Vento offshore: Conversão de energia em uma única parada

Movimentação otimizada: Bravo Garajau de Fred Olsen Oceano. Imagem: Comunicado / Fred Olsen

Desafio da China: A presença do Switch na China inclui este site em Luan. Imagem Cortesia de Yaskawa's The Switch

Dupla utilização: um motor de imã permanente marinho do The Switch. Imagem Cortesia O Switch

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Com os Estados Unidos ea China prestes a iniciar seus respectivos acúmulos de energia eólica offshore, os operadores da rede perguntando-se sobre a eficiência de suas turbinas ou a conformidade das áreas de emissões de seus navios de serviço de vento serão aquecidos para saber que há alguém com quem possam conversar. O The Switch, da Yaskawa - uma empresa européia de tecnologia ambiental da gigante japonesa - está oferecendo um ponto único de compra de energia eólica. Como no transporte, você pode encomendar geradores de ímanes permanentes, conversores e conversores para as suas turbinas eólicas. Tome coração. A linguagem é a mesma.

O Switch da Yaskawa está bem posicionado para hibridizar embarcações ou ajudar a converter energia de turbinas eólicas. Nos EUA, eles construíram silenciosamente um negócio de US $ 500 milhões em unidades de baixa e média tensão, com algumas vendas de inversores solares ao lado.

Conhecida no Mar do Norte para geradores de ímanes permanentes e conversores de frequência para turbinas eólicas e propulsão marítima, a especialidade do Switch é onde o eixo do gerador encontra o eixo da hélice, com acionamentos eficientes para potências de 0,5 kW a 11 MW.

Suas máquinas de ímã permanente marinho podem ser usadas como geradores de gêneros ou motores, e as novas unidades vêm com configurações que são baixadas para um telefone celular e são o caminho de um armador para a hibridização movida a bateria. Quando Yaskawa comprou a empresa em 2018, isso fazia parte do fascínio da divisão de inversores de energia da Wartsila, agora chamada The Switch: o negócio adquirido oferecia escala, inversores de alta tensão, conhecimento do mercado marítimo e “tecnologia verde”. Quando adquirido, o Switch estava focado no fornecimento de acionamentos de turbinas eólicas e geradores de eixos marítimos quando a Wartsila o vendeu para a Yaskawa, que tinha geradores de menor capacidade e uma grande variedade de ofertas industriais, incluindo seus próprios acionamentos.

Inacreditavelmente, geradores de ímanes permanentes e conversores de frequência para turbinas eólicas e navios podem ser discutidos juntos, se você gosta de um ponto único de compras: “Em geral, a tecnologia é bastante similar. Mas nós personalizamos a tecnologia para a aplicação final específica ”, disse Ville Parpala, diretor de marketing de produtos da The Switch, que não se importou em nos atender.

“Alguns requisitos são diferentes para marinho. Por exemplo, existem diferenças para o sistema de refrigeração. Aplicações marítimas podem usar água doce, por exemplo, mas o vento precisa de soluções de ciclo fechado. A velocidade do gerador também é diferente, e mais redundância é necessária em aplicações marítimas ”, diz ele, não importando que estamos comparando as enormes turbinas eólicas ao transporte por meio do vento.

Uma discussão semelhante
“Existem também diferentes regulamentações, como as classificações estritas para a marinha. Mas no final, marinhos e ventos são muito parecidos. No vento, o objetivo é colocar tanta eletricidade de qualidade na rede (quanto possível). Na marinha, o objetivo é reduzir os custos operacionais e o consumo de combustível ”.
Deixando de lado as semelhanças, o momento em que a empresa estende seu alcance global é perfeito neste momento de alvorada da expansão eólica offshore dos EUA - e, ao que parece, chinesa. Segundo algumas estimativas, a indústria eólica offshore dos EUA, ainda em fase de planejamento e aquisição, é um mercado de US $ 70 bilhões à espera. Segundo o World Watch Institute, a China espera ter 40% de energia eólica até 2050.

A Yaskawa Environmental Energy, da qual The Switch faz parte, é a combinação de uma gigante da robótica, principalmente gigante industrial de baixa voltagem, com uma empresa de energia marítima de alta voltagem que já entregou conversores para mais de 6.000 turbinas eólicas somente na China. A nova empresa Yaskawa também começou a reequipar parte da frota offshore norueguesa com acionamentos elétricos de vários megawatts, ao mesmo tempo em que também montou as primeiras embarcações de serviço pesado em alto mar.

Com a mudança mundial para a instalação de turbinas eólicas maiores, uma importante consideração de parques eólicos e transportadores eólicos nos EUA e na China. O Switch - com suas máquinas e conversores PM variando para aplicações de 500 kW a 8,0 MW - e a linha de conversores de média tensão da Yaskawa atende a esse desafio de escala.
Saídas ótimas: um gerador de ímã permanente de turbina eólica no The Switch em Deyang. Imagem Cortesia de Yaskawa's The Switch
Escala marinhaNo primeiro encontro com grandes turbinas offshore fora da costa leste dos EUA, o local de 15.000 embarcações de instalação de vento de Fred Olsen Wind Carrier instalação de vento bravo Tern jack-up fácil manuseio e instalação de turbinas foi uma visão decepcionante para aqueles que tinham visto o primeiros conjuntos de turbinas com vasos menores. Essas primeiras instalações foram ousadas, dado o tamanho dos vasos usados.
“Na vida marinha, a vida das pessoas depende do que você faz”, disse Parpala. “No vento, as pessoas confiam na qualidade do que você entrega. Em um mundo altamente elétrico, é importante ter alta confiabilidade em todos os momentos. ”

Acontece que o pioneiro navio Fred Olsen - agora no trabalho no Reino Unido - foi equipado pela The Switch. Além de suas amplas especificações e guindastes, o Brave Tern emprega um posicionamento dinâmico que permite que as embarcações trabalhem em torno das turbinas eólicas enquanto não estiverem ancoradas.
Em 2012 e 2013, o The Switch entregou os acionamentos para as máquinas de propulsão da Brave Tern e da Bold Tern. Durante a construção pelo estaleiro Lamprell em Dubai, os três motores que vieram de outro fornecedor foram aumentados com a entrega do Switch de três propulsores de 3.800 kW; três propulsores de túnel de 2.700 kW e, como se entende, um hub de CC para cada embarcação.

As futuras embarcações de serviço de vento parecem preparadas para enfrentar uma quantidade crescente de escrutínio ambiental e podem esperar que um dia tenha que operar como híbridos. Os novos jogadores de vento são frequentemente gerentes de redes nacionais envolvidos no vento precisamente pela pegada ecológica. Até mesmo jogadores estabelecidos com raízes no petróleo, como a Equinor, são conhecidos por insistir na energia mais ecológica de seus fornecedores marítimos.

“Nossas unidades combinam muito bem com as embarcações de instalação de turbinas”, disse Parpala, explicando que a tripulação especializada que transporta embarcações é geralmente pequena demais para a classe de equipamentos de vários megawatts da empresa.

“Geralmente, temos uma boa correspondência sempre que o posicionamento dinâmico é necessário. Nossos acionamentos e conversores elétricos são ideais para qualquer embarcação híbrida, especialmente quando eles têm DP2 ou DP3, o que é importante para as embarcações de suprimento de vento. Nossos produtos de acionamento já são projetados e entregues para isso.
"Os benefícios de usar nosso DC-Hub e EBLs (Electronic Bus Link), bem como nossas unidades de energia, é que você pode usar baterias para maior capacidade de elevação", diz ele, sugerindo novamente que futuros elevadores de turbinas mais pesados podem precisar dessa flexibilidade .

Gigante do Mar do Norte
A embarcação de construção submarina da North Sea Shipping Company, North Sea Giant (construída em 2011), é uma referência de retrofit da Yaskawa que recentemente chegou às manchetes por sofrer uma conversão que lhe daria o tipo de confiabilidade de desempenho e eficiência de energia que as embarcações de serviço de vento precisarão.

Quando visitamos Haugesund, o gigante do Mar do Norte de 18.000 GT estava testando marinhas com EBLs instaladas após passar por um retrofit para seus motores de seis, 5 MW, seu DP3 com acionamento de velocidade variável e três sistemas de hibridação a bordo que podem fornecer potência total de navio em um motor, se necessário.

Como qualquer navio de instalação de turbinas eólicas offshore ou camada de cabos, o gigante precisava de redundância. Regras de gerenciamento de energia mais rígidas exigiam eficiência, por isso os três hubs DC e EBLs instalados para loops de bateria. Um gerador auxiliar adicionou a velocidade variável. "É um gamechanger para rodar em um único motor (ou DP 3 apenas)", disse Cato Espero, diretor de vendas da Wärtsilä para a Escandinávia. Ele acrescenta que o gigante do Mar do Norte cortará dois milhões de litros por ano de custos de combustível para seus proprietários, cerca de 2.000 carros por ano. Seus seis motores podem funcionar como três e suas três baterias são semelhantes às do navio de sustentação de vento Fred Olsen. “Um interruptor de barramento elétrico para sua embarcação reduz o custo das operações e do combustível em 50% e permite que seus três sistemas híbridos diferentes funcionem como um só”.

Na Noruega, é claro, o governo oferece fundos para conversões de energia mais ecológica, e assim os proprietários não pagam o custo total. É uma iniciativa nacional e “os armadores dizem que os navios devem ser fáceis de converter em combustível novo”, disse Parpala.

Oferta na China
Enquanto todos os clientes atuais do The Switch para conversões de tração são noruegueses, os clientes que compram os conversores da empresa para turbinas eólicas são em grande parte chineses e dinamarqueses. Suas fábricas chinesas produzem componentes para as turbinas eólicas terrestres chinesas. A esperança é também fazer com que eles comprem drives para navios de serviço eólico e turbinas eólicas offshore.

“Os chineses se apressam em adotar novas tecnologias”, afirma Parpala, um sinal confiante para aumentar a cadeia de valor da energia eólica chinesa. “Desde o início de nossa empresa em 2006, entregamos 6.000 conversores na China para turbinas terrestres. Um de nossos principais clientes chineses também tem nossos conversores offshore ”, diz ele, acrescentando,“ mas ainda não produzimos nenhum equipamento para a indústria naval ”.

O Switch tinha fabricação local em vários locais na China antes que o equipamento fosse adquirido pela Yaskawa. Em Hangzhou, as pessoas da The Switch trabalham com a fabricante terceirizada e fornecedora de sistemas da Finlândia, Scanfil, onde produzem conversores de energia total para energia eólica. Uma fábrica em Lu'an faz componentes de conversores. Pequim e Hong Kong abrigam os escritórios de suporte a vendas e pós-vendas da Switch.

Perguntado se parques eólicos flutuantes como HyWind representam um desafio diferente, Parpala diz: “De um modo geral, não importa se (eles) são fundações flutuantes ou fixas, não há muita diferença quando se trata do projeto do gerador. Alguns de nossos clientes têm projetos flutuantes ”.