superiores da Administração Pública para as energias renováveis oceânicas , Lisboa; Frank Neumann

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1 Formação dos dirigentes e quadros superiores da Administração Pública para as energias renováveis oceânicas MÓDULO I I I

2 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques Tipos de dispositivos de energia eólica offshore Tecnologias específicas de eólica offshore e parques Actividades de instalação e desmantelamento Timing, ligações à rede offshore e visibilidade

3 Tipos de dispositivos de energia das ondas

4 Variedade tecnológica dos dispositivos e classificação Característica principal: não há características uniformes (ainda) OWC (CAO) Corpos oscilantes Galgamento Foto: Ocean Energy Fonte : Pelamis Fonte: Wavedragon Foto: CEO / PelamisWave Foto: OPT

5 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore

6 Exemplo para tecnologia near-shore: : WaveRoller Peniche Protótipo a a instalar em 2011; eventualmente seguido de parques, na linha batimétrica de ~10-15m. Potência 3*~100kW Asas: C~12m+; A~8m Fundação emergível: ~ 40m x 15m

7 CAO Pico Exemplo típico de tecnologias onshore Central de 400 kw do tipo coluna de água oscilante ; 144m 2 área em local preferencial; Turbina de ar movida pela flutuação de pressão na câmara pneumática; pouca mecânica; Centrais flutuantes com esta tecnologia terão dimensões semelhantes

8 Quebra-mar Foz Douro OWC (EDP, Parceiros Portugueses) 2 câmaras pneumáticas; 3*250kW Módulos de eixo vertical Válvula de alívio Não realizado.... Um exemplo da importância das autoridades

9 CAOs ideal para integração em obras costeiras! Estruturas de multi-funções (100m+ x 20-30m): - Central electroprodutora - Protecção porto ou abrigo embarcações pesca/lazer - Subestação, armazém - Efeitos na erosão costeira -... Beach OWC: kw Duct to shore substation OWC: kw Beach Fishing / recreational boat shelter / docking area workshop and storage OWC: kw OWC or other use Beach OWC: kw Protected (and monitored) inbound cable collector Water depth 10m Structure up to approx. 10m above MSL Wave chamber dimensions 15m * 15m Overall breakwater length m Structural width (perpendicularto shore) 20 25m Overall height of OWC caissons 20m collector Structural width (perpendicular to shore) 20 25m Subsea cables to device / farm nodes (Artist s impression from Voith Hydro Wavegen)

10 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques

11 Exemplo do Passado : Central Piloto AWS (Aguçadoura, 2004) Totalmente submersa Pontão de 48*28m (mob/demob) Gerador linear (geração directa) Gerador linear 2 MW Conceito foi abandonado pela nova empresa; desenvolvimento de raiz

12 OPT Powerbuoy 2 Protótipos nos EUA (2006+), 1 em Espanha (40kW) Bóias de 150kW (passo actual, Orkney), e no futuro 500kW Movido por fluido e motor hidráulico (ou alternativas) Visão de parques de 100MW+ (200 dispositivos) Foto: OPT Foto: OPT Foto: OPT Espaçamento ~100m (?)

13 Wavebob (instalação em Portugal uma das opções Generg) Central Piloto à escala 1:4 na Irlanda Protótipo de 1.2MW e demonstração em Portugal ou Irlanda Profundidade > 75 m; diâmetro ~14 m; ~40m altura Movido por fluido e motor hidráulico (ou alternativas) Componentes: Estrutura em aço (pode ser em betão) php/wave-energy/wavebob-device

14 CAO flutuante OEBuoy (Tecnologia Irlandesa); escala 1:4 Sistema de amarrações chave de sucesso Kymaner (Portugal) desenvolve dispositivo próprio KYMANOS device Oebuoy (Galway Bay, Ireland) Courtesy: Kymaner

15 Pelamis Em 2008, 3 máquinas testadas na Aguçadoura; potência 750kW Actualmente em teste nova geração (P2) no EMEC/Orkney, RU Movido por fluido e motor hidráulico (ou alternativas) Profundidades m; dimensões: C=150m, Diâmetro 3m Componentes: estruturas cilíndricas em aço (4 segmentos com 3 módulos PTO) Projecto de teste foi encarado/promovido como projecto comercial... credibilidade do sector sofreu. EDP adquiriu cabo e local

16 Visão de parques futuros de Pelamis Todas as imagens são propriedade da Pelamis Wave Power Ltd

17 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques Tipos de dispositivos de energia eólica offshore

18 Energia eólica: outras dimensões

19 Estado de arte - fundações Desenvolvimento em massa: água pouco profunda ( 25m) estaca/gravidade Alternativas (tripé, treliça): até ~50m; O futuro: subestruturas flutuantes (?) m? 1 Source: NREL Substructure Cos st Monopiles Gravity Foundations Floating Structures Tripods, Jackets, Trusses typico existe 0 Shallow Water Technology Transitional Technology Deep Water Technology Water Depth (meters) MW 5 MW Source: NREL

20 Tecnologia eólico deep offshore conceitos Princípio de conversão de energia estabilizado Turbina (adaptada) eólica de eixo horizontal com 3 pás Diferenças ao nível das fundações Conceitos existentes de eólica deep offshore Hywind Sway Wectop WindSea Wind Float

21 Opções para subestruturas flutuantes

22 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques Tipos de dispositivos de energia eólica offshore Tecnologias específicas de eólica offshore e parques

23 Versões flutuantes no mercado nos próximos anos (< 2015?) Blue H (80kW em Brindisi/Itália); 2MW em desenvolvimento d>40m, Turbina dedicada de 2 pás, piloto desde d 2007 Source: BlueH group Source: Statoil Hd Hydro Hywind (Statoil Hydro): d>100m, turbinas Siemens, protótipo 2009 SWAY: d>80m, turbina inclinada, downwind, protótipo 2011 (?) Desenvolvimentos do MIT; Double Taut Leg Outros: Ventotec, Dutch Tri-Floater, WindSea (early stage), PrinciplePower

24 Windfloat Fase 1 protótipo 2MW Localidade: Aguçadoura, Póvoa de Varzim, conectado à rede ~5 km da costa, m profundidade Turbina: 2MW turbina eólica offshore Período dos testes: pelo menos 12 meses (arranque em 2011?)

25 Configurações dos parques clássicos

26 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques Tipos de dispositivos de energia eólica offshore Tecnologias específicas de eólica offshore e parques Actividades de instalação e desmantelamento

27 (Raro) exemplo de instalação: central piloto AWS 2MW Processo de submersão, Maio

28 Instalação e manutenção de parques eólicos offshore Friends of Supergrid Desenvolvimento em massa: água pouco profunda ( 25m) monopile/gravidade

29 Tópicos Tipos de dispositivos de energia das ondas Tecnologias específicas das ondas on/nearshore Tecnologias específicas de ondas offshore e parques Tipos de dispositivos de energia eólica offshore Tecnologias específicas de eólica offshore e parques Actividades de instalação e desmantelamento Timing, ligações à rede offshore e visibilidade

30 Escala de tempo de parques eólicos offshore

31 Ligação à Rede Parques operam tipicamente com 33KV AC e estação offshore Cabos HVAC (3 condutores ou 3x1) ou HVDC (Thyristor ou IGBT) Características físicas dos cabos (flexibilidade) limitam potência HVAC até 245kV/250kVA (3 condutores); 420kV/1200kVA (3x1 condutor) HVDC até 400kV/800MW (bipolar, concêntrico); 800MW (2 cabos) A partir de 120km de distância, HVDC torna-se mais económico (recentemente menos)

32 Ligação à Rede

33 Impactes ambientais central Piloto AWS 2 MW Não foram monitorizados os impactes ambientais, devido à curta realização de testes mas observou-se: se: Mariscos e pequenos peixes atraídos pela estrutura Golfinhos à volta da estrutura Não olhar só para os impactes negativos!!! (picture taken from test vessel Coastal Worker during test period)

34 Impacte visual de dispositivos de energia das ondas Vista de um parque de 10 Powerbuoy numa distância de 4km da praia

35 Impacte visual de parques eólicos offshore Simulações ajudam a avaliar impacte visual (exigido pelas autoridades) Visibilidade frequentemente perturbada pela névoa (evaporação de superfície) Luzes de identificação projectadas para serem invisíveis acima dos 16km de distância Parque a 13 km da costa visível ~ 20% do ano (30 km ~10%) 28km Visibilidade ideal

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