La maggior parte delle risorse di energia eolica del mondo si trovano in mare aperto, spesso molto al largo, dove l’acqua è così profonda che non è pratico costruire tipiche turbine eoliche a ventola con basi affondate in profondità nel fondale marino. L’eolico galleggiante è in questa fase così costoso da costruire, distribuire e mantenere che finisce per costare da due a tre volte di più per chilowattora di energia rispetto alle installazioni offshore a fondo fisso.

T-Omega Wind

La startup T-Omega Wind, con sede a Boston, offre una soluzione a basso costo e resistente alle tempeste. Gli ingegneri di T-Omega Wind hanno progettato e testato un prototipo di turbina eolica offshore con un nuovo design in grado di resistere a onde alte oltre 30 metri, pur essendo il 20% più leggero e il 30% più economico rispetto ai design convenzionali. Per non parlare della facilità di installazione.

“Tutte le turbine galleggianti marine tranne la nostra sono come gli iceberg”, afferma il co-fondatore e ingegnere capo di T-Omega Jim Papadopoulos. “Tutto quello che hanno sopra l’acqua, ne hanno quattro volte tanto sott’acqua. Se hanno 1500 tonnellate sopra l’acqua, hanno 6000 tonnellate sott’acqua. Queste sono grandi spese. Questa è una delle grandi differenze in termini di costi, mobilità e lancio“.

Le moderne turbine galleggianti utilizzano la stessa tecnologia dei mulini a vento costruiti per la terraferma, spiega Papadopoulos. Sono tutti approssimativamente uguali, costruiti alla maniera delle turbine Vestas o General Electric. Devono stare perfettamente dritti, il che significa che devono avere una base molto pesante e costosa.

Un approccio diverso

L’approccio di T-Omega è completamente diverso, a cominciare dalla turbina stessa e dal generatore, che sono collegati a un semiasse a doppia faccia, rigidamente supportato alle due estremità. Pertanto, invece di una gamba pesante, la turbina è supportata da quattro gambe molto più sottili che raggiungono piattaforme di base galleggianti leggere e ampiamente distanziate.

“Se prendi una porta di legno e la metti in acqua, non si ribalterà”, dice Papadopoulos. “È la larghezza rispetto all’altezza. Quindi sì, abbiamo una base molto ampia rispetto a qualsiasi altra struttura galleggiante”.

La nave madre è ancorata al fondo del mare e al variare del vento, la base ruota liberamente attorno al suo asse di rotazione sul fondo del mare in modo che sia sempre rivolta direttamente verso il vento, ma senza sensori, motori o meccanismi di rotazione. Secondo Papadopoulos, la torre di un tale sistema potrebbe essere ampia ed efficiente, con conseguenti enormi risparmi sui costi.

“Improvvisamente, il peso di una torre può essere qualcosa come il 15-20% del peso di una torre normale. E invece di avere a che fare con acciaio spesso due o tre pollici, con tutte le attrezzature, il tempo e la logistica che ciò comporta, hai a che fare con acciaio spesso mezzo pollice o meno, e chiunque può tagliarlo e saldarlo“.

Segue anche il meccanismo in alto. Supportato su entrambi i lati, il design T-Omega non ha bisogno degli stessi massicci design di mozzo e assale di cui hanno bisogno i turbo convenzionali, solo per gestire l’enorme stress generato da un assale unilaterale. Ciò significa meno metallo, meno peso, meno strumenti specializzati e meno costi in ogni fase del processo. Significa anche che una gamma più ampia di aziende manifatturiere può creare tali cose.

Il prototipo

Il prototipo testato dall’azienda è 60 volte più piccolo di una vera turbina commerciale da 10 MW. La struttura, alta solo 2 metri, è stata testata in una piscina. Ha resistito con successo a una tempesta con un’altezza d’onda media pari a 18 metri, e le singole onde hanno raggiunto, in termini di valori reali, 30 metri.

Secondo i calcoli preliminari dell’azienda, il costo livellato dell’energia generata da tali mulini a vento sarà di 50 dollari per megawattora. Ma prima devi costruire e testare un campione su vasta scala.

Poiché il design non va in profondità sott’acqua, la distribuzione è notevolmente semplificata. Puoi imballare queste cose insieme con o senza il molo, lanciarle direttamente in acqua e poi rimorchiarle al loro posto. La manutenzione è quasi la stessa; sganciare la turbina, rimorchiarla a riva, fare la manutenzione necessaria e poi, quando hai finito, riportarla al parco eolico. Non sono necessari jack-up o gru galleggianti, è sufficiente rimorchiare le turbine in porto dove tutto è molto semplice.

Nel Mare del Nord, al largo della costa dello Yorkshire, sorgerà un parco di turbine eoliche, che genereranno un totale di 3,6 GW di energia. Il progetto Dogger Bank Wind Farm, una joint venture tra Norvegia, Gran Bretagna e Italia, sarà commissionato nel 2026. Questo non è solo il più grande parco eolico offshore, ma anche il primo nel Regno Unito ad essere collegato da una linea CC ad alta tensione.