WindFloat Public Session and DemoWfloat Workshop. Caracterização do Potencial Energético do Vento na Costa Portuguesa.
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- Maria Canto Barreiro
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1 WindFloat Public Session and DemoWfloat Workshop Caracterização do Potencial Energético do Vento na Costa Portuguesa. Ana Estanqueiro Apúlia, 9 de Julho de 2013
2 Vantagens Potencial eólico mais elevado, menor turbulência; Disponibilidade de largas áreas não exploradas; Menor impactos sociais e ambientais; A capacidade dos parques é, teoricamente, ilimitada. Desvantagens Instalação e manutenção mais sofisticadas e onerosas. Porquê eólica offshore? Fonte: slide 2 of 34
3 A evolução da contribuição eólica sem offshore Com o crescente aumento anual do consumo (~3%) a penetração eólica atingirá o máximo de 20% em 2015 e começará a baixar se outras aplicações não se seguirem. slide 3 of 34
4 e a evolução com offshore: Só o desenvolvimento de aplicações offshore permitirá a Portugal manter a actual contribuição eólica no mix energético nacional a partir de slide 4 of 34
5 Caracterização do Potencial Eólico Offshore em Portugal Objectivos Aproveitamento do potencial eólico sustentável em Portugal; Utilização e optimização das sinergias e know-how nacionais; Transformar dificuldades em oportunidades : criação de conhecimento de ponta na área do deep-offshore. Internacionalização das competências nacionais no domínio das energias renováveis. slide 5 of 34
6 Potencial Eólico Offshore em Portugal Objectivos Contexto Valor para o País R&D Recurso Eólico slide 6 of 34
7 Valor para Portugal Desenvolvimento de sistemas eólicos offshore O projecto DemoWFloat permitiu agregar uma task-force que tem sabido aproveitar as sinergias entre parceiros e acelerado o desenvolvimento dos sistemas eólicos flutuantes. Contudo, a caracterização do potencial eólico offshore obriga a investimentos muito avultados, dificilmente enquadráveis em sistemas de financiamento convencionais. Reforço da aposta nacional na valorização dos Oceanos: futura internacionalização das competências nacionais numa área tecnológica emergente. Portugal pode aliar o conhecimento histórico sobre o mar, a aposta na valorização dos oceanos ao desenvolvimento de sistemas eólicos ao largo. slide 7 of 34
8 A plataforma costeira Portuguesa Ao contrário do que é comummente assumido Portugal tem à sua disposição a uma plataforma costeira com batimetrais que variam de 25 m to 200 m, e estas com declives baixos (~ 3%). slide 8 de 25
9 O Recurso Offshore Identificação de macro-regiões com potencial eólico ao largo da costa portuguesa: Mapeamento do recurso: construção de Atlas de Vento; Caracterização da batimetria nessas zonas; Início da avaliação da energia das ondas extremas e correntes. LNEG: O Atlas do Potencial Eólico Offshore (V1, 2004) slide 9 of 34
10 mas a grande esperança de vários países (PT, No, US, Ie, Co, J, I, ) residia nos sistemas flutuantes Somente o desenvolvimento de sistemas flutuantes permitirá o pleno aproveitamento do potencial eólico na costa portuguesa. (Atlas V1.2, 2007/08) Fonte: IEA, Task 23 (ieawind.org) Fonte: slide 10 of 34
11 Atlas V1.2 (2006/7): O potencial offshore região Norte (~500 MW) e Centro (~700 MW) Zonas tipo A: > 2900 h, batimetria < 40 m, Potencial ~ 1500 MW slide 11 de 25
12 LNEG (V1.3, 2007) Atlas do potencial eólico deep offshore em Portugal 2º fase: Tecnologia em desenvolvimento Deep offshore Regiões com NEPs >= 2900 h/ano e batimetria a variar entre os 40m e 200m. Neste caso, não foi dada relevância (imposta restrição) ao tipo de fundo. As grandes expectativas de desenvolvimentos offshore em países como US, J, I, Ie, Ko and PT residem em sistemas flutuantes. À data, a Noruega era o único país a desenvolver protótipos à escala real. Em Portugal Continental, o potencial > 40 GW. slide 12 de 25
13 2013: Atlas do Potencial Eólico Offshore da Costa Portuguesa LNEG (V2.0) B<40 m, V> 7 m/s V> 7.5 m/s batimetria < 40 m, NEPS > 2700 h
14 2013: Atlas do Potencial Eólico Offshore da Costa Portuguesa LNEG (V2.0) 40<batimetria<200 m, NEPS >3000 h V>7 m/s; 40 <batimetria< 200 m, V>7.5 m/s; slide 14 de 25
15 Avaliação do potencial energético Sector Eólico Projecto FCT RoadMap WW Águas pouco profundas Águas profundas LNEG GISEolos TOOL - Metodologias para Concepção, Monitorização e Actualização de Estratégias de Desenvolvimento das Energias Marinhas em Portugal Avaliação do Recurso; Identificação das Barreiras/Vantagens; Identificação de Tecnologias; Legislação; Análise Económica; Identificação de áreas de interesse para o desenvolvimento das energias renováveis marinhas Identificação de restrições físicas Avaliação e hierarquização económica de tecnologias Eólica flutuante Eólica fixa Energia das Ondas
16 Input Análise Económica Ferramenta de avaliação de parâmetros económicos de sistemas de energia Output Avaliação económica pontual; Mapeamento dos parâmetros económicos; Comparação de Tecnologias; Evolução temporal dos parâmetros económicos. Parâmetros Económicos TIR VAL LCOE Payback Solar Fotovoltaica Mapeamento e análise de sensibilidade LCOE (Cenário de Evolução Económica Média) Eólica fixa : /MWh Eólica Onshore /MWh /MWh Eólica flutuante /MWh
17 Avaliação do Potencial Eólico. Actividades a Desenvolver em 2013 Prevê-se o lançamento do Atlas do Potencial Eólico Offshore da Costa Portuguesa LNEG (V2.0); Da GISEolos Tool; E a selecção de regiões com potencial eólico sustentável para desenvolvimento de 3 parques eólicos com fundações fixas e 1 parque eólico com estruturas flutuantes. slide 17 de 25
18 Actividades DemoWFloat WP2. Instalação de Lidares e Mastro Meteorológico na Aguçadoura
19 Projecto FP7 DemoWFloat WP 2 Deep offshore wind energy challenges (LNEG) Seleção de locais e equipamentos para avaliação do desempenho do aerogerador numa plataforma flutuante Localização WindFloat: N, W; b~45 m; D(coast)~6 km Local selecionado para instalação de mastro anemométrico Setores de exclusão e rosa dos ventos 19/62
20 Calibração de Local Site Calibration According to IEC , Annex B, Table B.1, a site calibration procedure is not required for power performance verification at offshore installations. The sectors to be excluded shall be derived for both wind turbine and floating LIDAR. According to the equation the sectors to be excluded are between [198 o o ]. However, the site callibration approach is (may be) very valuable to reduce the period of operation of floating systems for resource evaluation.
21 Power Performance Procedure Starting from the measured power curve, the Power Coeficient (C P ) is determined for each wind speed bin. C P,i 1 2 P 0 i AV 3 i Cp i - Power Coeficient in bin i (adimensional) V i Normalized and averaged wind speed in bin i (m/s) P i Normalized and averaged power output in bin i (W) A Rotor swept area(m 2 ) ρ 0 Reference air density (kg/m 3 ) From the obtained Power Curve the AEP is estimated for several wind speed Rayleigh distribution, in a range of 4-11 m/s annual mean wind speed: AEP N F V h N i 1 exp F π 4 V FV i V V ave 2 i1 Pi 1 Pi 2 AEP Annual Energy Production N h - Number of hours in one year (~8760 hr) N - Number of bins V i Normalized and averaged wind speed in bin i V i-1 - Normalized and averaged wind speed in bin i-1 P i - Normalized and averaged power output in bin i P i-1 - Normalized and averaged power output in bin i-1 F(V) Rayleigh cumulative probability distribution function for wind speed V Wind speed(m/s) V ave Annual average wind speed at hub height (m/s)
22 Power Performance Results with cut-out
23 Power Performance Results without cut-out
24 Power Performance Results Measured Power Curve vs Contracted Power Curve
25 First option for met mast installation nearby the Aguçadoura Substation
26 Second option for met mast installation nearby the Aguçadoura Substation
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