Sistema fotovoltaico flutuante offshore resistente a fortes ondas

Sistema fotovoltaico flutuante offshore que resiste às maiores ondas artificiais do mundo.

Um sistema fotovoltaico flutuante offshore, desenvolvido pela Oceans of Energy, foi testado com sucesso nas maiores ondas artificiais do mundo no canal de ondas Delta Flume, na Holanda. O sistema foi submetido a condições extremas, simulando ondas de até cinco metros de altura, com o objetivo de padronizar testes e certificações para tecnologias fotovoltaicas flutuantes offshore.

O Delta Flume, com 300 metros de comprimento e equipado com um potente gerador de ondas, é um recurso único para testar a resistência de estruturas flutuantes em condições marítimas adversas. A tecnologia da Oceans of Energy, desenvolvida desde 2019, visa a instalação de painéis solares em alto mar, independentemente da profundidade do leito marinho.

A pesquisa e desenvolvimento de sistemas fotovoltaicos flutuantes offshore representa uma alternativa promissora para a geração de energia renovável, especialmente em áreas com restrições de espaço terrestre e em águas profundas. Esses sistemas podem contribuir para a diversificação da matriz energética e para a redução da emissão de gases de efeito estufa.

Além do projeto da Oceans of Energy, outras iniciativas estão em andamento para explorar o potencial da energia solar flutuante, incluindo a construção de usinas solares flutuantes em larga escala e o desenvolvimento de tecnologias de rastreamento solar para otimizar a captação de energia.

As tecnologias fotovoltaicas offshore foram testadas pela primeira vez sob as severas cargas de ondas geradas pelo Delta Flume, uma calha artificial de 300 m de comprimento com um gerador de ondas capaz de produzir ondas de até cinco metros. O teste busca padronizar os processos de teste e certificação para sistemas fotovoltaicos flutuantes offshore.

A unidade de testes Delta Flume está localizada no Instituto de Pesquisa Deltares, nos arredores da cidade de Delft, Holanda.

A Organização Holandesa de Pesquisa Científica Aplicada (TNO), a especialista em energia fotovoltaica offshore holandesa Oceans of Energy, o Instituto Tecnológico Deltares e sociedade de classificação norueguesa DNV anunciaram a realização inédita de um teste de tecnologias fotovoltaicas offshore no Delta Flume, uma calha de 300 m de comprimento capaz de produzir as maiores ondas artificiais do mundo, com uma altura de até cinco metros

“Essa participação foi crucial para melhorar a compreensão da DNV sobre as demandas estruturais e mecânicas desses sistemas, explorando como as atividades de teste podem ajudar no desenvolvimento da certificação solar offshore e compartilhando resultados obtidos com o projeto”, afirmou a Oceans of Energy em um comunicado. “Ao simular as condições offshore, os testes forneceram dados valiosos sobre como esses sistemas reagem a diferentes condições de onda com base no comprimento do flutuador”.

De acordo com a empresa, os testes NS2 Delta Flume revelaram como as usinas fotovoltaicas offshore podem suportar as difíceis condições adversas do Mar do Norte, onde construiu vários sistemas piloto e planeja implantar cerca de 150 MW de capacidade. “Esta colaboração em conjunto com a Deltares, TNO e DNV é de grande importância para progredir em direção à certificação de energia solar offshore”, relatou Fabian Koppes, chefe de produto da Oceans of Energy, “Os aprendizados contribuíram para histórias de sucesso do setor, incluindo a adoção de nosso sistema solar offshore pela Shell e Eneco no parque eólico offshore Crosswind’ Hollandse Kust Noord no verão de 2025”.

Cientistas afirmam que as usinas solares offshore são mais produtivas que as de solo.

Os resultados dos testes nas instalações da Delta Flume foram apresentados pela TNO, Deltares e Oceans of Energy em um white paper, onde os pesquisadores explicaram que realizaram testes hidrodinâmicos em escala real da matriz de plataforma solar offshore da Oceans of Energy e testes de ondas de montagem fotovoltaica fixa e módulos fotovoltaicos. “O teste hidrodinâmico revelou uma relação entre a resposta do sistema à variação do comprimento de onda e do comprimento do flutuador”, diz o relatório. “O teste de quebra de ondas teve como objetivo investigar a potencial degradação do desempenho dos módulos fotovoltaicos, mas não revelou nenhum sinal de degradação”.

A plataforma da Oceans of Energy foi feita de quatro flutuadores rígidos leves que podem ser integrados em painéis solares offshore por um componente de ‘interconector’, com a estrutura formada por estruturas rígidas e uma parte flexível. Uma solução de montagem especial é adotada para permitir essa configuração do sistema e evitar que as ondas quebrando o vidro do módulo fotovoltaico.

Os cientistas usaram um sistema de amarração de cordas e correntes de fibra para manter a matriz flutuante em posição, com o sistema de amarração sendo aparafusado ao fundo do Delta Flume. Os flutuadores foram equipados com células de carga que medem as cargas dos cabos de amarração, extensômetros nas plataformas, sensores de pressão e unidades de medição inercial para medir a aceleração e o giro das plataformas. Os sensores foram então conectados a um sistema de aquisição a bordo acoplado ao sistema de aquisição de dados Delta Flume. O equipamento de câmera foi utilizado para avaliar o comportamento da matriz flutuante durante diferentes condições de onda.

Painéis solares offshore de ondas altas serão uma realidade.

“As alturas de onda testadas no Delta Flume variaram de 0,25 m a 2,50 m, com períodos de onda variando entre 2 a 16 s. Isso proporcionou condições de carga significativas nas plataformas flutuantes, correspondentes a ondas que podem ocorrer várias vezes por ano no Mar do Norte”, diz o white paper. “Os resultados dos testes Delta Flume são usados para validar modelos numéricos que podem ser usados posteriormente para calcular cargas sob condições de projeto mais extremas”.

O projeto de pesquisa busca padronizar os processos de teste e certificação para tecnologias fotovoltaicas offshore. “Esses padrões estão em desenvolvimento e contribuirão para garantir que as fazendas solares offshore possam ser implantadas com segurança, economia e estabilidade de longo prazo”, afirmou o grupo de empresas e institutos de pesquisa.

De acordo com um relatório recente da DNV GL, o Mar do Norte pode hospedar cerca de 100 MW de capacidade solar flutuante até 2030 e 500 MW até 2035. (pv-magazine-brasil)