EM PORTUGAL. As Energias do Presente e do Futuro. Situação, objectivo e desafios. Lisboa, 21 de Novembro de Álvaro Rodrigues

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1 As Energias do Presente e do Futuro Lisboa, 21 de Novembro de 2005 ENERGIA EÓLICA E EM PORTUGAL Situação, objectivo e desafios Álvaro Rodrigues Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Instituto de As Engenharia Energias do Presente Mecânica e do e Futuro Gestão Lisboa, Industrial Nov05

2 Sumário. ENQUADRAMENTO. RENOVÁVEIS E ELECTRICIDADE. OBJECTIVOS NACIONAIS. TEMAS RECORRENTES. PROBLEMAS NOVOS. CONCLUSÃO

3 Enquadramento (Convenção Quadro NU Alterações Climáticas) Actividade humana Gases c/efeito de estufa Aquecimento global Alterações climáticas Ratificação 2002 Limitações emissão de GEE [ ] / 1990 Acordos Marraquexe Adopção política do PQ Quioto 1997 Proposta de protocolo IPCC, º relatório IPCC, º relatório UNF CCC 1992 IPCC, º relatório

4 Electricidade Directiva UE para as renováveis Directiva Comunitária 2001/77/CE Promoção da electricidade gerada a partir de fontes renováveis Para cumprir o objectivo de satisfazer, em 2008/2012, 12 % do consumo de energia a partir de fontes renováveis, no sector eléctrico deverá atingir-se uma taxa de penetração de 22,1 % dessas fontes. Portugal O consumo total de electricidade deverá incorporar, em 2010, 39 % de base renovável.

5 Fontes Renováveis de Energia (alternativas?) SOLAR TÉRMICA EÓLICA FOTOVOLTAICA ONDAS HÍDRICA BIOMASSA MARÉS GEOTÉRMICA RESÍDUOS

6 Renováveis e electricidade Solar Hídrica Ondas Eólica OTEC Ar atmosf. Radiação Biomassa Geotermia Marés Fis. Nuclear Fus. Nuclear Energia Eléctrica Gerador Motor Turbina Energia Mecânica Energia Térmica Combustão Energia Química Fricção

7 Energia Eólica crescimento anual Europa Mundo Capacidade [GW]

8 Energia Eólica nova capacidade nova capacidade capacidade acumulada Espanha Alemanha Ásia America do Norte Australia+Pacífico Reino Unido Portugal Itália Holanda Áustria África Outros MW

9 Energia Eólica Portugal (Dez04) PARQUES EÓLICOS EM PORTUGAL CONTINENTE Ligados Em construção TOTAL MW Turbinas MW Turbinas MW Turbinas 507, , ,5 776 MADEIRA 9,6 43 0,0 0 9,6 43 AÇORES 5,3 22 1,8 6 7,1 28 TOTAL 522, , ,1 847

10 Energia Eólica Europa (Dez04) Alemanha Espanha Dinamarca Itália Holanda Reino Unido Áustria Portugal Grécia Suécia França Irlanda Bélgica Finlândia Luxemburgo 10 novos Outros MW

11 Energia Eólica Portugal (Nov05) Potência [MW] Ligada Em construção

12 Energia Eólica Portugal (Nov05) Capacidade [MW] Acumulada Nova capacidade Em construção

13 Energia Eólica Portugal Objectivo 2010 Em 2010, 39 % da electricidade consumida deverá ter proveniência renovável considerando o crescimento previsível do consumo considerando as hipóteses de outras tecnologias Será necessário instalar >3750 MW de EÓLICA!

14 Portugal objectivos/fonte (Res. Cons. Min. 63/2003) Fonte Potência hpc Energia [MW] [TWh] Eólica ,438 PCH ,140 Biomassa ,630 Biogás ,310 RSU *50% 0,273 Ondas ,125 Fotovoltaica ,180 TOTAL (2 423) 11,096

15 Portugal objectivos/fonte (APREN) Fonte Potência Energia [MW] [TWh] Eólica (990) 10,926 PCH 400 (300) 1,140 Biomassa 150 (10) 0,630 Biogás 50 0,310 RSU 130 (66) 0,273 Ondas 50 (<1) 0,125 Fotovoltaica 150 (<1) 0,180 TOTAL ,880

16 Energia Eólica Portugal Objectivo Capacidade [MW] Em construção Acumulada

17 Energia Eólica (FER) - Desafios Político / Administrativo Ambiental Empresarial Financeiro Técnico-profissional e científico Industrial

18 Temas recorrentes Estimativa do recurso em ano médio (variabilidade inter-anual longo termo) Variabilidade do recurso em pequenas escalas de tempo (turbulência, componentes da velocidade estudos ) Decisão sobre a localização dos parques (viabilidade técnico-económica e estimativa dos impactos) Optimização da configuração dos parques (produção, solicitações mecânicas, etc.) Incertezas das estimativas (medições, clima, modelos, etc. ) Aproveitamento de recursos moderados (classe dos aerogeradores, tipo de rotor, altura de torre)

19 Desvio velocidade média [%] Variabilidade inter-anual

20 Tecnologia 0,6 Coeficiente de potência (Cp) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Velocidade do vento [m/s]

21 Selecção dos aerogeradores 2500 à altura do eixo à altura das medições (60 m) 2000 Produtividade [hpc] A 600-2,53 B 850-3,11 C ,10 D ,51 E ,02

22 Classe dos aerogeradores Classe IEC Parte 1 I II III IV A B A B A B A B Vel max50 [m.s -1 ] 50,0 42,5 37,5 30,0 Vel média [m.s -1 ] 10,0 8,5 7,5 6,0 Intensidade turbulência (14 < V < 15 m.s -1 ) [%]

23 Problemas novos Utilização em locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

24 Problemas novos Utilização de locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

25 Modelos linearizados - WA S P Distribuição da velocidade do vento 40 metros a.n.s. Dados do Aeroporto de Santa Catarina ( ) Latitude [UTM; m] Longitude [UTM; m] m/s

26 CFD - Ventos

27 CFD - Ventos

28 Técnicas de medição

29 Problemas novos Utilização de locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

30 Verificação de garantias. Garantias de produção (WWFW) CFD?. Curva de potência Anemómetros da nacelle?. Curva de potência Normas IEC. Necessidade de acreditação!

31 Problemas novos Utilização de locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

32 Previsão. Planeamento da manutenção. Despacho. Negociação mercados Modelos globais (condições de fronteira) Mesoscala (velocidade do vento). Gestão do sistema. Muito curto prazo (até 6 h) Modelos estatísticos Modelos físicos. Curto prazo (até 3 dias) PREVISÃO DA PRODUÇÃO

33 Problemas novos Utilização de locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

34 Impacto aceitação pública

35 Impacto aceitação pública Temos actualmente instalados cerca 650 aerogeradores Portugal é o país da Europa que maiores máquinas instala (Em 2004: Espanha 1,06 MW; Portugal 1,78 MW)

36 Potência média dos aerogeradores Potência média Nº máquinas Global Em instal. Potência média [kw] Número de máquinas

37 Impacto aceitação pública Temos actualmente instalados (ligados à rede) no continente 618 aerogeradores Portugal é o país da Europa que maiores máquinas instala (Em 2004 Espanha 1,06 MW; Portugal 1,78 MW) Admitindo que a potência média dos MW que deverão ainda ser instalados seja de 2,5 MW ainda faltam 1200 a 1400 aerogeradores!

38 Impacto aceitação pública

39 Impacto aceitação pública

40 Problemas novos Utilização de locais de grande complexidade Verificação de garantias Aumento da taxa de penetração Previsão Impacto / aceitação pública Offshore

41 Offshore - Espanha PROJECTOS OFFSHORE EM ESPANHA NOME DO PROJECTO MAR DE TRAFALGAR CABO DE TRAFALGAR BANCO DE TRAFALGAR DELTA DEL EBRO PUERTO DE BILBAO TOTAL CAPACIDADE PLANEADA 990 MW 250 MW 250 MW 430 MW 250 MW MW

42 Conclusão A tecnologia evoluiu O conhecimento avançou O quadro alterou-se significativamente Novas e maiores exigências Rigor, abertura, atitudes novas

43

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