Previsão do tempo no Mar do Norte para parques eólicos offshore

“O Mar do Norte será o maior centro de energia verde do mundo.” Declarou o primeiro-ministro da Bélgica, Alexander De Croo, durante a cúpula de Ostende, em 24 de abril deste ano. Nove países europeus se comprometeram a multiplicar a capacidade de parques eólicos offshore no Mar do Norte em oito vezes os níveis atuais até 2050, alcançando uma produção de 300 GW!

O desafio é enorme, mas essa região possui um vasto potencial em geração de energia. Atualmente, já é a principal geradora de energia eólica offshore do mundo, com a Europa responsável por 80% da produção global, principalmente no Mar do Norte, onde já existem cerca de 2630 turbinas.

Condições de mar e tempo, como vento e ondas, impactam diretamente esses parques, desde a construção, geração de energia até a manutenção de toda a infraestrutura. E, para garantir a eficiência e a segurança das operações, as empresas que gerenciam parques eólicos offshore precisam realizar visitas e manutenções frequentes em cada turbina.

É nesse contexto que a inteligência climática desempenha um papel fundamental, fornecendo previsões hiperlocais de alta precisão em uma plataforma inteligente. Dessa forma é possível:

1. Evitar viagens frustradas das embarcações;

2. Identificar quais turbinas estão em condições seguras para manutenção;

3. Facilitar a tomada de decisão diária.

Continue lendo para saber mais sobre as condições de ondas no mar do norte e o impacto sobre as operações no parque eólico offshore de Dan Tysk da Vattenfall. Além de como a utilização de previsões de ondas de alta precisão pode potencializar a capacidade e trazer benefícios significativos para esse setor em expansão.

Do combustível fóssil à energia eólica

A Vattenfall, uma das principais empresas de energia renovável, está presente na maior parte do norte da Europa, com sede na Suécia. Fundada em 1909, a empresa vem trilhando um caminho de transição energética com um objetivo claro e alinhado com os compromissos do acordo de Paris: permitir uma vida livre de fósseis em uma geração.

Atualmente, a Vattenfall opera mais de 1.200 turbinas eólicas com uma capacidade instalada total de aproximadamente 4,4 GW em cinco países europeus.

O parque eólico offshore de Dan Tysk, localizado 70 km a oeste da ilha de Sylt e próximo à fronteira com a Dinamarca, é um dos primeiros grandes parques eólicos marinhos construídos no Mar do Norte alemão. É também o primeiro onde foi realizado um estudo de benefício com a inteligência climática do i4cast®.

Impacto das condições climáticas em parques eólicos offshore

Existem dois desafios operacionais principais relacionados às condições climáticas na gestão dos parques eólicos offshore.

1. Navegação até o parque, que pode estar a dezenas de quilômetros da costa.

2. Manutenção das turbinas, cuja distância entre elas varia em torno de 1000 metros.

Essas operações envolvem um alto custo com equipamentos, insumos e mão de obra especializada, além da segurança de ativos e, principalmente, das pessoas envolvidas.

No caso do parque eólico offshore de Dan Tysk, ondas com altura superior a 1,5 metros tornam arriscada a transferência de técnicos para a manutenção das turbinas usando embarcações de transferência de tripulação (CTV). Já embarcações maiores de operação de serviço (SOV) podem ser utilizadas com ondas de até 2,5 m.

Condições de onda no Mar do Norte

Entre 17 de dezembro de 2022 e 07 de fevereiro de 2023, sensores instalados em DanTysk registraram 639 ocorrências de ondas com altura maior do que 1,5 metros e 331 de ondas maiores do que 2,5 metros.

Esse resultado mostra que as operações estiveram restritas em 76% do tempo e em 39% do tempo analisado, as condições ambientais impossibilitaram as operações.

As ondas maiores que 2,5 metros ocorreram em 16 eventos contínuos, com duração máxima de 87 horas (3,6 dias) e mínima de 3 horas. Além da alta frequência de ondas altas, um evento extremo com ondas de até 7 metros de altura também foi registrado pelo sensor em meados de janeiro de 2023.

Previsão de onda no Mar do Norte

Durante esse período, o i4cast® previu 314 das 331 ocorrências de ondas com altura superior a 2,5 m registradas pelo sensor, com 6 horas de antecedência. A taxa de acerto ou acurácia para ondas maiores do que 2,5 metros foi de 87% para 6 horas de previsão e se manteve acima de 81% nas 24 horas de previsão.

Essa acurácia do i4cast® foi 15% maior do que a alcançada pela previsão global.

Quanto aos eventos contínuos, o i4cast® previu 14 dos 16 eventos reais, sendo 3 a mais do que a previsão global, com 6 horas de antecedência. Isso representa uma melhoria de quase 30% com relação à previsão global.

Portanto, o i4cast® foi capaz de prever uma maior quantidade de eventos e com mais precisão como exemplificado no recorte abaixo. O que traz benefícios significativos, como maior segurança, redução dos custos de operação das embarcações e uso eficiente dos recursos.

Benefícios similares também foram obtidos para o Porto do Açu, Santos Brasil e no Rio Reno.

Benefícios da inteligência climática para a gestão de parques eólicos offshore

Os parques eólicos offshore no Mar do Norte demandam um fluxo frequente de embarcações em uma região com condições ambientais intensas e, portanto, uma constante necessidade de tomadas de decisão com grande impacto na segurança das pessoas e uso dos recursos.

Ter acesso a informações precisas e em tempo real reunidas em uma plataforma intuitiva e personalizada para tomada de decisões diárias resulta em economia de tempo e recursos, além de aumentar a segurança e a eficiência das operações. Nas palavras de Simon Jury, especialista em previsão marinha na Vattenfall:

_Previsões de clima com resolução 'tradicional' nunca serão capazes de descrever completamente as variações de altura das ondas em um parque eólico offshore, devido às mudanças na batimetria, aos efeitos da infraestrutura do local e às complexidades das linhas costeiras.

O uso de um modelo de previsão hiperlocal leva isso em consideração e nos permite prever as condições em cada localização das turbinas, mostrando quais áreas do site são adequadas para operações e quais não são.

Além disso, quando combinado com observações de altura das ondas de 2 ou mais fontes, o modelo pode fornecer um mapa de altura das ondas em tempo quase real do lugar. Isso representa uma mudança significativa no desempenho das previsões, melhorando a segurança, reduzindo a necessidade de múltiplos sensores de ondas no site e diminuindo os custos de operação das embarcações. — Simon Jury, Especialista em Previsão Marinha, Vattenfall._

Isso vale tanto para a manutenção do parque eólico Dan Tysk da Vattenfall quanto para os muitos outros que estão por vir até 2050.

Para conhecer os benefícios do i4cast® na sua operação, solicite um trial.