apresentação energia das marés

Fontes Alternativas de Energia:

A força dos mares

Fontes Oceânicas de Energia

7º Período de Engenharia ElétricaMaio, 2014.

A força dos mares

● Esse trabalho visa a disseminação de uma nova modalidade de geração de energia elétrica, dessa vez aproveitando as formas disponíveis em um recurso hídrico que banha dois terços da superfície do planeta: os mares e oceanos.

A força dos mares

● O potencial de geração de energia elétrica a partir dos mares e oceanos inclui o aproveitamento das marés, ondas, correntes marítimas, além de formas alternativas de aproveitar a energia fornecida pelo mar, como energia térmica e gradientes de salinidade.

Mas afinal, o que são marés, ondas e correntes marítimas?

● MARÉ: movimento periódico das águas do mar, pelo qual elas se elevam ou se abaixam em relação a uma referência fixa no solo. (Mini Aurélio Escolar, 2002)

● Seu nível máximo é a maré cheia, ou alta, e o nível mínimo, a maré baixa, ou baixa-mar.

● Existe também um evento menos comum, chamado de maré sizígia, que possui grande amplitude e ocorre nos dias de lua cheia ou de lua nova.


● ONDA: porção de água do mar, lago ou rio, que se eleva; grande quantidade ou afluxo de líquido. (Mini Aurélio Escolar, 2002)

● É normalmente provocada no mar devido as mudanças de marés e ventos costeiros.


● CORRENTE MARÍTIMA: porção de água do mar que fluí. (Mini Aurélio Escolar, 2002)

● Resulta do deslocamento das massas de água do oceano após troca de calor, alteração na salinidade, etc.

Processo de formação de marés

Fonte: Próprio Autor.

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Níveis de marés durante o mês de Setembro de 2010 no porto de

Itaquí, em São Luís, MA.

Fonte: Adaptado de www.scielo.cl.

Aproveitando a força dos mares

● A energia cinética das marés, ou das ondas, precisa ser convertida em energia útil.

● Atualmente, as três maneiras mais comuns de se fazer esse aproveitamento são: – Boias (na costa ou em mar aberto);

– Barragens;

– Rotores submersos.

● Existe também um novo modelos em fase de desenvolvimento:– Compressão de ar por marés.

Geração modelo “boias”

● Utiliza-se boias ancoradas nas encostas, ou ancoradas no mar a uma certa distância da costa, no qual braços se movimentas de acordo com os movimentos das ondas, bombeando fluído (água, óleo ou ar comprimido) para turbinas acopladas ao eixo de geradores.

● No caso das boias ancoradas em alto mar, o próprio corpo da boia serve como braço mecânico.


Fonte: Adaptado de ligacaoeletrica.blogspot.com.

Geração modelo “boias”funcionamento

● Quando a onda passa por baixo da boia, movimenta-a fazendo com ela funcione como uma alavanca de uma bomba manual, bombeando fluído para a turbina.

● Válvulas ao longo da tubulação garantem que o fluído circule em apenas um único sentido.


Fonte: Adaptado de ANEEL (divulgação)

Geração modelo barragem

● O deslocamento da massa de água é criado represando-se a maré nas baías e usando a diferença entre os níveis dentro e fora da barragem.

● Havendo essa diferença no nível da água, a usina maré motriz opera como uma hidroelétrica.

● Utiliza-se quase sempre turbinas modelo Kaplan ou Bulbo.

Geração modelo barragem – Usina de La Rance (França)

Fonte: Adaptado de Prof. Agnaldo/Recursos vivos II/ UFRJ

Geração modelo barragem

Fonte: Wikimedia Commons.

Geração modelo barragem:funcionamento (maré alta)

● A maré sobe, tornando o nível dentro da baía menor do que o nível do mar aberto.

● Abre-se então a comporta, criando uma corrente de água e girando a turbina.

Geração modelo barragem:funcionamento (maré alta)

Baía Mar aberto


Geração modelo barragem:funcionamento (maré baixa)

● A maré baixa, tornando o nível de água represado dentro da baía maior do que o nível do mar aberto.

● Abre-se então a comporta, criando uma corrente de água e girando a turbina.

Geração modelo barragem:funcionamento (maré baixa)

Baía Mar aberto


Geração modelo rotores submersos

● Aproveita as correntes marítimas que fluem naturalmente no fundo do oceano.

● Essas correntes “empurram” a hélices dos rotores, fazendo com que girem acionando o gerador.

● É um funcionamento bem semelhante ao de turbinas eólicas, ou aerogeradores, com diferença nas características físicas do fluído que propicia a tomada de força.

Correntes marítimas do mundo

Fonte: Adaptado de INPE.

Geração modelo rotores submersos

Fonte: Wikimedia Commons.

Geração modelo compressor marítimo

● Ao subir, a maré enche compartimentos de bolsões de ar nas galerias da unidade geradora.

● O ar comprimido sobe para as turbinas, e as impulsiona como se fossem turbinas de vapor em termelétricas.

Geração modelo compressor marítimo

Essa energia no futuro

● Segundo estimativas da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), a energia potencial da maré é de 22 mil TWh por ano, dos quais 200 TWh seriam aproveitáveis.

● Em 2008, menos de 0,6 TWh, ou 0,3%, eram convertidos em energia elétrica.

● A nível de mundo, o país que mais se destaca no estudo para a redução de custos dessa tecnologia é Portugal, que tem diversos projetos pilotos.

Projeção das novas fontes

Essa energia no futuro

● Os principais locais para aproveitamento das marés são Argentina, Austrália, Canadá, Índia, Coreia do Sul, México, Reino Unido, Estados Unidos e Rússia.

● Entre os países com projetos piloto para aproveitamento das marés ou das ondas estão Estados Unidos, Canadá, França e Rússia.

Brasil

● No Brasil a energia do mar pode ser utilizada principalmente por meio das correntes de marés e das ondas. De acordo com a COPPE – Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia – da UFRJ, o potencial de marés e ondas no Brasil é de 144 GW.

Brasil – Potencial elétrico a partir de fontes oceânicas

Fonte: PNE 2030.

Brasil

● A COPPE/UFRJ está trabalhando na implantação de um projeto piloto para geração de energia a partir das ondas no Porto de Pecém, litoral do Ceará, cerca de 60 km de Fortaleza.

● Com isso, o Brasil será o primeiro país da América do Sul a gerar eletricidade por meio do movimento de ondas do mar.

Módulos de teste no Porto de Pecém


Porto de Pecém

● É uma parceria entre o Governo do Estado, COPPE/UFRJ e Eletrobrás.

● A proposta é construir uma usina composta por 20 módulos, com capacidade de geração de 500 kW (quilowatts).

Módulos de teste no Porto de Pecém


ENERGIA MAREMOTRIZ

● André Felipe V. da Silva, R.A.: 78689.● Luiz Fernando S. Santos, R.A.: 79166.● Gilson Villela Cancella, R.A.: 78992

● Orientação e avaliação: Prof. Me. Leandro Momenté Almada.

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Atlas de energia elétrica do Brasil. 3 ed. Brasília : ANEEL, 2008.

FARRET, Felix A. Aproveitamento de pequenas fontes de energia elétrica. 2. ed. revisada e ampliada. Santa Maria : Editora da UFSM, 2010.

LORA, Electo E. S. et al. Geração distribuída: aspectos tecnológicos, ambientais e institucionais. Rio de Janeiro : Interciência, 2006.

TIPLER, Paul. A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica. Tradução Naira Maria Balzaretti. Vol. 1. 6 ed. São Paulo: Editora Gen/LTC, 2012.

Referências

CIÊNCIAS & TECNOLOGIA: geração de eletricidade através de ondas no Brasil. Disponível em: <http://cienciasetecnologia.com/eletricidade-energia-ondas-mar/>. Acesso em 28 abril 2014.

Ministério de Minas e Energia: Plano Nacional de Energia 2030. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/publicacoes/pne_2030/PlanoNacionalDeEnergia2030.pdf>. Acesso em: 3 mai 2014.

Scielo: Energia Maremotriz. Disponível em: <https://www.scielo.cl%2Fscielo.php%3Fpid%3DS0718-33052011000200007%26script%3Dsci_arttext&ei=84VmU9X3JOfKsQSnkIGICA&usg=AFQjCNFnZyWwfcAoWL1fni5OiOEfJV6aTA&bvm=bv.65788261,d.cWc>. Acesso em: 4 mai 2014.

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