Projecto FLOW 14 MAI 2010

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1 Projecto FLOW 14 MAI 2010

2 Projecto FLOW GERAÇÃO DO CONCEITO 1. (2004) A Martifer cria uma equipa multidisciplinar, para o desenvolvimento da sua própria tecnologia. 2. Caracterização do estado da arte e avaliação do recurso 4. Conceitos iniciais Conceitos iniciais SAMPLE TEXT TO LINES 3. Brainstorming 4. Testes no tanque de ondas da Martifer. Esboços de conceitos Tanque de ondas regulares da Martifer Escalas: 1:35 1:5 Características do tanque de ondas: - 12x2x1,5 m Profundidade da água: 1m (ondas regulares) 2

3 Projecto FLOW GERAÇÃO DO CONCEITO A modelação numérica preliminar foi feita em colaboração com instituições de renome nacional na área da energia das ondas, tais como: IST, LNEG com o intuito de estimar a eficiência da máquina. Através dos vários conceitos apresentados foi seleccionado o que apresentava maior potencial. Pot. Absorvida [W] 10 x L.captura [m] Apl=8 Hpl=1 Apl=16 Hpl= w [rad/s] w [rad/s] CONCEITO ESCOLHIDO OPTIMIZAÇÃO DA MODELAÇÃO NUMÉRICA (Domínio da frequência e do tempo) 3

4 Projecto FLOW GERAÇÃO DO CONCEITO Power (kw) Spring 2 SAMPLE TEXT F3 Break TO LINES SS Period (s) GEOMETRIA OPTIMIZADA TESTES NO TANQUE DA MARTIFER (ESCALA: 1:40; ondas regulares) 4

5 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA Testes com ondas irregulares: geração de energia, esforços, e situações extremas SAMPLE TEXT TO LINES TESTES DE OPERAÇÃO ( ESCALA 1:25) Ondas regulares e irregulares com o PTO (Sistema hidráulico) TESTES DE SUBREVIVÊNCIA (ESCALA 1:45) Ondas Irregulares extremas 5

6 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA O FLOW está a ser desenvolvido recorrendo, sempre que possível, a componentes standard. Empresas consultadas: Sendo uma nova tecnologia, alguns componentes tiveram que ser desenvolvidos especialmente para satisfazer as necessidades de funcionamento deste dispositivo. Equipamento para a Geração Eléctrica: - EFACEC e WEG. Equipamento hidráulico: - Parker, Bosch Rexroth, Fluid House e Hydac. Componentes para o sistema de amarração e instalação: -Briggs Marine, FirstSubsea e Quintas&Quintas. Cabo submarino e conectores: -Oceaneering, Macartney e Vectogrey. Alguns desses exemplos: Modelação hidrodinâmica feita com a colaboração do LNEG\INETI e do IST. Sistema de amarração desenvolvido em colaboração com o Departamento de arquitectura Naval e Engenharia Marítima do IST. Desenvolvimento da Chumaceira com a colaboração do INEGI. Desenvolvimento Estrutural feito pela Martifer e analisado através do FCTUC, através do método de elementos finitos. it As cargas e verificações analíticas foram estudadas em colaboração com o IST. 6

7 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA Sistema de amarração e instalação offshore: Estudo de Flutuabilidade (Definição de Lastro) Processo de Lastragem Análise de Estabilidade d e integridade id d SAMPLE TEXT TO LINES Buoy to suspend the polyester 95mm chain with 80m length connection polyester - chain Cálculos dos danos de instabilidade Desenvolvimento do sistema de amarração Processo de reboque Outros: Desenvolvimento do sistema mecânico Desenvolvimento do sistema de geração de energia Desenvolvimento de sistemas complementares ao funcionamento do dispositivo connection polyester - chain 2 x polyester rope 168mm with 280m length 95mm chain with 20m length 7

8 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA: ESTRUTURA Quantificação de esforços: - Testes à escala - Mod. Hidrodin. Análise da estrutura usando o método SAMPLE dos TEXT elementos finitos (FEM): TO LINES - Ultimate limit state - Análise de detalhes - Fadiga Projecto (DNV - Normas Offshore) 8

9 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA: PUBLICAÇÕES CIENTIFICAS Publicações científicas resultantes das actividades I&D: OMAE (2008) Frequency and Time-Domain models for a two-body wave power device that extracts energy from sea waves by relative pitch (Martifer Energia/INETI). OMAE (2008) Analysis of Wave Drift forces on a floating wave energy converter. (Martifer Energia/UETN, IST). ICOE 2008 Calculation of maximum pressure distributions for structural design of a floating wave energy converter (Martifer Energia/ UETN, IST). XI Jornadas Técnicas de Engenharia Naval I.S.T (11/2008), Projecto de um Sistema de Amarração Híbrido para o Conversor de Energia das Ondas da Martifer Energia Marine 2009 Numerical analysis of welding methods of stiffened panels under compression (Martifer Energia/ CEMUC, FCTUC (Univ. Coimbra)). EWTEC 2009 Experimental methods for Power Take-off (PTO) simulation of a Wave Energy Converter, Martifer Energia Submitted: ICOE 2010 Assessment of energy production potential of FLOW Offshore WEC, Martifer Energia 9

10 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA: PROPRIEDADE INTELECTUAL Patentes relacionadas com o dispositivo FLOW: Recorrente Nível Nacional Data de Publicação Número Titulo Figura Sistema De Conversão/Inversão De Energia MARTIFER ENERGIA, Equipamentos para Energia, S.A. PCT/PT2006/0000 (WO 2006/118482) Energy Internacional Conversion/Inversion System Nacional Estruturas Articuladas De Recuperação Energética Nacional Dispositivo Para Extracção Da Energia Das Ondas Internacional PCT/PT2009 9/ (WO 2009/088311) Device For Wave Energy Extraction 10

11 Projecto FLOW CARACTERIZAÇÃO DO LOCAL DE INSTALAÇÃO Caracterização do local na zona piloto Caracterização do fundo oceânico: GIS Batimetria Caracterização geofísica SAMPLE TEXT TO LINES Parâmetros ambientais Estudo do impacto ambiental Plano de monitorização Avaliação dos recursos: Instalação da bóia oceanográfica Dados do local: Ondas: altura, período e direcção Temperatura à superfície Estudo do assinalamento marítimo 11

12 Projecto FLOW TECNOLOGIA FLOW PARAA CONVERSÃO DA ENERGIA DAS ONDAS Dispositivo flutuante para instalação offshore Tipo: atenuador. Composto por dois corpos articulados parcialmente submersos Equipamento de geração no interior do cilindro central Principio de funcionamento simples Processo de instalação simples Robusto Banda larga de frequências Períodos de ressonância ajustáveis ao local de instalação. 12

13 Projecto FLOW TECNOLOGIA FLOW: PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 1. O primeiro corpo (com a forquilha) interage com a frente da onda, causando rotação relativa. 2. Conversão do movimento em energia eléctrica através de um sistema electro- hidraúlico. 3. Geometria optimizada para maximizar a eficiência do dispositivo. 4. Dispositivo com os períodos de ressonância ajustados à gama de períodos de agitação marítima mais frequentes no local de instalação 13

14 Projecto FLOW TECNOLOGIA FLOW: CARACTERISTICAS Dispositivo offshore (Profundidade: m) Tipo de conversor: atenuador Potência Nominal: 1.2 (a 1.7) MW Sistema de extracção de energia: electro- hidraúlico Dimensões: 75 X 24 X17m Vida de projecto: 25 anos Estimativa de Tp (s) Potência gerada* (kw) [7-9[ [9-11[ [11-13[ [13-15[ [15-17[ [ [ [ [ Hs (m) [ [ [ [ [ [ [ [ Estimativa de produção de energia: 2 4** GWh/ano. * Estimativa com base nos dados experimentais. ** Dependendo do recurso no local de instalação. 14

15 Projecto FLOW AQUISIÇÃO DA NAVALRIA : Aquisição da Navalria para asseguras os meios próprios de construção do FLOW. Estaleiro com mais de 30 anos de experiência na Indústria Naval NAVALRIA está a investir nas suas infra-estruturas de forma estar apta a: Construção Reparação Desmantelamento Construção de equipamentos offshore 15

16 NAVALRIA INFRASTRUTURAS Doca Seca Doca Flutuante Carreira Elevação de embarcações Comprimento (m) Boca (m) Calado (m) 6,5 4,2 5 4,6 16

17 Projecto FLOW FABRICO Know-how do grupo MARTIFER: Desenvolvimento e construção de estruturas e componentes metálicos Construção e manutenção de parques de energia eólica e solar Actividades de O&M Desenvolvimento do projecto FLOW : A pensar na sua construção. Optimização i do custo do processo. Construção por blocos que, caso necessário poderão ser construídos em diferentes locais de forma a acelerar o processo de construção 17

18 Projecto FLOW CERTIFICAÇÃO Certificação: verificação de acordo com normas reconhecidas internacionalmente Objectivo: verificar que os requisitos mais rel evantes são executados, observados e mantidos Uma boa forma para: Obter uma verificação independente Providenciar i evidências i para financeirosi s, seguradores, e o público (desempenho do dispositivo, segurança, disponibilidade, confiança, integridade e impacto ambiental) Ter acesso a know-how relevante DNV: Principal Fornecedor Internacional de serviços para gestão de risco relacionada com actividades de navegação, Oil & Gas, Energias Renováv eis, entre outros Fornecedor de Serviços: Certificação de conversores de energia das ondas e marés 18

19 Projecto FLOW CERTIFICAÇÃO DNV-OSS-312: Certification of Tidal and Wave Energy Converters (Certificação de conversores de energia das ondas e marés): Tecnologia demonstrada: certificação tradicio onal (uso do códigos e normas) Novas Tecnologias (ou tecnologias demonstradas aplicadas de uma forma diferente): Processo de Qualificação (usado com sucesso no desenvolvimento equipamento para a industria Oil & Gas) Concepção e Planeamento Produção e Teste do Protótipo Teste Piloto, Análise dos Resultados e Revisão da Concepção Revisão da Concepção, Instalação e Testes Fase de Concepção Emissão da Declaração de Praticabilidade Emissão da Declaração de Aptidão para o Serviço Emissão do Certificado de Protótipo DNV Teste, fabrico e instalação Fase de Verificação Revisão dos Resultados do Protótipo e revisão do projecto Emissão do Certificado do Tipo B da DNV Certificado de Projecto DNV Revisão aspectos específicos da Instalação e do local 19

20 Projecto FLOW LICENSIAMENTO Requisitos do licenciamento - Construção Certificação DNV IPTM Capitania - Questões logísticas (transporte do dispositivo a partir do estaleiro até à zona de instalação, autorizações de entrada e saída em porto) Capitania - Acesso à zona piloto Licença de Utilização Licença de Exploração Licença n.º 47/2010 emitida pelo ARH- C (01/2010): Instalação do dispositivo e infra-estruturas necessárias. Gestão da Zona Piloto 20

21 Projecto FLOW DESENVOLVIMENTO DO PROD DUTO Oportunidades de redução de custo e desenvolvimento da tecnologia: Aprendizagem com o primeiro protótipo: Protótipo com todos os sistemas instrumentados de forma a permitir a recolha de dados para a optimização da versão seguinte Simplificação dos sistemas Alterações ao conceito com base nos dados reais (construção, materiais, ) Aprendizagem com a experiencia: Desenvolvimento e optimização contínuos Economias de escala Aprendizagens com a construção, instalação e O&M 21

22 Projecto FLOW MERCADOS E ANÁLISE SWOT Potenciais Mercados : Locais com recurso significativo: Costa oeste da Europa Costas noroeste dos EUA Costas sudoeste da América do Sul, África do Sul, Austrália e Nova Zelânida Durante o desenvolvimento da tecnologia: Países com incentivos mais atractivos (Portugal, Reino Unido, ) Potenciais Clientes : Utilities Empresas e investidores interessados em explorar as várias oportunidades de negócio relacionadas com as energias renováveis do os oceanos. Tecnologia desenvolvida: restantes localizações com interesse nas energias renováveis e nas vantagens da energia das ondas 22

23 Projecto FLOW MERCADOS E ANÁLISE SWOT PONTOS FORTES Principio simples de operação Eficiência hidrodinâmica Robustez Banda larga de frequências PONTOS FRACOS Inexistência de resultados a partir de testes à escala real Necessidades do CapEx Restrição nas operações de Manutenção Custo de instalação Susceptível de optimização Desenvolvido a pensar na sua construção Incentivos Potenciais mercados recurso Densidade do recurso Mercado por explorar OPORTUNIDADES Previsibilidade dos recursos Variabilidade sazonal do recurso Dificuldades Financeiras AMEAÇAS Falta de confiança na Energia das Ondas Elevado número de tecnologias em desenvolvimento Preço das outras energias renováveis Indefinição da zona piloto Disponibilidade continua Zona Piloto 23

24 Projecto FLOW INFORMAÇÃO FINANCEIRA CapEx e necessidades de capital: Investimento total do projecto FLOW é 21,6 M Até a data o investimento em I&D realizado é24m 2,4 (cerca de 1,2 M em aço para a construção do protótipo já adquirido) Fundos necessários Para o financiamento do FLOW já se encontram assegurados cerca de 6,2M Os resultados da venda de energia poderão contribuir para reduzir as necessidades de financiamento em 820 k (considerando a po ossibilidade de ligação à rede) Assim sendo, os objectivos para o financiamento necessário para o desenvolvimento do projecto FLOW podem ser resumidos na tabela seguinte: Fases Investimento Período Incentivos Self-financing Fundo necessário Fase de I&D (Investimento já efectuado) 1,2 M Antes ,2 M Fase de construção 10,1 M ,6 M 5,5 M Fase de instalação 5,1 M ,9 M 4,2 M Fase de Testes, operação e manutenção 5,2 M ,7 M 820 k 3,65 M Total 21,6 M 6,2 M 820 k 14,6 M 24

25 Projecto FLOW CONCLUSÕES

26 Projecto FLOW CONCLUSÕES Ponto de situação e próximos passos Processo de certificação: Projecto, Construção, I&D Desenv. protótipo Teste e construçãp Testes em mar Revisão Produção do do modelo (s) projecto (series 0) 1ª Máquina (s) Comercial Demonstração do conceito (e optimização) ( Estimado: anos) Tecnologia Á procura de parceiros para partilhar riscos e comercial proveitos \ financiar o projecto (Certificação DNV) 26

27 CONTACTOS João Cardoso International Business Developer Nuno Cardoso R&D Marc Hadden R&D Director Martifer Energia, S.A. Zona Industrial, Apartado Oliveira de Frades Portugal Tel: Fax:

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