da UT Dallas estão trabalhando com a Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e os parceiros corporativos Aquanis Inc., VL Offshore e XFlow Energy.

“Para mim, esta é uma oportunidade de fazer uma grande pesquisa com uma grande equipe de engenharia multidisciplinar”, diz Griffith. “Estamos reunindo design estrutural, aerodinâmica, sistemas de controle, sistemas flutuantes, economia e procedimentos de instalação. É um verdadeiro problema de engenharia de nível de sistema. Estou muito feliz por poder liderar este grupo incrível para reunir toda essa tecnologia para concretizar a visão do programa ATLANTIS. ”