Monopile eolico: in Norvegia soluzione offshore per profondità di 100 metri

Lo si sta ripetendo fino allo sfinimento, ormai lo sanno anche i muri: stiamo letteralmente spremendo il nostro pianeta, bisogna cambiare trend prima possibile. Uno dei primi settori da cui far partire questa svolta è indubbiamente quello energetico, tema di grande attualità in questo periodo. Le principali fonti energetiche attuali, petrolio e gas, sono decisamente inquinanti e poco eco-fiendly (sebbene il gas naturale possieda in questo senso un minimo vantaggio di ecosostenibilità rispetto al greggio).

Da qui, il ruolo sempre più importante delle cosiddette fonti energetiche rinnovabili, rappresentate da radiazioni solari, vento, biomasse, maree, correnti marine e precipitazioni atmosferiche.

In questo frangente ci concentriamo in particolar modo su una di queste, l’energia eolica. Sono sempre più frequenti campi eolici terrestri (ne abbiamo esempi in tutta Italia) e offshore in giro nel mondo. Proprio relativamente a questi ultimi, arriva dalla Norvegia una soluzione tecnica dalle interessanti implicazioni pratiche: il monopile eolico offshore.

Le tipologie di pale eoliche offshore

Prima di descrivere questa nuova soluzione, facciamo una piccola digressione per conoscere meglio il mondo dell’eolico offshore.

Le pale eoliche offshore sono costruite generalmente in mare od oceano aperto, ossia molto al largo delle coste terrestri. Salvo casi molto particolari, di solito un parco eolico offshore presenta un rendimento maggiore di uno terrestre per varie ragioni. In primis per l’entità delle azioni del vento, che in assenza di ostacoli risultano più stabili e di maggior entità. Poi, perché al largo è possibile realizzare strutture più grandi e performanti, essendo meno impattanti esteticamente ed acusticamente.

A seconda dell’ubicazione, le pale eoliche offshore presentano differenti sistemi fondazionali (strutture di collegamento con la sottostante piattaforma continentale). Per un parco eolico vicino alla costa o in zone di modeste profondità di fondale (laghi o fiordi) si preferiscono fondazioni dirette annegate nel substrato roccioso. Esempi di questo tipo di situazione sono le monopile, le GBS (Gravity Based Structures) e le tripodi/jacket (treppiedi o strutture reticolari metalliche tubolari).

Nel caso, invece, di parchi eolici offshore situati al largo, la soluzione preferita è quella di strutture galleggianti (cosiddette floating) ed ancorate al fondale marino od oceanico con cavi d’acciaio. Questa tipologia di pale eoliche a sua volta può essere declinata in vari modi a seconda del tipo di sottostruttura. Per fondali poco profondi si utilizza la tecnologia TLP (Tension Leg Platform), con sottostruttura zavorrata ancorata al fondo che tramite tiranti permette il galleggiamento della piattaforma. Per fondali mediamente profondi la miglior soluzione è quella di piattaforma a chiatta (barge platform), mentre se si arriva a fondali di notevole profondità si opta per una soluzione a boa (spar platform).

La novità della fondazione monopile profonda

Le protagoniste dell’innovazione sono le norvegesi Entrion Wind, società d’ingegneria specializzata in strutture offshore e Techano AS, impresa specializzata in tecnologie avanzate di movimentazione e sollevamento carichi. Queste hanno di recente firmato un protocollo d’intesa attraverso cui Techano AS si unirà al progetto di sviluppo e test in corso previsto a Kristiansand, in Norvegia per la tecnologia di fondazione eolica offshore in attesa di brevetto chiamata Fully Restrained Platform (FRP). Con questa soluzione si dovrebbe riuscire ad estendere la profondità operativa della tecnologia monopalo fino a 100 metri.

“Techano dà il benvenuto a Entrion Wind in un crescente gruppo di società tecnologiche offshore con sede a Kristiansand. Siamo entusiasti di lavorare con le prospettive del settore eolico offshore e nuove soluzioni tecnologiche innovative” (Nils Vidar Stray, CEO di Techano)

Secondo Entrion Wind, il concetto di monopalo FRP combina le tecnologie di piattaforma fissa e galleggiante per applicazioni fino a 100 metri di profondità del fondale. I componenti principali della fondazione comprendono un monopalo con un air-can in un unico pezzo, un pezzo di transizione con un anello di carico e un sistema di ormeggio che può essere sia del tipo teso con àncore a palo sia del tipo ad ormeggio teso con pali aspiranti.

La società ha condotto un primo concept per il monopalo FRP nel 2020. Il progetto ha considerato varie configurazioni di monopalo a profondità d’acqua da 40 fino a 100 metri. Tutti ospitanti una turbina da 10 MW del peso di 800 tonnellate in condizioni di tempesta estrema della regione dell’Atlantico centrale .

L’azienda sta attualmente conducendo, insieme ai suoi partner, uno studio di fattibilità a profondità d’acqua comprese tra 35 metri e 85 metri per un progetto effettivo al largo del Massachusetts.

I vantaggi di questa tecnologia

Come detto inizialmente, la tecnologia monopile è la principale soluzione di fondazione eolica offshore che fornisce energia a costi competitivi in ​​fondali profondi fino a 40 metri. Questa tecnica, rispetto alla floating, è molto meno onerosa a livello economico e di tempistiche di posa in opera per vari motivi. Primo fra tutti per il minor quantitativo di materiale impiegato. Continuando poi per la relativa semplicità esecutiva e per la possibilità di controllo e manutenzione più semplici da fare.

Realizzare una piattaforma tipo floating, infatti, è una vera sfida ingegneristica. Raggiungere profondità di migliaia di metri sotto il livello del mare per l’ancoraggio dei tiranti e/o dei cavi (spesso in condizioni proibitive) non è affatto impresa facile. Così come non è semplice assemblare la fondazione e gli enormi conci della struttura eolica.

​L’obiettivo di estendere la gamma della tecnologia monopile fino a 100 metri di profondità consentirebbe di ridurre significativamente i costi dell’eolico offshore tecnicamente ed economicamente. Se tecnicamente ci siamo già espressi, a livello economico bisogna specificare che attualmente l’eolico offshore è dominato da sviluppi fissi nearshore(su fondali meno profondi). La tecnologia monopile FRP offre l’opportunità di spostare la produzione eolica offshore fissa in acque più profonde, con notevole risparmio sull’economia globale in questo senso.

Sfruttare la tecnologia di fondazione fissa ridurrebbe il costo livellato dell’energia (LCOE) nelle acque più profonde. Inoltre colmerebbe il divario tra tecnologie fisse e galleggianti. Insomma, il mondo dell’eolico sembra pronto alla rivoluzione.