I Curso de Especialização em Energias Renováveis Disciplina 7: Fontes de Energia Alternativas Parte 2 Prof. Dr. Hugo Valadares Siqueira
Energia dos Oceanos Energia das ondas (Ondomotriz) Energia das marés (Maremotriz) Energia das correntes marítimas
Energia das ondas
Energia Ondomotriz Aproveitamento das ondas oceânicas; Transformação da energia contida nas ondas marítimas em energia elétrica; Energia limpa e renovável; Ainda em fase de desenvolvimento não disponível comercialmente; Primeira usina instalada em 2008: Parque de Ondas da Aguçadoura, Portugal; Países que desenvolvem a tecnologia: Inglaterra, Portugal, Noruega, Japão e Brasil; Variedade de tecnologias em desenvolvimento, que resultam das diferentes formas em que a energia pode ser capturada e também das diferentes profundidades e características geológicas da localização escolhida; Hoje já há mais de uma centena de sistemas de energia em fases distintas de desenvolvimento.
Energia das ondas no mundo
Tipos básicos de tecnologia
Centrais de testes no mundo ONDAS DE PICO: 1- Central de Ondas do Pico (Açores, Portugal) Utilizada para pesquisas (Centro de Energia das Ondas - Wave Energy Centre) 2- ilha de Islay(Escócia) Mantida pela Voith Hydro Wavegen PROTÓTIPOS FLUTUANTES: a) protótipo da AWS (Aguçadoura, Portugal); b) dispositivo Pelamis (Aguçadoura, Portugal); c) European Marine Energy Centre (ilhas Orkney, Escócia)
Sistema Shoreline
Sistema Shoreline Principal tipo: coluna de água oscilante; Estrutura oca parcialmente submersa, aberta na parte frontal exposta as ondas por baixo da linha de água; O movimento alternado da superfície das ondas pressuriza e despressuriza o ar contido na estrutura; Isto cria um fluxo reciproco na turbina Wells. Esta turbina tem a capacidade de manter constante a direção de rotação independente da direção de fluxo de ar que passa através dela; Sistema shoreline: opera na costa; Principais projetos: European Pilot Plant (Potugal) LIMPET (Escócia)
Sistema Shoreline
Pico, Açores
LIMPET, Escócia Fonte: me1065.wikidot.com productforums.google.com
Pelamis
Pelamis Desenvolvido pela empresa Ocean Power Delivery Limited; Dispositivo articulado semi submerso (semelhante a uma cobra flutuante); Composto por seções cilíndricas ligada por juntas articuladas; Possui 150 m de comprimento, 3,5 de largura e capacidade de 750 kw; O movimento produzido pelas ondas faz com que seja bombeado óleo das juntas através dos motores hidráulicos; Estes são acoplados a geradores que transformam a energia mecânica em elétrica; Principal instalação: parque Aguçadora, Portugal; Sistema offshore: opera longe da costa.
Pelamis
Cabos de Conexão
Pelamis Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/281626/
Wave Dragon Fonte: www.wavedragon.net/
Wave Dragon Desenvolvido na Dinamarca; Mecanismo de galgamento de acumulação de energia potencial; Energia incidente concentrada por dois refletores parabólicos que focalizam as ondas para uma rampa curva; Atrás da rampa há um reservatório, que fica acima do mar, no qual a água que sobe pela rampa sendo armazenada temporariamente; A água deixa o reservatório através das turbinas; Esse movimento produz energia elétrica; Protótipo instalado em Bredning, Dinamarca.
Funcionamento Fonte: www.slideshare.net
Funcionamento Fonte: www.lehrerfreund.de
OPT Waves
Ocean Power Techinologies Ideia: gerar energia com o movimento de descida e subida de uma bóia (powerbuoy); Durante esse movimento, a bóia se move livremente na direção vertical; O movimento mecânico resultante aciona um gerador de energia elétrica; A energia da onda é transmitida por cabos submersos; Países onde a OPT tem usinas: EUA, Austrália, Espanha e Inglaterra
Bóia
PowerBuoy Fonte: www.engenhariacivil.com
PowerBuoy
Cabos de conexão
Sistema Pêndulo invertido Waveroller
Waveroller Transformação do movimento de um pêndulo invertido para gerar eletricidade; ancorado no fundo do mar (perto da costa fácil de construir a infraestrutura; Baseado em uma estrutura em forma de prato que tem movimento angular; O movimento pressuriza um sistema hidráulico acoplado a um gerador elétrico.
Fonte: http://aquamarinepower.com
Sistema Oyster: conversores parcialmente submersos
Disposição dos componentes www.tiedetuubi.fi www.rechargenews.com aw-energy.com
AWS Ocean Energy
Tecnologia AWS Tecnologia criada na Escócia; Trata-se de um pistão com ar comprimido; Se expande e contrai em resposta as pressões das ondas; O movimento relativo das duas peças do dispositivo é convertido diretamente eletricidade por um gerador linear; Sistema ressonante que pode ser ajustado a ondas predominantes; As primeiras unidades comerciais avaliadas em 1.25MW - suficiente para abastecer 625 casas equivalente a grandes turbinas eólicas.
Esquema Fonte: AWS Ocean Energy
Energia Ondomotriz no Brasil Usina de Pecém, instalada no quebra-mar do Porto do Pecém no Ceará; Em caráter experimental: novembro de 2012; A usina utiliza tecnologia brasileira desenvolvida pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) na Universidade Federal do Rio de Janeiro ; Pioneira na América Latina; Capacidade de produção de 100kW com a força das ondas do mar; Considerada uma planta de sucesso, deve retomar a produção no ano de 2017, porém em outro local no Ceará.
Energia Ondomotriz - Brasil
Energia Ondomotriz - Brasil
Energia Ondomotriz - Brasil Fonte: www.istoe.com.br
Casa de força odia.ig.com.br
Flutuadores
Energia das marés
Energia Maremotriz Modo de geração de energia por meio do movimento das marés. Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidos: a) energia cinética das correntes devido às marés; b) energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa; Duas marés altas (preamar) e duas marés baixas (baixamar); É necessária uma diferença de 7 metros entre a maré alta e a maré baixa para que o aproveitamento desta energia seja renovável. Atualmente na Europa existem pelo menos duas destas centrais de geração, uma na França e outra na Rússia.
Energia Maremotriz É necessário ter áreas costeiras onde ocorrem grandes amplitudes de maré; Ou canais estreitos com correntes de maré velozes; Em regiões adequadas são construídas barragens semelhantes a de usinas hidrelétricas; A barragem bloqueia e controla o movimento das marés; O aproveitamento energético é feito nos dois sentidos: na maré alta com o reservatório sendo preenchido e na maré baixa, quando o mesmo é esvaziado. No Brasil essa modalidade não é muito explorada devido à ausência de marés com amplitudes elevadas ou canais.
Maiores potencias de geração Fonte: www.renewablegreenenergypower.com
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Usina La Rance energia potencial
Utiliza os desníveis das marés; O sistema utilizado é semelhante ao de uma usina hidrelétrica; É necessária a construção de diques e barragens (permitindo a entrada e saída de água) e unidades geradoras de energia; As barragens são construídas próximas ao mar, e os diques são responsáveis pela captação de água durante a alta da maré; A água é armazenada e, em seguida, é liberada durante a baixa da maré, passando por uma turbina que gera energia elétrica.
Energia Maremotriz Fonte: www.bigelow.org
Turbina Fonte: s585190170.onlinehome.fr www.inovacaotecnologica.com.br
Energia das correntes marítimas
Energia das correntes marítimas Aproveitamento da energia cinética proveniente das correntes marítimas; Ex: corrente do Golfo. São mais previsíveis que o vento; As correntes marítimas são causadas principalmente pela alta e baixa das marés resultantes das interações gravitacionais entre a Terra, a lua e o sol, fazendo com que todo o mar flua. As diferenças regionais de temperatura e salinidade da rotação da Terra também são influentes na formação das mesmas.
Fatores favoráveis Capturando apenas 0,001% da energia disponível na corrente do Golfo, que possui 21 mil vezes mais energia que as Cataratas do Niágara em um fluxo de água que equivale a 50 vezes o fluxo total de todos os rios de água doce do mundo, seria possível suprir 35% das necessidades energéticas da Flórida; Fatores resultantes das propriedades dos fluidos; previsibilidade do recursos, de modo que, ao contrário da maioria das outras energias renováveis, sua disponibilidade futura pode ser conhecida e planejada; Recursos potencialmente vastos que podem ser explorados com pouco impacto ambiental; Métodos de geração de eletricidade em larga escala menos prejudiciais ao meio ambiente.
A conversão da energia cinética pode ser feita de modo semelhante ao trabalho de uma turbina eólica; Usa rotores de fluxo aberto O potencial de geração de energia elétrica através das correntes marítimas é enorme.
Turbina
Turbina OpenHydro
Referências http://energiasrenovaveis.com/ http://e-renovaveis.blogspot.com.br/2008/03/energia-dos-oceanos.html http://ec.europa.eu/maritimeaffairs/policy/ocean_energy/index_pt.htm Cruz, G. Energia Hidrocinética - Gerando energia nas ondas do mar. <http://cienciasetecnologia.com/eletricidade-energia-ondas-mar/>. Miller, Christine (Agosto 2004). "Wave and Tidal Energy Experiments in San Francisco and Santa Cruz". "Pelamis Wave Power" <http://www.pelamiswave.com/>. Joao Lima. Babcock, "EDP and Efacec to Collaborate on Wave Energy Projects Bloomberg Cruz, J.(2008), "Ocean Wave Energy - Current Status and Perspectives", Springer-Verlag. Falcão, A. F. de O. (2010), "Wave Energy Utilization: a review of the technologies", Renewable and Sustainable Energy Reviews,14. Pico OWC. <www.pico-owc.net>. "LIMPET wave power plant 10 years". <http://www.renewableenergyfocus.com/view/14267/limpet-wave-power-plant-10-years/>. Neumann, F. Projectos de Energia Renovável Oceânica em Portugal. <http://www.wavec.org/content/files/breve_historial_sobre_a_actividade_desenvolvida_em_portugal.pdf>. Cruz, G. Energia Hidrocinética - Gerando energia nas ondas do mar. <http://cienciasetecnologia.com/eletricidade-energia-ondas-mar/>. energia maremotriz Ministério do Meio Ambiente do Brasil
Antonio Garcia-Olivares et al.: A global renewable mix with proven technologies and common materials. In: Energy Policy 41, (2012), 561 574. Boris Cosic et al.: A 100% renewable energy system in the year 2050: The case of Macedonia. In: Energy 48, Issue 1, (2012), 80 87. Olav Hohmeyer, Sönke Bohm: Trends toward 100% renewable electricity supply in Germany and Europe: a paradigm shift in energy policies. In: Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment 4, (2015), 74 97. Mark Z. Jacobson, Mark A. Delucchi: Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. In: Energy Policy 39, Vol. 3, (2011), 1154 1169. Mark A. Delucchi, Mark Z. Jacobson: Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part II: Reliability, system and transmission costs, and policies. In: Energy Policy 39, Vol. 3, (2011), 1170 1190. Mark Z. Jacobson et al.: 100% clean and renewable wind, water, and sunlight (WWS) all-sector energy roadmaps for the 50 United States. In: Energy and Environmental Science 8, (2015), 2093-2117. Goran Krajacic et al.: How to achieve a 100% RES electricity supply for Portugal? In: Applied Energy 88, (2011), 508 517. Henrik Lund, Brian Vad Mathiesen.: Energy system analysis of 100% renewable energy systems - The case of Denmark in years 2030 and 2050. In: Energy 34, Issue 5, (2009), 524 531. Brian Vad Mathiesen et al.: Smart Energy Systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions. In: Applied Energy 145, (2015), 139 15 Brian Vad Mathiesen et al.: 100% Renewable energy systems, climate mitigation and economic growth. In: Applied Energy 88, Issue 2, (2011), 488 501.