O pesquisador da Universidade do Texas em Dallas, Dr. Todd Griffith , passou anos trabalhando em um projeto de turbina offshore que pode converter esses ventos do oceano profundo em eletricidade. Recentemente, Griffith recebeu uma doação de US $ 3,3 milhões do Departamento de Energia dos EUA para levar sua tecnologia ao pra³ximo na­vel. O praªmio Agência de Projetos de Pesquisa Avana§ada em Energia (ARPA-E) fornece suporte para sua equipe para projetar e construir um prota³tipo para uma turbina ea³lica offshore flutuante.

A nova doação fez parte de US $ 26 milhões em financiamento do ARPA-E para 13 projetos para acelerar tecnologias flutuantes de turbinas ea³licas offshore por meio das turbinas aerodina¢micas, isqueiro e flutuador, com o programa Nautical Technologies e Integrated Servo-Control (ATLANTIS).

O Departamento de Energia estima que as a¡guas estaduais e federais ao longo da costa dos EUA e dos Grandes Lagos poderiam gerar o dobro da quantidade de energia gerada por todas as usinas de eletricidade dopaís juntas. Uma das maiores barreiras a  extração dessa energia tem sido o alto custo da implantação de turbinas ea³licas em a¡guas mais profundas, onde são necessa¡rias plataformas flutuantes. O projeto da Griffith visa reduzir o custo e superar desafios com a instalação e a conexão a s redes de energia existentes com cabos subaqua¡ticos.

"Um projeto tradicional de turbina éa³timo para terra e pode fazer sentido no mar em a¡guas rasas, mas quando vocêconstra³i em a¡guas profundas no oceano, precisa de um design totalmente novo", disse Griffith, professor associado de engenharia meca¢nica no Erik. Escola de Engenharia e Ciência da Computação de Jonsson.

O design de Griffith éradicalmente diferente de uma turbina ea³lica tradicional de eixo horizontal de três pa¡s. Ele échamado de turbina ea³lica de eixo vertical e possui pa¡s e eixo de rotação verticais, em vez de horizontais, e parece mais um batedor de ovos do que um cata-vento. A plataforma, que émenor que as plataformas tradicionais, fica parcialmente acima dasuperfÍcie do oceano e parcialmente abaixo, como um navio. a‰ fixado ao fundo do mar com cabos, em vez de ancorado diretamente ao fundo do mar, em profundidades oceânicas: de pelo menos 60 metros. O gerador e os controles estãona plataforma, proporcionando maior estabilidade e facilitando a manutenção.

As pa¡s da turbina subiriam entre 600 panãs e 700 panãs acima dasuperfÍcie do oceano, mas poderiam atingir até900 panãs. Griffith disse que as turbinas não atrapalhariam a vista para o oceano, porque estariam a pelo menos 32 quila´metros da costa, além do horizonte.

Griffith começou a investigar projetos de turbinas ea³licas de eixo vertical em 2009, quando ele era um membro principal da equipe técnica e lider tanãcnico offshore no Departamento de Tecnologias de Energia Ea³lica dos Laborata³rios Sandia National Laboratories. Ingressou na UT Dallas em 2017.

Sob a nova doação, a equipe da UT Dallas incluira¡ estudantes de doutorado, pesquisadores de pa³s-doutorado e o Dr. Mario Rotea , o Presidente Erik Jonsson e chefe de engenharia meca¢nica, que liderara£o os sistemas de controle do projeto. Por meio de um processo chamado co-design de controle, Rotea disse que trabalhara¡ no desenvolvimento dos subsistemas necessa¡rios para extrair o ma¡ximo de energia com o ma­nimo esfora§o da turbina, o que inclui o gerenciamento das forças nas pa¡s e a velocidade da turbina nasmudanças das condições climáticas.

A pesquisa éfundamental para expandir o uso da energia ea³lica nos Estados Unidos, especialmente em áreas costeiras, disse Rotea. O aºnico projeto ea³lico comercial offshore dopaís, que entrou em operação em 2016, éo Parque Ea³lico de Block Island, a cerca de 6 km da costa de Block Island, Rhode Island.

"Para aumentar a capacidade de energia ea³lica, precisamos fazer uso do que estãodispona­vel na a¡gua", disse Rotea. "O futuro exigira¡ o aumento da capacidade de energia ea³lica em terra e no oceano, especialmente em regiaµes próximas a grandes centros populacionais, como Nova York, Houston e outras."

Os pesquisadores da UT Dallas estãotrabalhando com a Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e os parceiros corporativos Aquanis Inc., VL Offshore e XFlow Energy. Griffith disse que a abordagem da equipe foi fundamental para ganhar a concessão competitiva.

"Para mim, esta éuma oportunidade de fazer grandes pesquisas com uma grande equipe de engenharia multidisciplinar", disse Griffith. “Estamos reunindo projeto estrutural, aerodina¢mica, sistemas de controle, sistemas flutuantes, economia e procedimentos de instalação. a‰ um verdadeiro problema de engenharia nonívelde sistemas. Estou empolgado por poder liderar este grupo incra­vel para reunir toda essa tecnologia para realizar a visão do programa ATLANTIS”.

Em outro projeto financiado pelo Departamento de Energia, Griffith estãoprojetando uma turbina para ser usada mais perto da costa, com pa¡s mais longas que o comprimento de dois campos de futebol. O design de duas lâminas e voltado para o vento foi modelado com palmeiras para suportar tempestades e ventos fortes.

A concessão para projetar e construir um prota³tipo de turbina ea³lica offshore flutuante éum dos vários projetos de pesquisa da UT Dallas focados no avanço da tecnologia de energia ea³lica. Os pesquisadores da UT Dallas também são parceiros em um projeto separado do ARPA-E para desenvolver novas tecnologias para aumentar a produção de energia das turbinas ea³licas sem aumentar as cargas meca¢nicas. Grande parte da pesquisa de energia ea³lica da Universidade se enquadra no Centro de Pesquisa Cooperativa da Indústria / Energia Ea³lica, Ciência, Tecnologia e Pesquisa ( WindSTAR ) , financiado pela National Science Foundation.