energia das ondas - cienciaviva.pt energia das ondas.pdf · – no caso das ondas a energia...
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Energia das OndasEnergia das Ondas
Vila do Conde, 07/Fev/2009Vila do Conde, 07/Fev/2009
07/Fev/200907/Fev/2009 11
�� TecnologiaTecnologia
�� RecursoRecurso
�� Parque de Ondas da Parque de Ondas da AguAguççadouraadoura
AgendaAgenda
07/Fev/200907/Fev/2009 22
Recurso
A energia das ondas pode ser vista como energia solar concentrada
Recurso
07/Fev/200907/Fev/2009 33
O aquecimento diferenciado da superfície do planeta gera vento...
Recurso
Recurso
07/Fev/200907/Fev/2009 44
E o vento, nos oceanos, gera ondas...
Como a densidade da água é muito maior que a do ar,
a densidade de energia étambém muito maior.
Recurso
07/Fev/2009 5Recurso
As ondas são um fenómeno de interacção do vento com a superfície livre dos Oceanos...
07/Fev/2009 6Recurso
E são essencialmente um fenómeno de superfície ...
07/Fev/2009 7Recurso
As grandes tempestades nos oceanos estendem-se por centenas de km comunicando assim grandes quantidades de energia àsuperfície das águas
07/Fev/200907/Fev/2009 88
As ondas mais As ondas mais energenergééticas são ticas são assim geradas assim geradas ao largo, nas ao largo, nas grandes grandes tempestades, tempestades, propagandopropagando--se se depois para depois para terraterra
São capazes de São capazes de viajar milhares viajar milhares de km, durante de km, durante dias, pratica dias, pratica --mente sem mente sem dissipadissipaçção de ão de energiaenergia
Wave height (ft)
Peak period (sec)
Recurso
07/Fev/200907/Fev/2009 99
RecursoRecurso
Recurso
�Denso
�Estável
�Previsível
• Além disso, no caso português
• É relativamente abundante
• Está localizado junto ao consumo
����
����
����
07/Fev/200907/Fev/2009 1010
TecnologiaTecnologia
Tecnologia
Concept developmentConcept developmentWave RotorWave RotorEcoFysEcoFys
Concept developmentConcept developmentBoyaBoya ArlasArlas(?)(?)
Concept developmentConcept developmentHydroflotHydroflotCeflotCeflotSpanish systems being Spanish systems being developed by a consortiumdeveloped by a consortium
Concept developmentConcept developmentPisysPisysPipoPipo SystemsSystems
Concept developmentConcept developmentOWEC converterOWEC converterOcean Wave Energy Company Ocean Wave Energy Company www.owec.comwww.owec.com
Concept developmentConcept developmentSearevSearevEcoleEcole CentraleCentrale de de NantesNantes www.ecwww.ec--nantes.frnantes.fr
PrototypePrototypeSperboySperboyEmbleyEmbley EnergyEnergy
PrototypePrototypeWavebobWavebobWaveBobWaveBob Ltd Ltd www.irishwww.irish--energy.ieenergy.ie
PrototypePrototypeWater PumpWater PumpWavebergWaveberg www.waveberg.comwww.waveberg.com
PrototypePrototypeWave StarWave StarWave Star Energy Wave Star Energy www.wavestar.dkwww.wavestar.dk
PrototypePrototypeMRC 1000MRC 1000OreCONOreCON www.orecon.comwww.orecon.com
PrototypePrototypeSeadogSeadogINRI INRI www.inri.uswww.inri.us
PrototypePrototypeOWC (offshore)OWC (offshore)EnergetechEnergetech www.energetech.com.auwww.energetech.com.au
PrototypePrototypeAquabuOYAquabuOYAquaenergyAquaenergy ww.aquaenergygroup.comww.aquaenergygroup.com
Prototype at EMEC. Developing Prototype at EMEC. Developing in Portugalin Portugal
Concept Concept demonstrationdemonstration
Wave RollerWave RollerAWAW--Energy OY Energy OY www.awwww.aw--energy.comenergy.com
Hebrides Hebrides islisl. (very old) . (very old) Bankrupt?Bankrupt?
Concept Concept demonstrationdemonstration
Power VesselPower VesselSea Power AB Sea Power AB www.seapower.sewww.seapower.se
Concept demonstration in Concept demonstration in Wales in progressWales in progress
Concept Concept demonstrationdemonstration
Wave DragonWave DragonWave Dragon Wave Dragon www.wavedragon.netwww.wavedragon.net
Looking for a developerLooking for a developerPre CommercialPre CommercialAWSAWSAWS Ocean Energy Ltd AWS Ocean Energy Ltd www.awsocean.comwww.awsocean.com
Known projects: Faroe Known projects: Faroe islisl (old) (old) and Spain (?).and Spain (?).
Pre CommercialPre CommercialOWC (offshore)OWC (offshore)WaveGen WaveGen www.wavegen.co.ukwww.wavegen.co.uk
SantoSantoññaa -- Developing the Developing the 150kW device150kW device
Pre CommercialPre CommercialPowerBuoyPowerBuoyOPT OPT www.oceanpowertechnologies.comwww.oceanpowertechnologies.com
AguAguççadouraadoura--IICommercialCommercialPelamisPelamisOcean Power Delivery Ocean Power Delivery www.oceanpd.comwww.oceanpd.com
CommentsCommentsStatusStatusDeviceDeviceManufacturer WebsiteManufacturer Website
07/Fev/200907/Fev/2009 1212
�� Dispositivos na costa (Dispositivos na costa (onshoreonshore) ) -- CAOCAO�� WavegenWavegen�� PicoPico
Tecnologia
Uma câmara de ar, oscilante por efeito das ondas, impulsiona uma turbina de Wells que acciona um gerador
07/Fev/200907/Fev/2009 1313
•• WaveWave RolerRoler
Tecnologia
•• Dispositivos prDispositivos próóximos da costa (ximos da costa (nearshorenearshore))
07/Fev/200907/Fev/2009 1414
�� Acesso FAcesso Fáácil para O&Mcil para O&M
�� Melhor SobrevivênciaMelhor Sobrevivência
�� Menores Custos de LigaMenores Custos de Ligaçção ão àà RedeRede
Tecnologia
Dispositivos costeiros Dispositivos costeiros vsvs ““ao largoao largo””
� Menos Energia Disponível
� Maior Impacto Ambiental
� Espaço “Impossível” de Obter
07/Fev/200907/Fev/2009 1515
Tecnologia
Dispositivos Dispositivos ao largo de ao largo de flutuadoresflutuadores
PelamisPelamis
07/Fev/200907/Fev/2009 1616
•• Dispositivos Dispositivos ao largo de ao largo de flutuadoresflutuadores–– AWSAWS
Tecnologia
Um cilindro afundado e com a flutuabilidade ajustada é impulsionado pela diferença de coluna de agua sobre ele, accionando um gerador linear.
A energia produzida étratada em terra antes de ser injectada na rede Funcionamento
07/Fev/200907/Fev/2009 1717
•• Dispositivos Dispositivos ao largo de ao largo de galgamentogalgamentoWaveWave DragonDragon
Tecnologia
07/Fev/200907/Fev/2009 1818
•• Dispositivos Dispositivos ao largo ao largo PneumPneumááticos ticos OceanlinxOceanlinx((EnergetechEnergetech))
Tecnologia
07/Fev/200907/Fev/2009 1919
•• Dispositivos Dispositivos ao largo de ao largo de Flutuadores Flutuadores Power Power BuoyBuoy
Tecnologia
07/Fev/200907/Fev/2009 2020
•• Dispositivos ao largo de Dispositivos ao largo de Flutuadores Flutuadores AquaAqua BuoyBuoy
buoy_animation.swf
Tecnologia
Funcionamento
07/Fev/200907/Fev/2009 2121
•• Dispositivos Dispositivos ao largo de ao largo de Flutuadores Flutuadores
Jangada Jangada McCabeMcCabe
Tecnologia
07/Fev/200907/Fev/2009 2222
E Portugal E Portugal ……
07/Fev/2009 23
Portugal
Motores
� 85% da energiaprimária é importada
� A necessidade forte de reduzir emissões de CO2
07/Fev/2009 24
Portugal
� Um recurso forte e uma linha de costa longa (comparada c/ área)
� ~ 30 kW/m; 500 km costaAtlantica
� Uma rede forte junto à costa� ~ 80% do consumo numa banda de
50 km ao longo da costa
� Uma batimetria muito acentuada� 50 m ou mais a 3~4 mn da costa
07/Fev/2009 25
Portugal
� Dispõe de um bom núcleo de ciência de base� IST / WEC� INETI
� Projectos de primeira linha� Projecto do Pico� Demonstração de conceito AWS� Aguçadoura I – Primeiro parque
comercial do mundo
07/Fev/2009 26
PortugalMercado Potencial
� ~ 350 km de áreas c/ baixo impacto� Restrições ambientais� Necessidades Navigacionais� Pesqueiros� Espaços de desporto & lazer� Outros utilizadores
� Defesa� Aquaculturas� Actividades Extractivas...
~ 5GW / 12 TWh/y
07/Fev/2009 27
PortugalPoliticas & Quadro Legal
� Licenças� Licença de Estabelecimento
� Licença Eléctrica� Licença Ambiental� Utilização do Domínio Público Marítimo
� Licença de Obra
� Mecanismos de apoio� Tarifa� Subsídios à I&D, à inovação, etc
07/Fev/2009 28
PortugalPolíticas & Quadro Legal
S. Pedro de Moel
� Área Piloto� ~ 260 km2
� Profundidades a partir de 30 m� 80 MW demonstração de conceito� 250 MW para conceitos pre-
comerciais & comerciais
� Nova Tarifa� Dependente da capacidade
instalada a nível mundial
07/Fev/2009 29
PortugalI&D e Apoio científico
� Instituto Superior Técnico20 anos a investigar a energia das ondas
� INETIReputação mundial na avaliação do recurso
� Wave Energy CenterOrganização jovem com pessoasexperientes muito activa napromoção da energia das ondas
07/Fev/2009 30
�Pico (Açores) Projecto CAO
400 kW
Apoiado pela UE
Pronta em 1999
Reconstruída em2005
PortugalProjectos Onshore
07/Fev/2009 31
PortugalProjectos Offshore
� MartiferA desenvolver o seu própriodispositivo
� Finavera & Aqua BuoyCom um projecto anunciado(100MW) ao largo da Figueirada Foz
� Wave DragonCom um projecto anunciadopara Portugal (50 MW)
07/Fev/2009 32
� AWS
Demonstraçãode conceito em2004
A desenvolveractualmente a próxima geração
PortugalProjectos Offshore
07/Fev/2009 33
� Wave Roler
Primeira unidade em construção
nos Estaleiros Navais de Peniche
Pronta em 2008
PortugalProjectos Offshore
07/Fev/2009 34
� Aguçadoura I
2,25 + 1,5 MW
(3 x 750 kW) +
(2 x 750 kW)
Maquinas emarranque
Subestação pronta
Operacional: 2008
PortugalProjectos Offshore
07/Fev/2009 35
� Aguçadoura II
18,75 MW
(25 x 750 kW)
Em desenvolvimento
Pronto em 2011
PortugalProjectos Offshore
07/Fev/200907/Fev/2009 3636
•• Das tecnologias disponDas tecnologias disponííveis, algumas encontramveis, algumas encontram--se jse jáá bastante avanbastante avanççadas e no limiar da passagem adas e no limiar da passagem a tecnologias comerciaisa tecnologias comerciais
Portugal
•• Existem previsões de uma convergência rExistem previsões de uma convergência ráápida pida do custo do kWh com origem nestas do custo do kWh com origem nestas tecnologias para o custo do kWh etecnologias para o custo do kWh eóólicolico
Energia das Ondas – O Futuro
•• O mercado criado serO mercado criado seráá um factor fundamental e um factor fundamental e
decisivo na determinadecisivo na determinaçção, desenvolvimento e ão, desenvolvimento e
fixafixaçção da tecnologiaão da tecnologia
07/Fev/200907/Fev/2009 3737
•• Um mercado mundial Um mercado mundial estiesti--madomado em mais 325.000 Mem mais 325.000 M€€
Portugal
Mercado
•• Um mercado estimado em Um mercado estimado em mais de 6.000 Mmais de 6.000 M€€
•• Portugal tem capacidade p/ Portugal tem capacidade p/ gerar 20% do seu consumo gerar 20% do seu consumo elelééctrico actual a partir da ctrico actual a partir da energia das ondasenergia das ondas
07/Fev/200907/Fev/2009 3838
PortugalPortugal
Portugal
•• Portugal possui condiPortugal possui condiçções muito boas para ões muito boas para desenvolver esta fonte renovdesenvolver esta fonte renováável.vel.
•• Ao fazêAo fazê--lo deve encarar a possibilidade de lo deve encarar a possibilidade de capturar a tecnologia e desenvolver um capturar a tecnologia e desenvolver um ““clustercluster”” industrial.industrial.
•• Portugal assumiu compromissos fortes que Portugal assumiu compromissos fortes que se manterão e se agravarão seguramente se manterão e se agravarão seguramente para lpara láá de 2010de 2010
07/Fev/200907/Fev/2009 3939
Muito Obrigado
______________________________________________
07/Fev/200907/Fev/2009 4040
HistorialHistorial –– Antes do 1Antes do 1ºº choque petrolchoque petrolííferofero
•• Primeiras ideias patenteadas em 1799Primeiras ideias patenteadas em 1799
•• Mais de 340 patentes atMais de 340 patentes atéé 19731973
•• Muitos modelos e dispositivos Muitos modelos e dispositivos experimentais ensaiados principalmente experimentais ensaiados principalmente em laboratem laboratóório (tanques de ondas)rio (tanques de ondas)
Introdução
07/Fev/200907/Fev/2009 4141
HistorialHistorial –– 1973 ~ 19801973 ~ 1980
•• Surto de interesse na Europa com muitos Surto de interesse na Europa com muitos programas de investigaprogramas de investigaçção.ão.
•• Principais paPrincipais paííses ses -- UK, Portugal, Irlanda, UK, Portugal, Irlanda, Dinamarca, SuDinamarca, Suéécia e Noruegacia e Noruega
•• ““patopato”” de Salterde Salter
Introdução
07/Fev/200907/Fev/2009 4242
HistorialHistorial –– Depois de 1980Depois de 1980
•• Em 1980 o governo do Reino Unido cortou Em 1980 o governo do Reino Unido cortou os fundos para a investigaos fundos para a investigaçção da energia ão da energia das ondas.das ondas.
•• Com a segunda crise do petrCom a segunda crise do petróóleo e as leo e as crescentes suspeitas de um problema crescentes suspeitas de um problema climclimáático derivado da queima de tico derivado da queima de combustcombustííveis fveis fóósseis, as renovsseis, as renovááveis ganham veis ganham terreno com a eterreno com a eóólica a ganhar protagonismolica a ganhar protagonismo
Introdução
07/Fev/200907/Fev/2009 4343
•• O recurso O recurso éé muito denso (o mais denso de muito denso (o mais denso de todos os recursos renovtodos os recursos renovááveis)veis)
–– No caso das ondas a energia No caso das ondas a energia éé proporcional ao proporcional ao quadrado da amplitude e ao perquadrado da amplitude e ao perííodo.odo.
–– Ondas com amplitudes grandes (> 2 m) e Ondas com amplitudes grandes (> 2 m) e longos perlongos perííodos (7 a 10 s) tem energias odos (7 a 10 s) tem energias superiores a 40~50 kW/msuperiores a 40~50 kW/m
–– Ao largo da costa portuguesa podemAo largo da costa portuguesa podem--se contar se contar com valores mcom valores méédios superiores a 30 kW/mdios superiores a 30 kW/m
Introdução
Recurso
• Um recurso denso significa sistemas de conversão menos extensivos
07/Fev/200907/Fev/2009 4444
•• O recurso O recurso éé bastante estbastante estáável, com relativa vel, com relativa imunidade aos efeitos climatimunidade aos efeitos climatééricos locais e ricos locais e uma variauma variaçção horão horáária ou ria ou circundicircundiááriariapequena. O estado do mar muda ao longo pequena. O estado do mar muda ao longo de horas ou dias e não em minutos como o de horas ou dias e não em minutos como o ventovento
•• Esta Esta éé uma caracteruma caracteríística extremamente stica extremamente úútil til para a gestão da Rede.para a gestão da Rede.
Introdução
Recurso
07/Fev/200907/Fev/2009 4545
•• O recurso O recurso éé tambtambéém bastante prevism bastante previsíível, vel, devido ao mecanismo de criadevido ao mecanismo de criaçção da ão da ondulaondulaçção. ão. ÉÉ posspossíível vel ““ver chegarver chegar”” a a ondulaondulaçção que se vai fazer sentir.ão que se vai fazer sentir.
•• A previsibilidade A previsibilidade éé uma das caracteruma das caracteríísticas sticas mais interessantes da energia das ondas mais interessantes da energia das ondas enquanto fonte de energia.enquanto fonte de energia.
Introdução
Recurso
07/Fev/200907/Fev/2009 4646
�� Existem modelos Existem modelos WindWind//WaveWave calibrados e calibrados e serviserviçços de previsão os de previsão offshoreoffshore bastante bastante desenvolvidos.desenvolvidos.
�� Existem bExistem bóóias ondias ondóógrafo espalhadas por todos grafo espalhadas por todos os oceanos do planetaos oceanos do planeta
�� SatSatéélites meteorollites meteorolóógicos com radares gicos com radares milimmiliméétricos avaliam constantemente o estado tricos avaliam constantemente o estado de agitade agitaçção do marão do mar
�� O prO próóprio processo de criaprio processo de criaçção e propagaão e propagaçção ão das ondas permite uma razodas ondas permite uma razoáável previsãovel previsão
Recursowww.fnmoc.mil/public
07/Fev/200907/Fev/2009 4747
•• O consumo elO consumo elééctrico estctrico estáálocalizado junto localizado junto àà costacosta
Portugal
Portugal
•• Batimetria interessanteBatimetria interessante
•• Uma costa muito extensa Uma costa muito extensa relativamente relativamente àà sua sua áárearea
•• Portugal tem uma Portugal tem uma razoarazoa--velvel densidade de energia densidade de energia -- 30 kW/m30 kW/m
07/Fev/200907/Fev/2009 4848
•• Dispõe de um bom nDispõe de um bom núúcleo de ciência de basecleo de ciência de base•• IST / WECIST / WEC•• INETIINETI
•• Projectou e construiu o primeiro protProjectou e construiu o primeiro protóótipo de tipo de um OWC no Picoum OWC no Pico
Portugal
• Arrancou recentemente o primeiro protótipo AWS
Portugal
• Tem em construção o 1º parque Pelamis
07/Fev/200907/Fev/2009 4949
•• A abundância e previsibilidade do recurso, o A abundância e previsibilidade do recurso, o
discreto impacto ambiental aliado discreto impacto ambiental aliado àà saturasaturaçção ão
das outras fontes renovdas outras fontes renovááveis sugerem que esta veis sugerem que esta
se vai tornar uma fonte importante no futuro.se vai tornar uma fonte importante no futuro.
Portugal
•• A distância a que estas tecnologias se encontram A distância a que estas tecnologias se encontram
da afirmada afirmaçção comercial estão comercial estáá jjáá na ordem de na ordem de
grandeza de tempo de desenvolvimento de um grandeza de tempo de desenvolvimento de um
projecto de energias renovprojecto de energias renovááveis veis –– 5 a 10 anos.5 a 10 anos.
Energia das Ondas – O Futuro
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