Índice 1.INTRODUÇÃO...7

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1 2. ENERGIA EÓLICA 1

2 2. ENERGIA EÓLICA 2

3 Índice 1.INTRODUÇÃO ENERGIA EÓLICA...9 [2.1.Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...10 [2.2.Sistemas de aproveitamento de energia]...12 [2.2.1.Turbinas eólicas de eixo horizontal]...13 [ Turbinas eólicas de eixo vertical]...14 [2.2.3.Outros tipos de sistemas para aproveitamento da energia eólica]...15 [2.3.Sistemas de conversão e transmissão de energia]...16 [2.3.1.Conversão de energia]...17 [2.3.2.Transmissão de energia]...22 [2.4. Sistemas de monitorização e controlo]...25 [ Sistemas de monitorização]...25 [ Sistemas de controlo]...27 [2.5. Sistemas de amarração]...28 [ Monopile]...28 [ GBS (Gravity Based Structure)]...29 [ SFS (Space Frame Structures)]...31 [ Estruturas flutuantes]...34 [2.6. Embarcações de apoio] ENERGIA DAS ONDAS...43 [3.1.Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...44 [3.2. Sistemas de aproveitamento de energia]...48 [3.3. Sistemas de conversão e transmissão de energia]...51 [ Fase de conversão primária]...51 [ Fase de conversão secundária]...52 [ Conversão direta]...54 [ Fase de conversão terciária Transmissão de Energia]...54 [3.4. Sistemas de monitorização e controlo]...55 [3.5. Sistemas de amarração]

4 [3.6. Embarcações de apoio]...60 [ Sistemas offshore]...60 [ Sistemas perto da costa]...60 [ Sistemas costeiros] ENERGIA DAS MARÉS E CORRENTES OCEÂNICAS...63 [4.1. Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...64 [4.2. Sistemas de aproveitamento de energia]...65 [ Aproveitamento da energia potencial]...65 [ Aproveitamento da energia cinética]...66 [4.3. Sistemas de conversão e transmissão de energia]...67 [4.4. Sistemas de monitorização e controlo]...69 [4.5. Sistemas de amarração]...70 [4.6. Embarcações de apoio] ENERGIA GRADIENTE DE SALINIDADE...75 [5.1. Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...76 [5.2. Sistemas de aproveitamento de energia]...77 [5.3. Sistemas de conversão e transmissão de energia]...78 [5.4. Sistemas de monitorização e controlo]...79 [5.5. Sistemas de amarração]...80 [5.6. Embarcações de apoio] ENERGIA GRADIENTE TÉRMICO...83 [6.1. Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...84 [6.2. Sistemas de aproveitamento de energia]...85 [ Sistema OTEC de ciclo fechado]...85 [ Sistema OTEC de ciclo aberto]...86 [ Sistema OTEC de ciclo híbrido]...87 [ Outros ciclos para sistemas OTEC]...88 [6.3. Sistemas de conversão e transmissão de energia]...88 [6.4. Sistemas de monitorização e controlo]...89 [6.5. Sistemas de amarração]...89 [6.6. Embarcações de apoio]

5 7.ENERGIA SOLAR OFFSHORE...91 [7.1. Investigação e desenvolvimentos tecnológicos]...92 [7.2. Sistemas de aproveitamento de energia]...92 [ Ilhas Solares]...92 [ Tecnologia Liquid Solar Array]...94 [7.3. Sistemas de conversão e transmissão de energia]...95 [7.4. Sistemas de monitorização e controlo]...97 [7.5. Sistemas de amarração]...97 [7.6. Embarcações de apoio] MICROALGAS/MACROALGAS PARA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL...99 [8.1. Investigação e desenvolvimentos tecnológicos] [8.2. Sistemas para o cultivo de algas offshore] [8.3. Forma de conversão de energia] [8.4. Sistemas de monitorização e controlo] [8.5. Sistemas de amarração] [8.6. Embarcações de apoio] VIABILIDADE ECONÓMICA DE PROJETOS DE ENERGIA OFFSHORE EM PORTUGAL [9.1. Custos atuais e futuros das tecnologias offshore] [ Custos de investimento (CAPEX)] [ Custos de O&M (OPEX)] [ Custo nivelado de energia (LCOE)] [9.2. Fatores que influenciam o custo das energias offshore e o caso de Portugal] [ Nível de recurso] [ Profundidade] [ Distância à costa] [ Escala] [ Outros fatores] [9.3. Instrumentos de incentivo ao desenvolvimento das energias offshore] REFERÊNCIAS

6 2. ENERGIA EÓLICA 6

7 1.INTRODUÇÃO Este documento destina-se a melhor caraterizar os princípios de funcionamento dos subsistemas que constituem as várias alternativas de aproveitamento de energia. Este é um documento de referência rápida, não sendo possível ser-se exaustivo e alertando-se o leitor para o facto de alguns subsistemas constarem enquanto tema de estudo de obras extensas. Em alguns casos os processos aplicáveis na produção são alvo de segredo industrial. Também não se identificam as ferramentas informáticas utilizadas no decorrer dos estudos, apenas as entidades que efetuaram os estudos ou que estão em condições de o fazer. 7

8 2. ENERGIA EÓLICA 8

9 2. Energia eólica O vento é o fluxo de um gás em larga escala, que no caso da Terra se trata do ar. Esse movimento é provocado por gradientes de pressão, que fazem com que o ar se desloque dos pontos de alta para os de baixa pressão. Os referidos gradientes são originados pela ação da insolação que aquece o planeta de forma não uniforme e altera assim a massa específica do ar de forma também não uniforme. Outro fator importante na geração de vento é a rotação do planeta (apenas não tem influência no equador). O aproveitamento da energia eólica por parte do Homem faz- -se desde a antiguidade, altura em que era usada para mover embarcações à vela, as pás de moinhos ou ventilar edifícios. Nos dias de hoje, a sua utilização tem como principal objetivo a produção de energia elétrica através de turbinas eólicas, como a representada na Figura 1. A tecnologia relacionada com o aproveitamento da energia eólica é utilizada tanto onshore como offshore. Se por um lado a captação da energia dos ventos em mar aberto é mais exigente a nível tecnológico (mais concretamente devido à estrutura, instalação e transmissão de energia), por outro revela-se mais eficaz porque há maior intensidade e estabilidade dos ventos [1]. Tendo em conta as considerações apresentadas, justificam-se os investimentos para prosseguir com o desenvolvimento das tecnologias para aproveitamento do recurso energético aqui em questão. A tendência passa pela criação de parques eólicos cada vez maiores, mais afastados da costa e em zonas do oceano mais profundas. Também se pretende que a capacidade de produção das turbinas eólicas seja maior, sendo para isso necessário aumentar as suas dimensões [2]. A construção do primeiro parque eólico em mar aberto remonta a 1991, na Dinamarca. De acordo com [3], foram instalados desde então cerca de 5.6 GW de potência para aproveitamento de energia eólica offshore. As previsões da EWEA (European Wind Energy Association) apresentadas em [2], apontam para que em 2020 a potência instalada aumente até 40 GW, tendo capacidade de produzir 148 TWh/ano (o equivalente a 4% do consumo total de eletricidade na UE, evitando 87 milhões de toneladas de emissões de CO2). Nos 10 anos a seguir espera-se que mais 110 GW de potência venham a ser acrescentados, perfazendo um total de 150 GW de potência instalada offshore. Estes produzirão 562 TWh/ano, o equivalente a 14% da energia elétrica consumida na UE nessa data, e evitarão 315 milhões de toneladas de emissões CO2. Como se pode constatar, prevê-se que a aposta no aproveitamento desta fonte energética venha a ser fortemente intensificada. 9

10 2. ENERGIA EÓLICA Figura 1: Terminologia de uma turbina eólica [4]. Legenda: 1 pás do rotor; 2 cubo do rotor; 3 nacelle; 4 chumaceira do rotor; 5 veio do rotor; 6 caixa de velocidades; 7 travão de disco; 8 veio do gerador; 9 gerador; 10 radiador de arrefecimento; 11 anemómetro e sensor de direção; 12 sistema de controlo; 13 sistema hidráulico; 14 mecanismo de orientação direcional; 15- chumaceira do mecanismo de orientação direcional; 16 cobertura da nacelle; 17 torre. [2.1.INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOS] A Investigação e Desenvolvimento (I&D) é o método economicamente mais competitivo para o desenvolvimento de energia renovável. A I&D é correntemente realizada pelas universidades, instituições públicas e privadas. A I&D foi até à data de grande utilidade para que o preço da energia eólica se tornasse progressivamente mais competitivo. Atualmente, a instalação de turbinas eólicas offshore pode ser encontrada à escala comercial quando não são necessários sistemas flutuantes. Se por um lado numa fase inicial o conhecimento do setor eólico onshore foi utilizado para catalisar o desenvolvimento do setor eólico offshore, atualmente, o setor eólico offshore começa a desenvolver produtos muito específicos que estão a levar à especialização da sua cadeia de valor. Uma nova geração de ferramentas de modelação e projeto numérico foram desenvolvidas para responder aos requisitos únicos da tecnologia eólica offshore, incluindo a instalação e operação em condições de mar extremas. Para a validação do projeto aerodinâmico da turbina eólica existem códigos estabelecidos, como o FAST [5], GH Bladed [6], FOCUS6 [7], entre outros. Por sua vez, a análise numérica da hidrodinâmica da estrutura das turbinas eólias instaladas em mar aberto é realizada com o recurso a alguns dos códigos expostos em 3.1. Se por um lado a energia eólica offshore fixa está consideravelmente estabelecida por outro, a tecnologia offshore flutuante está numa fase de desenvolvimento menos avançada, e como tal, a modelação numérica neste campo, devido à sua complexidade, permanece um dos principais desafios a serem ultrapassados. Estruturas experimentais e protótipos completos serão necessários para validar os novos códigos numéricos utilizados para simular o comportamento dos conceitos flutuantes. Atualmente, as ferramentas que combinam as condições de operação da turbina e da subestrutura não estão validadas para os conceitos de elevada profundidade. Para que isto seja possível os novos códigos a ser desenvolvidos deverão considerar a interação dinâmica e estrutural da turbina e das fundações em simultâneo, considerando 10

11 2. ENERGIA EÓLICA também as amarrações. Assegurar que os modelos estão suficientemente desenvolvidos é outro dos desafios. No entanto, admite-se que este será o primeiro passo para o desenvolvimento do eólico offshore profundo [8]. O SINTEF, Noruega, desenvolveu ao abrigo de um projeto financiado um código para o teste de turbinas eólicas flutuantes do tipo spar denominado WINDOPT. Este código permite otimizar o projeto das boias spar e respetivas amarrações e conexão elétrica. Anteriormente outro software de análise acoplada tinha sido desenvolvido, que juntava os softwares RIFLEX e SIMO e permitia o cálculo de turbinas eólicas considerando a influência as ondas, o vento e as correntes. O NREL, Estados Unidos, possui também um conjunto de códigos disponíveis online para o cálculo dinâmico de turbinas eólicas. Estes pacotes são a base para um estudo que está a ser desenvolvido em Portugal para a criação de uma análise acoplada de turbinas eólicas flutuantes [9].. Num outro prisma, existem softwares como o SeaPlanner que permitem auxiliar de forma mais eficiente a operação dos parques eólicos offshore ou o Trident Offshore Wind Farm Manager que auxilia o planeamento da instalação dos parques eólicos. A utilização de códigos numéricos deve ser sempre complementada por ensaios laboratoriais. Os ensaios laboratoriais aerodinâmicos para as turbinas eólicas envolvem frequentemente a utilização de túneis de vento. Nos túneis de vento são utilizados ventiladores que provocam o escoamento de um fluido, neste caso o ar, em torno do corpo em estudo. Os efeitos do corpo sobre as linhas de corrente do fluido são estudados obtendo-se resultados acerca da distribuição da pressão, velocidade, condições atmosféricas e da ocorrência de fenómenos turbulentos. A aerodinâmica é o primeiro critério para o projeto de uma pá eólica. No entanto, fases mais avançadas do desenvolvimento levam a que o resultado final da pá seja alvo de um compromisso entre a aerodinâmica e a eficiência estrutural tendo em consideração o controlo dos custos. Para o ensaio estrutural das pás são utilizadas instalações equipadas com sistemas, geralmente hidráulica, capazes de simular solicitações às pás semelhantes às que são induzidas pelo vento em operação e em situações extremas. Permitem a análise estática e dinâmica dos equipamentos. Um exemplo de uma destas instalações é encontrado no Narec [11], que possui instalações para o teste estrutural de pás até 100 metros de cumprimento. Outras instalações deste tipo podem ser encontradas no NREL, WTTC do Massachusetts CEC, entre outros. Para o teste do sistema mecânico e elétrico de produção de energia inseridos na nacelle são utilizadas instalações de teste com dinamómetro, ou também denominadas drive-train test, que permitem simular a sua operação e inferir acerca da sua fiabilidade (ver Figura 4). Nestas instalações um motor substitui o rotor e as pás replicando as condições de operação e aplicando-as ao sistema de conversão de energia mecânica em energia elétrica. Este tipo de sistema pode aplicar também solicitações transversais à nacelle, e consequentemente ao sistema de geração elétrico, reproduzindo de forma mais aproximada possível as condições reais de operação. Figura 2: Análise de uma pá de turbina no túnel de vento da LM Wind Power [10]. 11

12 2. ENERGIA EÓLICA Figura 3: Exemplo de instalação para o teste de pás de turbina [11]. Figura 4: Drive-train test de 3 MW, do Narec [11]. [2.2.SISTEMAS DE APROVEITAMENTO DE ENERGIA] Os sistemas de aproveitamento de energia eólica offshore são fortemente influenciados pelos que se utilizam em ambiente terrestre, os quais se encontram já numa fase tecnológica avançada. Por esta razão, os sistemas aqui em questão são, de entre todas as formas de aproveitamento energético offshore, os mais desenvolvidos e apresentam poucas variações do conceito de máquina. As turbinas eólicas atualmente instaladas e comercializáveis para aplicações em mar aberto são todas de eixo horizontal com 3 pás. Existem porém outras configurações de turbinas (como as de eixo vertical) e sistemas (como os aerogeradores montados em estruturas mais leves que o ar e os que tiram proveito do efeito de Magnus ou outro efeito de sustentação para tracionar um 12

13 2. ENERGIA EÓLICA cabo atuador) para fazer a captação da energia do vento [12]. Uma descrição de cada uma destas tecnologias é apresentada nos subcapítulos que se seguem. [2.2.1.TURBINAS EÓLICAS DE EIXO HORIZONTAL] As turbinas de eixo horizontal, como as representadas na Figura 5, são assim designadas por terem o eixo de rotação do rotor paralelo ao solo. Este é montado no topo de uma torre para permitir a rotação das pás, a uma velocidade que varia tipicamente entre 5 e 30 rpm [13] (não se consideram aqui as turbinas de microgeração de reduzida potência, utilizadas na náutica ou nas plataformas offshore). Por sua vez, a velocidade média do vento nos parques eólicos offshore varia entre 6.83 e 12 m/s, de acordo com o mapa em [3]. O funcionamento destas turbinas baseia-se no princípio de sustentação do perfil alar das pás e portanto, a aerodinâmica é um aspeto de elevada importância no seu projeto. Os estudos realizados nesta área possibilitam que atualmente, numa turbina de eixo horizontal com 3 pás se consiga um rendimento a rondar 50% quando o limite físico é cerca de 59.3 % [14]. Quando comparadas às turbinas eólicas terrestres, as turbinas aqui abordadas além de expostas a ventos mais constantes e intensos [1], beneficiam ainda de não terem restrições em termos de dimensões ou relativamente ao ruído que podem fazer. Apesar disso, ainda não existem tecnologias que lhes possibilitem tirar proveito da sua liberdade dimensional. Na Figura 6 pode-se observar a evolução da potência e do tamanho do rotor que tem ocorrido ao longo dos anos. A turbina de maiores dimensões instalada em mar aberto é a Haliade da Alstom (apenas de teste), com uma potência nominal máxima de 6 MW [3]. Na Tabela 1 apresentam-se as suas dimensões comparadas às da REpower, uma turbina offshore comercializável de igual potência. No entanto, já existem soluções comerciais para turbinas onshore com potências mais elevadas, como a E-126/7,580 da Enercon [15] (rotor de 126 m de diâmetro e uma potência nominal máxima de 7.58 MW), e estudos para turbinas offshore com uma potência nominal de 20 MW [16] (rotor com diâmetro de 252 m). Dependendo do posicionamento da turbina relativamente ao fluxo de vento, estas podem-se caraterizar como upwind ou downwind (ver Figura 7). Na primeira situação o vento flui primeiro através das pás em direção à nacelle; na outra o vento passa primeiro pela nacelle e só depois pelas pás. Em ambas as configurações o eixo de rotação das pás mantém-se paralelo ao fluxo de vento. A configuração mais utilizada em todo o mundo é a upwind, pois revela-se mais económica e permite maior produção de energia. A principal vantagem do posicionamento upwind é conseguir evitar o efeito de sombra do vento atrás da torre. Em contrapartida, esta configuração requer que o rotor seja dotado de um sistema para fazer o seu alinhamento com o fluxo do vento e de estar algo afastado da torre, para evitar que as pás entrem em contacto com esta em caso de deformação. Por sua vez, as turbinas downwind podem dispensar o uso de um sistema para se orientarem com o fluxo do vento, caso o seu rotor e nacelle sejam projetados de Figura 5: Parque eólico offshore de turbinas de eixo horizontal [2]. 13

14 2. ENERGIA EÓLICA Haliade REpower Diâmetro do rotor [m] Área do rotor [m 2 ] Altura da torre [m] Comprimento das pás [m] Tabela 1: Dimensões das turbinas Haliade e REpower de 6 MW [3]. Figura 6: Evolução da potência e tamanho do rotor das turbinas eólicas ao longo dos anos [1]. rotor passa por esta. Isto pode provocar na turbina cargas de fadiga maiores do que as que acontecem na configuração downwind [17]. [ TURBINAS EÓLICAS DE EIXO VERTICAL] Figura 7: Configuração upwind vs downwind [17]. modo a fazer o alinhamento de modo passivo. Para grandes turbinas esta é uma vantagem algo duvidosa pois, para uma máxima eficiência, o seu posicionamento tem de ser bastante preciso. Uma verdadeira vantagem desta configuração é a maior flexibilidade com que se pode projetar o rotor. Assim reduz-se o seu peso e a nível estrutural consegue-se aliviar a torre de alguns esforços, quando o conjunto é sujeito a elevadas velocidades do vento, por flexão das pás da turbina. O efeito de sombra do vento criado pela torre é no entanto um aspeto negativo, pois provoca flutuações de energia cada vez que o Por sua vez, as turbinas eólicas de eixo vertical têm o eixo de rotação do rotor perpendicular ao fluxo de vento. O seu funcionamento pode ser baseado no princípio de sustentação, situação em que se designam por turbinas de Darrieus (Figura 8), ou por impulso, designando-se assim por turbinas de Savonius (Figura 9). Atualmente não existem aplicações comerciais de turbinas eólicas de eixo vertical com potência comparável às de eixo horizontal. Também não há conhecimento de qualquer modelo que seja utilizado para captação do vento em alto mar. No entanto, como se verá mais à frente, esta é uma configuração com aspetos atraentes para a utilização nesse ambiente. O maior protótipo deste tipo de turbinas alguma vez instalado foi de 4 MW, no Quebec, Canadá (operou entre 1986 e 1993). Esta era uma turbina de Darrieus com um diâmetro de 60 m e 100 m de altura [18]. Em funcionamento encontram-se ainda os protótipos 14

15 2. ENERGIA EÓLICA Figura 8: Turbina Eólicas de Darrieus [20]. Figura 9: Turbina Eólica de Savonius [21]. utilizados pelo Sandia National Laboratory, com um diâmetro de 34 m e 500 kw potência [19]. Nas turbinas de eixo vertical, a montagem dos componentes para conversão da energia eólica em energia elétrica, isto é, o gerador e a caixa de velocidades (quando aplicável), pode ser feita na base do eixo de rotação que se encontra ao nível do solo. Esta é a maior vantagem da sua configuração, pois facilita as operações de montagem e manutenção. Deste modo, o centro de gravidade do equipamento também fica mais baixo, o que permite que se utilizem estruturas de suporte flutuantes mais simples em aplicações offshore. O impacto destas turbinas eólicas na velocidade do vento não é tão significativa como acontece nas de eixo horizontal, o que possibilita uma maior proximidade dos equipamentos em parques eólicos. Além disto, estas turbinas também dispensam o sistema para orientação do rotor com o fluxo do vento, uma vez que a sua configuração permite aproveitar o vento proveniente de todas as direções. Estes são alguns dos aspetos que se revelam bastante interessantes para aplicações em ambientes offshore. No entanto há que ter em consideração que a eficiência deste tipo de turbinas é no máximo 0.15 e 0.4 para o rotor de Savonius e Darrieus, respetivamente (ver Figura 10). Estes são valores inferiores aos das turbinas eólicas de eixo horizontal, que como já referido podem atingir uma eficiência que ronda 0.5. Além disso, nas turbinas de eixo vertical a captação do vento também é feita perto do solo, onde este é menos veloz. Podem também necessitar de cabos para a sua fixação, o que torna impraticável a sua utilização em parques eólicos. Por último, e menos preocupante, é o facto de estas turbinas não terem capacidade de entrar em funcionamento passivamente (problema que pode ser contornado caso a turbina esteja conectada à rede com uma excitação elétrica) [17]. [2.2.3.OUTROS TIPOS DE SISTEMAS PARA APROVEITAMENTO DA ENERGIA EÓLICA] Como se pode observar na Figura 11, onde estão representados os dois perfis de vento mais adequados a ambiente offshore [23] (o Logarithmic e o Power-Law Profile), a velocidade do vento aumenta com a Figura 10: Comparação dos coeficientes de potência de diferentes tipos de turbinas [22]. 15

16 2. ENERGIA EÓLICA desenvolvimento inicial. A representação esquemática do seu funcionamento encontra-se representada na Figura 14. Uma outra aplicação do efeito de Magnus são as turbinas de eixo horizontal, como a representada na Figura 15. Este conceito, também ainda numa fase de desenvolvimento inicial, em vez de 3 pás apresenta 5 cilindros com nervuras helicoidais, que rodam a elevada facto de estas turbinas não terem capacidade de entrar em funcionamento passivamente (problema velocidade e são adequadas para locais com velocidades que pode ser contornado caso a turbina esteja conectada à rede com uma excitação elétrica) [16]. altitude. Assim sendo, o aproveitamento da energia eólica revela-se mais interessante a maiores distâncias do solo (a potência produzida é proporcional ao cubo da velocidade). Face a isto têm surgido propostas de sistemas para fazer a captação do vento a elevada altitude, tal como o Altaeros Airborne Wind Turbine (Figura 12) e o Boreas (Figura 13). Os sistemas para captação do vento em elevadas altitudes são montados em estruturas insufláveis (com hélio, e.g.) mais leves que o ar, que se fixam ao solo por cabos. A sua montagem é feita em terra e o tempo de instalação, bem como a simplicidade e os custos associados, prevêem-se que sejam mais reduzidos do que as turbinas convencionais. A sua utilização em ambiente offshore é vista com bons olhos uma vez que dispensa os convencionais sistemas de fixação da turbina, que são complexos e representam uma parte significativa dos custos totais. do vento entre 4 e 8 m/s (velocidade à qual produzem 3kW) [27]. [2.3.SISTEMAS DE CONVERSÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA] A produção de energia elétrica a partir de uma turbina eólica tem como princípio a conversão do movimento linear do vento em movimento de rotação que, por sua vez, aciona um gerador elétrico (ver Figu- Se por um lado o conceito apresentado na Figura 12 tem um funcionamento similar ao das turbinas horizontais, isto é, tem um rotor com Figura pás que 10: são Comparação movidas dos graças coeficientes ra 16). de potência A captação de diferentes da energia tipos cinética de turbinas linear [21]. do vento é ao efeito de sustentação num perfil alar, o Boreas conseguida por um conjunto de pás, que se encontram utiliza o efeito de Magnus para Outros entrar tipos em de rotação sistemas (daí para no aproveitamento rotor da turbina, da energia aerodinamicamente eólica projetadas para ser um corpo cilíndrico, colocado perpendicular ao fazer a conversão desta em energia mecânica de rotação. fluxo de vento). Os sistemas Como se que pode tiram observar proveito na Figura deste 11, onde estão representados os dois perfis de vento mais efeito para colocar adequados um corpo a cilíndrico ambiente em offshore rotação, [22] que (o Logarithmic No primeiro e o Power-Law dos subcapítulos Profile), seguintes a velocidade apresentam-se do vento por sua vez traciona aumenta sistema com a de altitude. cabos que Assim aciona as configurações mais comuns para realizar a conversão sendo, o aproveitamento da energia eólica revela-se mais um gerador via um interessante tambor, estão a maiores ainda numa distâncias fase do de da energia cinética do vento em energia elétrica, bem solo (a potência produzida é proporcional ao cubo da como uma descrição dos seus principais componentes: velocidade). Face a isto têm surgido propostas de sistemas para fazer a captação do vento a elevada altitude, tal como o Altaeros Airborne Wind Turbine (Figura 12) e o Boreas (Figura 13). LLLLLL: uu zz = uu zz!"# ln zz zz! ln zz zz!"# PPPPPPPPPP: uu zz = uu zz!"# zz zz!"#!"#$% Figura 11: Comparação dos dois perfis de vento mais adequados a ambiente offshore e respetivas expressões [23]. Figura 11: Comparação dos dois perfis de vento mais adequados a ambiente offshore e respetivas expressões [24]. 14 Figura 12: Altaeros Airborne Wind Turbine [25]. Figura 13: Boreas, da Omnidea [26]. 16

17 2. ENERGIA EÓLICA Figura 14: Vista esquemática do sistema baseado no efeito de Magnus [12]. Figura 15: Turbina de Magnus de eixo horizontal, com 5 cilindros rotativos com nervuras helicoidais [27]. Figura 16: Conversão da energia do vento em energia elétrica por parte de uma turbina eólica [28]. geradores elétricos, conversores eletrónicos, caixas de velocidades e transformadores. No outro subcapítulo abordam-se os sistemas para transmitir a energia elétrica produzida desde o parque eólico offshore até à sua rede elétrica de destino. [2.3.1.CONVERSÃO DE ENERGIA] Existem diversas classificações para as turbinas eólicas em função da máquina elétrica utilizada e do sistema de controlo. Do ponto de vista da velocidade de rotação, as turbinas podem então ser de velocidade fixa (independentemente da velocidade do vento, a velocidade do rotor mantém-se quase constante por ajuste do ângulo de ataque das pás), semi-variável (a velocidade do rotor varia até 10% da sua velocidade nominal) ou variável (a velocidade do rotor varia com a velocidade do vento, de modo a que a turbina funcione sempre à máxima eficiência aerodinâmica possível). O tipo de componentes utilizados no processo de conversão de energia e as metodologias de controlo de potência que se devem adotar dependem do tipo de máquina elétrica utilizada. Existem fundamentalmente 3 tipos de turbinas eólicas com aplicações industriais: máquinas assíncronas (com e sem controlo do ângulo de pitch), máquinas assíncronas duplamente alimentadas e máquinas síncronas de velocidade variável [4]. Destas, as máquinas assíncronas começaram por ser inicialmente utilizadas mas hoje têm uma quota de mercado muito reduzida. Na Tabela 2 são apresentadas as configurações dos sistemas de conversão de energia destas e outras turbinas, classificadas do ponto de vista da velocidade do rotor. Na Tabela 3 apresenta-se um resumo das vantagens e desvantagens dos geradores elétricos referidos na Tabela 2 para as diferentes configurações de sistemas de conversão de energia. Em [4] refere-se que era expectável que até 2010 os parques eólicos em Portugal fossem predominantemente equipados com turbinas eólicas de três tipos: --Turbinas do tipo stall com Geradores de Indução de Rotor em Gaiola; --Turbinas do tipo pitch com Geradores Síncronos de Velocidade Variável ligados á rede de energia elétrica através de conversores CA/CC/CC; - - Turbinas do tipo pitch com Geradores de Indução Duplamente Alimentados, com o estator diretamente 17

18 2. ENERGIA EÓLICA Acoplamento Regulação de potência Stall Velocidade fixa Stall Ativo Velocidade semi-var. Acoplamento com engrenagem Velocidade variável Pitch Stall Pitch Acoplamento direto Gerador GIRG GIRG GIRG GIRB GIDA GIRG GSIP GSIP GSIP GSEE GSIP Caixa de velocidade Velocidades 3 andares 2 + hidro 2 Optislip Variável Tabela 2: Diferentes configurações de sistemas de conversão de energia (adaptado de [29]). Legenda: GIRG Gerador de Indução com Rotor em Gaiola GIRB Gerador de Indução com Rotor Bobinado GIDA Gerador de Indução (com rotor bobinado) Duplamente Alimentado GSIP Gerador Síncrono de Ímanes Permanentes GSEE Gerador Síncrono de Excitação Elétrica ligado à rede de energia elétrica e o rotor ligado através de conversores CA/CC/CA. De seguida abordam-se os geradores destes três tipos de turbinas eólicas e a sua ligação à rede de energia elétrica. Depois descrevem-se também algumas caraterísticas das caixas de velocidades e dos transformadores mencionados nas três configurações. Gerador de Indução com Rotor em Gaiola (GIRG) As primeiras turbinas eólicas instaladas em Portugal foram equipadas com GIRG mas atualmente a sua utilização tem sido progressivamente abandonada. Estes apenas são utilizados nas configurações de turbinas de velocidade fixa (Figura 17), devido à muito pequena variação de velocidade que admitem em relação à sua velocidade de sincronismo. Os GIRG ligam-se ao rotor da turbina com uma caixa de velocidades, necessária para adaptar a baixa velocidade de rotação das pás (entre 5 e 30 rpm) à velocidade de sincronismo do gerador. A hipótese de aumentar o número de polos neste tipo de gerador para reduzir a sua velocidade de sincronismo, e eliminar assim a necessidade de utilizar a caixa de velocidades, não é viável. Nesses casos (para mais de 10 pares) o seu fator de potência torna-se significativamente baixo e a sua capacidade de conversão de energia é reduzida [13]. Ao contrário dos outros tipos de geradores, a conexão do GIRG à rede elétrica, a 50 ou 60 Hz, dispensa o uso de um conversor eletrónico de potência. A ligação é assegurada por um transformador elevador, para correção da tensão, e um dispositivo de soft-start (não representado na Figura 17), para prevenir a entrada súbita de corrente na rede. O campo eletromagnético num GIRG, essencial para a conversão de energia mecânica em energia elétrica, estabelece-se através do estator por absorção de potência reativa. Existem então nas configurações com este tipo de gerador, bancos de condensadores que funcionam como compensadores de potência reativa e reduzem (quase eliminam) a necessidade de retirar esta da rede. O facto de o rotor da turbina funcionar sempre à mesma velocidade de rotação não permite otimizar a eficiência aerodinâmica para toda a gama de velocidades do vento. No entanto, existem soluções comerciais em que o GIRG é de duas velocidades (gerador com comutação entre 4 e 6 polos), o que permite ter uma rotação da turbina para baixas velocidades do vento (6 polos) e outra para elevadas (4 polos). Deste modo consegue-se obter a máxima eficiência aerodinâmica para uma maior gama de velocidades do vento, por otimização da velocidade 18

19 2. ENERGIA EÓLICA Gerador Vantagens Desvantagens Geradores de indução - Simplicidade de construção -Robustez -Fiabilidade -Baixo preço -Funcionamento suave devido à existência de escorregamento, que permite acomodar parte da turbulência associada ao vento - Consumidor de energia reativa, a qual deve ser compensada por meio de uma bateria de condensadores - Precisam de caixa de velocidades Gerador de Indução com Rotor em Gaiola (1 ou 2 velocidades) - Fácil manutenção - Os pulsos provocados pelo binário da turbina são atenuados - Permite ligação direta à rede elétrica - Requer dispositivos eletrónicos do tipo soft-start para a ligação inicial à rede, quando utilizado em turbinas eólicas de velocidade fixa - Não pode ter grande número de polos (nº polos < 20) Gerador de Indução com Rotor Bobinado Gerador de indução duplamente alimentado Gerador síncrono de excitação elétrica Gerador síncrono de ímanes permanentes Acionamento direto --Fácil manutenção --As pulsações provocadas pelo binário da turbina são atenuadas --Permite variar a velocidade da turbina (aproximadamente 10%) - Potência nominal e custo do conversor de potência reduzidos - Permite regulação da velocidade para otimizar a utilização da energia (± 30%) - A potência reativa para magnetização provém do conversor de potência - Pode funcionar em torno da velocidade de sincronismo - Controlo simples da potência reativa - Larga gama de velocidades - Controlo simples da unidade - Sem caixa de velocidades - Elevada eficiência - Rotor simples sem componentes sensíveis ao desgaste - Poucas perdas no rotor - Sem caixa de velocidades - Elevada eficiência - Manutenção simples - Não pode ter grande número de polos (nº polos < 20) - Anéis coletores e escovas devido ao desgaste requerem manutenção - O controlo da unidade é complexo - Ligação direta à rede elétrica impossível - Requer conversor de eletrónica de potência de potência nominal igual à do gerador - Requer sistema de excitação - Anéis coletores e escovas devido desgaste requerem manutenção - As suas grandes dimensões e peso originam problemas de construção, transporte e instalação - Elevado custo dos ímanes permanentes - Possibilidade de ocorrer desmagnetização - Falta de experiência na construção e instalação - As suas grandes dimensões e peso originam problemas de construção, transporte e instalação Com engrenagens - Pequenas dimensões e peso - Pode ser usada a construção standard - Elevado custo - Perdas na ordem de 2 3 % - Difícil manutenção da caixa de velocidades Tabela 3: Comparação de vários tipos de geradores elétricos para turbinas eólicas (adaptado de [13], [30]). 19

20 2. ENERGIA EÓLICA Figura 17: Configuração típica de uma turbina eólica de velocidade fixa com GIRG [29]. específica da ponta da pá do rotor, e reduzem-se os esforços mecânicos e o ruído derivado do seu funcionamento a baixas velocidades do vento. Gerador de Indução (com rotor bobinado) Duplamente Alimentado (GIDA) O GIDA é o gerador mais comum em turbinas eólicas de velocidade variável por utilizar um conversor de baixa potência nominal (cerca de 30% da potência nominal do gerador). Consegue-se deste modo controlar a sua velocidade de rotação até ± 30% em torno da velocidade de sincronismo [29]. Numa turbina de velocidade variável a potência mecânica disponível para conversão em elétrica é superior à que há numa turbina de velocidade fixa, tanto para baixas como para elevadas velocidades de vento. Por essa razão, a utilização do conceito anterior tem sido abandonada, como foi referido. O seu princípio de funcionamento baseia-se na possibilidade de controlar a sua velocidade por variação da resistência do rotor. Isso consegue-se com um sistema de conversão CA/CC/CA ligado ao rotor que permite extrair potência ativa deste e assim controlar a velocidade [4]. A configuração de uma turbina de velocidade variável com um GIDA apresenta-se na Figura 19. Numa MIDA (Máquina de Indução Duplamente Alimentada), para escorregamentos negativos, até se atingir a intensidade nominal do estator, a potência extraída pelo rotor é controlada por forma a obter a máxima eficiência aerodinâmica da turbina, por otimização da velocidade específica da ponta da pá do rotor. Por outro lado, quando o escorregamento negativo provoca uma intensidade de corrente no estator superior (em módulo) ao seu valor nominal, a potência ativa neste e no rotor permanecem constantes. Este princípio de controlo da velocidade por aproveitamento da energia de escorregamento, permite utilizar uma MIDA como gerador também para escorregamentos positivos. Para que tal aconteça, é necessário fornecer potência ativa ao rotor [4]. O estator do GIDA liga-se diretamente à rede elétrica. Por sua vez, o rotor liga-se à rede através de um sistema de conversão CA/CC/CA e de um transformador elevador. Ambos fornecem potência ativa à rede quando a velocidade de rotação do gerador é superior à velocidade de sincronismo. Em torno desta, o fluxo de potência ativa no rotor é praticamente nulo. Por sua vez, quando a velocidade de rotação é inferior à velocidade de sincronismo o rotor tem de ser alimentado com potência ativa. Os sistemas de conversão CA/CC/CA são pontes conversoras a seis pulsos equipadas com IGBT s (Insulated Gate Bipolar Transistor) com um sistema de comando PWM (Pulse Width Modulation) [4]. Estes sistemas dividem-se em dois lados, como evidencia a Figura 18 o lado do gerador (CA/CC) e o lado da rede (CC/CA). O conversor do lado do gerador tem como função controlar o módulo e argumento da intensidade de corrente injetada/extraída pelo circuito rotórico. Por sua vez, o lado da rede controla a tensão contínua nos terminais do condensador do subsistema de corrente contínua (entre os dois conversores) e controla o fator de potência no ponto comum aos circuitos do rotor e estator (na ligação ao transformador elevador) [4]. A função do sistema de controlo PWM dos conversores é maximizar o valor da eficiência aerodinâmica da turbina, na região em que a potência não é controlada. Além disso, permite manter um dado valor do fator de potência no ponto de interligação do GIDA com a rede elétrica. Informações adicionais sobre o funcionamento do sistema de controlo PWM podem ser consultadas em [4]. Um gerador deste tipo necessita de uma caixa de velocidades para fazer o seu acoplamento ao rotor da turbina. Deste modo, todas as desvantagens inerentes à utilização de uma caixa de velocidades (ruído no funcionamento, perdas de rendimento, necessidade de manutenção e maior complexidade do sistema) estão presentes nas configurações de turbinas eólicas com este tipo de gerador. No entanto, o principal aspeto negativo desta configuração está relacionado com o rotor do GIDA que, por ter escovas e anéis coletores que se desgastam, requer manutenção constante [13]. 20

21 2. ENERGIA EÓLICA Figura 18: Configuração típica de uma turbina eólica de velocidade variável com GIDA [4]. Gerador Síncrono de Velocidade Variável (GSVV) O GSVV é uma alternativa ao GIDA para turbinas eólicas de velocidade variável. Na Figura 19 apresenta-se a configuração típica de uma turbina eólica de velocidade variável com este tipo de gerador. A sua principal vantagem quando comparado com o GIDA reside no facto de dispensar o uso de uma caixa de velocidades (tem elevado número de pares de polos 32 em algumas instalações existentes [4] ). Isso faz do GSVV uma melhor solução para ambiente offshore porque a caixa de velocidades é uma fonte de problemas e, em caso de avaria ou necessidade de manutenção, o seu acesso em mar aberto é bastante difícil. No entanto, o custo do conversor de potência que este gerador exige é um aspeto desfavorável por ser superior [13]. A frequência das grandezas estatóricas é idêntica à frequência angular de rotação do rotor (a sua velocidade de rotação varia entre 17 e 36 rpm [4] ), e portanto bastante inferior à da rede elétrica. Utiliza-se então um sistema de conversão (composto por dois sub-sistemas CA/CC/ CA independentes, em paralelo) entre o GSVV e a rede, responsável por corrigir a frequência. Tal como no sistema de conversão do GIDA, os sub-sistemas aqui considerados também se dividem no lado gerador (CA/CC) e no lado rede (CC/CA). O primeiro destes é constituído por uma ponte conversora a seis pulsos equipada com tirístores que funcionam com um ângulo de disparo constante. Por sua vez, o lado da rede é constituído por uma ponte conversora a seis pulsos equipada com IGBT s, com um sistema de comando por PWM. Este último controla a potência ativa injetada na rede e o fator de potência. Este controlo de potência ativa permite impor um binário resistente ao gerador, tornando assim possível o controlo da velocidade de rotação do grupo turbina eólica + gerador, de modo obter a máxima eficiência aerodinâmica para cada velocidade de vento [4]. Caixa de velocidades A existência de uma caixa de velocidades na configuração de uma turbina eólica, como se pode observar, depende do tipo de gerador em questão. A razão das engrenagens, que pode ir de 1:6 até 1:120, tem de elevar a velocidade de rotação das pás até à velocidade de sincronismo do gerador de modo a que este produza o máximo de energia possível. Na maioria dos casos, as caixas de velocidades são compostas por andares de engrenagens planetárias e paralelas, com perdas de 1% por cada andar nas multi-andar e de 1.5% nas caixas de apenas um andar [31]. Os inconvenientes da utilização de uma caixa de velocidades, para o acoplamento do rotor ao gerador, foram já referidos na discussão dos vários tipos de configurações de turbinas eólicas. Numa instalação offshore, uma avaria ou operação de manutenção é ainda mais problemática do que onshore, porque o acesso ao equipamento é mais difícil. Por isso, e de modo a eliminar a possível fonte de problemas que as caixas de velocidade são, a tendência é recorrer a geradores compatíveis com acoplamento direto. 21

22 2. ENERGIA EÓLICA Figura 19: Configuração típica de uma turbina eólica de velocidade variável com GSVV [4]. Transformadores de tensão O transformador é dos compontens mais úteis nos Sistemas Elétricos de Energia. Em todas as turbinas eólicas é usual a instalação de transformadores, os quais elevam a tensão para o nível adequado ao transporte de energia elétrica. O transformador, quando em funcionamento, faz com que se perca potência ativa (sob forma de calor, dissipada pelo sistema de refrigeração) e reativa [3]. Atualmente existem estudos que visam a utilização de um transformador de rácio unitário entre a entrada e a saída ou até mesmo configurações que dispensem o uso do transformador, conduzindo a soluções de geração de elevada potência e elevada tensão sem transformação. [2.3.2.TRANSMISSÃO DE ENERGIA] Existem diferentes tecnologias para a transmissão de energia elétrica (ver Tabela 4), escolhidas para determinado parque eólico em função das caraterísticas da interligação (tais como a potência de instalação e a distância até à rede elétrica de destino) e do custo. De um ponto de vista superficial, estas dividem-se em transmissão em corrente alternada e transmissão em corrente contínua. Por um lado, a transmissão em corrente alternada tem a seu favor o facto de ser a mais utilizada em todo o mundo. Por outro lado, a transmissão em corrente contínua é utilizada apenas em casos específicos, nomeadamente quando tanto a quantidade de energia a transportar como a distância entre os pontos são grandes. Ainda no que à Tabela 4 diz respeito é de referir que, em equipamentos elétricos offshore, valores entre 10 e 100 kv são considerados de média tensão, e valores superiores a 100 kv de alta tensão [1]. Atualmente, a maioria dos parques eólicos offshore utilizam transmissão HVAC e existe também um número significativo de instalações com transmissão MVAC. A transmissão HVDC-LCC nunca foi utilizada no âmbito aqui abordado, e dificilmente o virá a ser face aos desenvolvimentos dos conversores de comutação forçada. Por sua vez, a transmissão HVDC-VSC foi já utilizada no parque eólico BARD Offshore 1 [3]. As previsões apontam para que no futuro, esta venha a ser a tecnologia dominante na transmissão de energia elétrica offshore. Posto isto, apresentam-se resumidamente os sistemas de transmissão de energia utilizados nos parques eólicos offshore, isto é, o sistema de transmissão de alta e média tensão em corrente alternada e o sistema de transmissão de alta tensão em corrente contínua utilizando conversores de comutação forçada. Transmissão de alta tensão em corrente alternada (HVAC) Como referido anteriormente, a transmissão HVAC é a mais utilizada atualmente nos parques eólicos offshore. Transmissão em Corrente Alternada Transmissão em Corrente Contínua Alta tensão (HVAC) Média tensão (MVAC) Alta tensão utilizando conversores de comutação natural de linha (HVDC-LCC) Alta tensão utilizando conversores de comutação forçada (HVDC-VSC) Tabela 4: Tecnologias para transmissão da energia elétrica offshore. 22

23 2. ENERGIA EÓLICA A maturidade desta tecnologia, onde existe uma vasta experiência tanto no funcionamento como na instalação e manutenção, aliada à pequena dimensão (em termos de potência) e à curta distância à costa dos projetos offshore já instalados, fizeram da transmissão HVAC a melhor solução a nível técnico e económico. Na Figura 20 está representado um sistema de transmissão HVAC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore. A infraestrutura do sistema HVAC representado é formada pela subestação offshore (integra o ponto coletor, transformador e dispositivos de compensação de potência reativa), pelo cabo trifásico de corrente alternada e pela subestação onshore (integra um transformador e dispositivos de compensação de potência reativa). Dos componentes referidos, os transformadores, o cabo trifásico e os dispositivos de compensação de potência reativa têm especial importância e portanto são de seguida abordados com mais detalhe. Os transformadores existentes nas turbinas aumentam a tensão em cada turbina para kv, como mencionado em Estes níveis de tensão são no entanto baixos para transportar elevados valores de potência ao longo de grandes distâncias, pois levam a perdas de energia muito significativas. Por essa razão é utilizado um outro transformador, nas subestações dos parques eólicos offshore, que eleva a média tensão à saída das turbinas para a alta tensão usada no sistema HVAC, de modo a poder-se fazer a transmissão de energia com perdas aceitáveis. Um dos componentes mais importantes do sistema de transmissão, e que representa parte significativa dos custos totais, é o cabo submarino. Devido ao comprimento que este tem, são necessárias embarcações especiais para o seu transporte e instalação. A construção do cabo deve prever as condições adversas a que estará sujeito, tais como as correntes marítimas, atividade sísmica, pescas e ancoragens, entre outras. Face a isto, os sistemas HVAC utilizam normalmente cabos do tipo XLPE (Cross-Linked Polyethylene). No seu interior existem os três condutores de fase e um cabo de fibra ótica para comunicação. No entanto, o transporte de energia em corrente alternada usando cabos submarinos deste tipo é problemática. A elevada capacitância que têm leva à geração de grandes quantidades de potência reativa, em função do comprimento do cabo e da tensão utilizada: para 33 kv 110 a 150 kvar/km e para 400 kv 6 a 8 MVAr/ km. O facto de a potência reativa limitar a capacidade que o cabo tem para transportar potência ativa, obriga ao uso de dispositivos de compensação, colocados em cada uma das subestações. Estes são SVCs (Static Var Compensators) ou STATCOMs (Static Synchronous Compensators) e têm como objetivo fazer absorção da potência reativa. Transmissão de média tensão em corrente alternada (MVAC) No sistema MVAC a transmissão de potência faz-se com o valor da tensão à saída das turbinas, kv. Assim sendo, não é necessário o uso de um transformador nem a construção de uma subestação offshore, razões pelas quais o sistema fica substancialmente mais barato. Nestes casos, utiliza-se na rede onshore a mesma tensão que no parque eólico. Na Figura 21 está representado um sistema de transmissão MVAC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore. Transmissão de alta tensão em corrente contínua utilizando conversores de comutação forçada (HVDC VSC) Na transmissão HVDC, a menos que surjam variações de carga, não existe potência reativa. É portanto dispensável o uso de compensadores de potência reativa neste tipo de sistemas, o que é uma grande vantagem desta tecnologia quando comparada com a transmissão HVAC. No entanto, praticamente todas as redes elétricas (incluindo os dispositivos de geração offshore) utilizam corrente Figura 20: Representação de um sistema HVAC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore [1]. 23

24 2. ENERGIA EÓLICA alternada. Esse é o principal aspeto negativo deste tipo de transmissão, pois obriga à utilização de conversores com capacidade de interface bidirecional AC/DC para interligar a rede elétrica e os dispositivos offshore por HVDC. Os dispositivos de comutação dos conversores utilizados na transmissão HVDC-VSC são semicondutores IGBT. A introdução destes componentes nos sistemas HVDC possibilitou o controlo total e independente da potência ativa e reativa transferida para as redes a que o sistema está conectado. Tal não era possível com o uso de tirístores na transmissão HVDC-LCC. O controlo da potência ativa é importante porque permite regular a frequência da rede elétrica, enquanto o controlo da potência reativa pode ser usado para regular a tensão nos terminais AC das subestações, adicionando estabilidade à rede. Deste modo, os sistemas HVDC-VSC podem estar conectados e suportar redes elétricas fracas e cargas passivas sem necessidade de sistemas auxiliares de geração. Na Figura 22 está representado um sistema de transmissão HVDC-VSC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore. Uma descrição das funções dos principais componentes que o compõem é apresentada de seguida, do ponto de vista da subestação offshore. -- Filtros AC: necessários para atenuar os harmónicos de tensão gerados pelos conversores VSC. --Indutância de acoplamento dos conversores (Phase Reactor): além de atenuar os harmónicos de corrente gerados pela comutação dos IGBTs do conversor, é um elemento essencial no esquema por permitir o controlo da corrente que a atravessa, controlando assim a potência ativa e reativa transferida para a rede elétrica. -- Conversores de comutação forçada (VSC) baseados em IGBTs: são o elemento essencial do sistema. São dispostos numa ponte de IGBTs e não necessitam da frequência da rede elétrica para efetuar a conversão AC/ DC. Para isso são controlados por PWM, que permite reduzir os harmónicos gerados e operar com frequências de comutação de 1 2 khz. --Banco de condensadores: atuam como baterias de energia no lado DC dos conversores. A tensão no cabo é mantida dentro dos limites de funcionamento carregando ou descarregando estes condensadores. São componentes importantes pois determinam o comportamento dinâmico do circuito DC. -- Cabo DC: do tipo XLPE (Cross-Linked Polyethylene). --Transformador: ajusta a tensão da rede offshore à tensão de transmissão. Figura 21: Representação de um sistema MVAC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore [1]. Figura 22: Representação de um sistema HVDC-VSC interligando um parque eólico offshore a uma rede onshore [1]. 24