Energias Renováveis e Limpas: Um Exemplo que Vem do Mar

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1 Energias Renováveis e Limpas: Um Exemplo que Vem do Mar Grupo de Oceanografia Tropical - GOAT Prof. Dr. Carlos A. D. Lentini Simpósio Internacional Sustentabilidade 13 a 15 setembro de 2010

2 Introdução Oceanos cobrem ~70% do nosso planeta Oceanos estão constante movimento

3 Introdução Oceanos cobrem ~70% do nosso planeta Oceanos estão constante movimento Então por quê não utilizar esta energia de forma inteligente? E quais tipos de energia podem ser utilizadas?

4 Introdução Mais de patentes Nenhum padrão ou design preferencial

5

6 Marés:

7 Marés:

8 Marés: Conversão Energia Potencial => Energia Somente para regiões com amplitudes de maré > 5 metros (Ideal: > 10 metros) Maior instalação: norte da França (estuário do Rance, 1996) = 240 MW (~ 12 m)

9 Marés: Construção Barragem => Impacto ambiental elevado Interrupção processos naturais Conversão Energia Potencial => Energia Somente para regiões com amplitudes de maré > 5 metros (Ideal: > 10 metros) Maior instalação: norte da França (estuário do Rance, 1996) = 240 MW (~ 12 m)

10 Ondas: Período (T) Altura (H) = 2 x Amplitude (a) Comprimento (L ou lambda) Profundidade (d ou h) Águas Profundas: ~95% fluxo de energia ocorre entre superfície e a profundidade de L/2 Águas Rasas: energia disponível em toda coluna d água Águas Profundas Águas Rasas

11 Ondas: Potência Anual Média kw/m (World Energy Council) 50 KW/m

12 Ondas: Potência Anual Média kw/m (World Energy Council) 50 KW/m Energia de ondas é economicamente viável para valores > 15KW/m Recurso Global é de 1-10 TW (isóbata de 100m) É da ordem da potência elétrica média anual consumida no mundo (~15 TW)

13 Ondas: Pelamis (Fonte: Estrutura articulada semi-submersa composta por diferentes módulos Cilíndricos que se encontram unidos por juntas flexíveis Quando uma onda passa induz movimento relativo entre os módulos Energia: 750 kw (unidade) Atividade: costa Portuguesa (Aguçadoura) desde 2008 (5 km offshore) 3 módulos ~ 140 metros comprimento x 3.5 diâmetro (energia gerada ~ 2.2 MW)

14 Correntes de Maré e Oceânicas: Turbinas dispostas horizontalmente ou verticalmente Correntes dos Giros Oceânicas: GW (~ 15 kw/m 2 ) Turbinas Seagan 11 m diâmetro Ex: Canal de Bristol (Ingl) 300 kw (2003) Turbinas Duplas 15 m diâmetro (~ 1.2 MW) Fase de testes Norte da Irlanda

15 Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica Distribuição de Temperatura Superficial (Média Anual) Fonte:

16 Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica Distribuição de Temperatura a 1000m (Média Anual) Fonte:

17 Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica A partir da diferença de temperatura entre as águas superficiais e a águas a 1000m de profundidade é possível gerar energia Uma diferença de temperatura de ~ 15 o - 20 o C é adequada Zonas tropicais e subtropicais. Fonte: World Energy Council (WEC)

18 Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica Evaporação por aquecimento em contato com águas mais quentes e posterior condensação por resfriamento com águas mais frias bombeadas para a superfície Vantagem: produção de água doce desalinizada, com potencial para consumo ou irrigação. Custo elevado Baixa Eficiência Exemplos: Índia 1 MW Japão 30 KW (experimental)

19 Gradiente de Salinidade: Energia = [Sal_Água_Mar] [Sal_Água_Doce] Métodos: Eletrodiálise Reversa e Osmose Pressão Retardada Custo elevado Baixa Eficiência Exemplo: Holanda = 50 kw (2006) Noruega = 4 kw (2009)

20 Status do Desenvolvimento Tecnológico Comercial: operacional e disponível no mercado Pré-Comercial: Disponível mercado em alguns anos Full-Scale: Fase de produção Part-Scale (Sea): Fase de testes no oceano Part-Scale (Tank): Protótipo em fase de testes em laboratório Desenvolvimento e Design Fonte: IEA-OES 2007 Annual Report

21 Status do Desenvolvimento Tecnológico Necessidade de políticas de incentivo para promover estas tecnologias a um estágio comercial Comercial: operacional e disponível no mercado Pré-Comercial: Disponível mercado em alguns anos Full-Scale: Fase de produção Part-Scale (Sea): Fase de testes no oceano Part-Scale (Tank): Protótipo em fase de testes em laboratório Desenvolvimento e Design Fonte: IEA-OES 2007 Annual Report

22 Panorama de Desenvolvimento Tecnológico: Utilização Energia Oceânica

23 Panorama de Desenvolvimento Tecnológico: Utilização Energia Oceânica Ondas: Ceará Fase de testes em laboratório

24 Conclusões Matriz Energética dos Oceanos apresenta um potencial elevado Tecnologias para extração da energia renovável dos oceanos é recente (< 30 anos) Tecnologias de alto custo para extração de energia dos oceanos encontram-se ainda em estágios embrionários levará tempo para baixar custos. Alto custo de armazenamento dessa energia Atualmente, as tecnologias propostas devem ser vistas como um investimento para o desenvolvimento de técnicas futuras e não como forma competitiva com outras fontes de energia

25 MUITO OBRIGADO!!! Instituto de Física - UFBA Depto. de Física da Terra e do Meio Ambiente Prof. Dr. Carlos A. D. Lentini

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