Challenges and opportunities of offshore wind generation

Over the past decade, wind power has experienced a sustained and rapid global development. Because of the constant need of renewable sources of energy, the demand of wind turbine, both in the onshore and offshore sectors, has increased. Among the renewable sources (biomass, hydropower, solar, wind wave, tidal, etc.), wind energy is projected to have the highest share of electricity generation by 2030 becoming one of the most promising market of renewable energies. Some recent reports suggests that by 2050, offshore wind energy could exceed the total onshore wind energy capacity. Achieving this goal require turbines with rated power capacities that are larger than those of the existing turbines to be installed in deeper waters and far away from the shore. The major producing companies of wind turbines have announced the realization of 10-12 MW class of offshore wind turbines, one main objectives of this class of turbines is to reduce the number of turbine units in an offshore farm and making this market more competitive. Even though the increasing of the size of the turbines poses major challenges and risks during the design of these machines, expecially the generator with its superconductive characteristics to be choosen between HTS or LTS, the thermal behavior and the cooling system to be adopted for it. Another challenge is represented by the connection to the grid of these XL machines along side with the type of foundation to use for assembly and installation phases and whether or not these wind turbines turns to be economically convenient or not.

Negli ultimi dieci anni, l'energia eolica ha subito un importante e rapido sviluppo globale. Per effetto del costante bisogno di fonti energetiche rinnovabili, la domanda di turbine eoliche, sia nel settore onshore che offshore, è aumentata Tra le fonti rinnovabili (biomassa, energia idroelettrica, solare, onda eolica, maree, ecc.), Si prevede che l'energia eolica avrà la quota più elevata di produzione di elettricità entro il 2030, diventando uno dei mercati più promettenti delle energie rinnovabili. Alcuni rapporti recenti suggeriscono che entro il 2050 l'energia eolica in mare potrebbe superare la capacità totale di energia eolica sulla terra ferma. Per raggiungere questo obiettivo è necessario installare turbine in acque più profonde e lontane dalla costa e turbine con capacità di potenza maggiori di quelle esistenti. Le principali aziende produttrici di turbine eoliche hanno annunciato la realizzazione di turbine eoliche offshore con una potenza dai 10 ai 12 MW, uno degli obiettivi principali di queste turbine è di ridurne il numero nei parchi eolici offshore e rendere questo mercato più competitivo. Sebbene l'aumento delle dimensioni delle turbine pone grandi sfide e rischi durante la progettazione di queste macchine, in particolare il generatore con le sue caratteristiche superconduttive da scegliere tra materia HTS o LTS, il comportamento termico e il sistema di raffreddamento da adottare per esso. Un'altra sfida è rappresentata dalla connessione alla rete di queste grosse macchine insieme al tipo di fondali da utilizzare per le fasi di assemblaggio e installazione e dal fatto se queste turbine eoliche possano essere economicamente convenienti o meno.