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As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
ENERGIA EENERGIA EÓÓLICA EM PORTUGALLICA EM PORTUGAL
SituaSituaçção, objectivo e desafiosão, objectivo e desafios
Faculdade de Engenharia da Universidade do PortoInstituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial
ÁÁlvaro Rodrigueslvaro Rodrigues
As Energias do Presente e do FuturoAs Energias do Presente e do FuturoLisboa, 21 de Novembro de 2005Lisboa, 21 de Novembro de 2005
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Sumário
. ENQUADRAMENTO
. RENOVÁVEIS E ELECTRICIDADE
. OBJECTIVOS NACIONAIS
. TEMAS “RECORRENTES”
. PROBLEMAS “NOVOS”
. CONCLUSÃO
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Enquadramento (Convenção Quadro NU Alterações Climáticas)
Actividadehumana
Gases c/efeitode estufa
Aquecimentoglobal
Alteraçõesclimáticas
IPCC, 19952º relatório
UNF CCC1992
IPCC, 19901º relatório
IPCC, 20013º relatório
Limitaçõesemissão de GEE
[2008-2012] / 1990
Acordos MarraquexeAdopção política do PQ
Quioto 1997Proposta de protocolo
Ratificação2002
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Electricidade – Directiva UE para as renováveis
Directiva Comunitária 2001/77/CEPromoção da electricidadegerada a partir de fontes renováveis
Para cumprir o objectivo de satisfazer, em 2008/2012,12 % do consumo de energia a partir de fontes renováveis,no sector eléctrico deverá atingir-se uma taxa depenetração de 22,1 % dessas fontes.
PortugalO consumo total de electricidade deverá incorporar,em 2010, 39 % de base renovável.
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
EÓLICA
ONDAS
BIOMASSA
RESÍDUOS
FOTOVOLTAICA
SOLAR TÉRMICA
MARÉS
HÍDRICA
Fontes Renováveis de Energia (alternativas ?)
GEOTÉRMICA
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Biomassa
Marés
Hídrica
Ondas
Eólica
Energia Mecânica
Energia Eléctrica
Energia Térmica
Energia Química
OTEC
Ar atmosf.
Radiação
Fis. Nuclear
Fus. Nuclear
Geotermia
Gerador Motor
Tu
rbin
a
Fri
cção
Co
mb
ust
ão
Renováveis e electricidade
Sola
r
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – crescimento anual
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
5019
90
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Capa
cida
de [G
W]
EuropaMundo
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
0
2500
5000
7500
10000
12500
15000
17500
Esp
anha
Ale
man
ha
Ási
a
Am
eric
a do
Nor
te
Aus
tralia
+Pac
ífico
Rei
no U
nido
Por
tuga
l
Itália
Hol
anda
Áus
tria
Áfri
ca
Out
ros
MW
nova capacidade
capacidade acumulada
Energia Eólica – nova capacidade 2004
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – Portugal (Dez04)
MW Turbinas MW Turbinas MW Turbinas
507,1 420 764,4 356 1271,5 776
9,6 43 0,0 0 9,6 43
5,3 22 1,8 6 7,1 28
522,0 485 766,2 362 1288,1 847
Ligados Em construção TOTAL
TOTAL
CONTINENTE
MADEIRA
AÇORES
PARQUES EÓLICOSEM PORTUGAL
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – Europa (Dez04)
16629
8263
3117
1125 1078 888 606 465 442 386 339 95 82 35 132 197522
0
2500
5000
7500
10000
12500
15000
17500Aleman
ha
Espa
nha
Dinam
arca
Itália
Holan
da
Reino
Unido
Áus
tria
Port
ugal
Gréc
ia
Suéc
ia
Fran
ça
Irland
a
Bélgica
Finlân
dia
Luxe
mbu
rgo
10 n
ovos
Out
ros
MW
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – Portugal (Nov05)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1995
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1997
1998
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2000
2001
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2003
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2005
Potê
ncia
[MW
]
Ligada
Em construção
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – Portugal (Nov05)
0
200
400
600
800
1000
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Capa
cida
de [M
W]
Acumulada
Nova capacidade
Em construção
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Em 2010, 39 % da electricidade consumidadeverá ter proveniência “renovável”
considerando o crescimento
previsível do consumo
considerando as hipóteses
de outras tecnologias
Será necessário instalar>3750 MW de EÓLICA !
Energia Eólica – Portugal – Objectivo 2010
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Portugal – objectivos/fonte (Res. Cons. Min. 63/2003)
Fonte Potência hpc Energia [MW] [TWh]
Eólica 3 750 2 250 8,438PCH 400 2 850 1,140Biomassa 150 4 200 0,630Biogás 50 4 200 0,310RSU 130 4 200*50% 0,273Ondas 50 2 500 0,125Fotovoltaica 150 1 200 0,180
TOTAL 4 580 (2 423) 11,096
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Portugal – objectivos/fonte (APREN)
Fonte Potência Energia [MW] [TWh]
Eólica 4 856 (990) 10,926PCH 400 (300) 1,140Biomassa 150 (10) 0,630Biogás 50 0,310RSU 130 (66) 0,273Ondas 50 (<1) 0,125Fotovoltaica 150 (<1) 0,180
TOTAL 5 576 12,880
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Energia Eólica – Portugal – Objectivo 2010
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2010
Capa
cida
de [M
W]
Em construção
Acumulada
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Energia Eólica (FER) - Desafios
Político / Administrativo
Ambiental
Industrial
Empresarial
Financeiro
Técnico-profissional e científico
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Temas “recorrentes”
Estimativa do recurso em ano médio(variabilidade inter-anual ► longo termo)
Variabilidade do recurso em pequenas escalas de tempo(turbulência, componentes da velocidade ► estudos )
Decisão sobre a localização dos parques(viabilidade técnico-económica e estimativa dos impactos)
Optimização da configuração dos parques(produção, solicitações mecânicas, etc.)
Incertezas das estimativas(medições, clima, modelos, etc. )
Aproveitamento de recursos moderados(classe dos aerogeradores, tipo de rotor, altura de torre)
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
-6
-4
-2
0
2
4
619
93
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Des
vio
velocida
de m
édia
[%]
Variabilidade inter-anual
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Tecnologia
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 5 10 15 20 25Velocidade do vento [m/s]
Coef
icient
e de
pot
ência
(Cp)
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
0
500
1000
1500
2000
2500
A600 - 2,53
B850 - 3,11
C1500 - 3,10
D2000 - 2,51
E2300 - 3,02
Prod
utivid
ade
[hpc
]
à altura do eixo
à altura das medições (60 m)
Selecção dos aerogeradores
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
A B A B A B A B
Velmax50
[m.s-1]
Velmédia
[m.s-1]
Intensidade turbulência(14 < V < 15 m.s-1) [%]
18 16 18 16 18 16 18 16
10,0
42,5
8,5
IV
7,5
30,0
6,0
ClasseIEC 61400 - Parte 1
50,0 37,5
I II III
Classe dos aerogeradores
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Utilização em locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Utilização de locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
336000 337000 338000 339000 340000 341000 342000 343000 344000 345000
Longitude [UTM; m]
3623000
3624000
3625000
3626000
Lati
tude
[UTM
; m]
8 8.5 9 9.5 10 10.5 11m/s
Distribuição da velocidade do vento 40 metros a.n.s.Dados do Aeroporto de Santa Catarina (1971-1980)
Modelos linearizados - WASP
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
CFD - Ventos®
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
CFD - Ventos®
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Técnicas de medição
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Utilização de locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
. Garantias de produção (WWFW)CFD ?
. Curva de potênciaAnemómetros da nacelle ?
. Curva de potênciaNormas IEC
. Necessidade de acreditação !
Verificação de garantias
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Utilização de locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Previsão
Modelos globais(condições de fronteira)
Mesoscala(velocidade do vento)
Modelos “estatísticos”
Modelos “físicos”
PREVISÃO DA PRODUÇÃO
. Planeamento da manutenção
. Despacho
. Negociação mercados
. Gestão do sistema
. Muito curto prazo (até 6 h)
. Curto prazo (até 3 dias)
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Utilização de locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Impacto – aceitação pública
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Impacto – aceitação pública
Temos actualmente instalados cerca 650 aerogeradores
Portugal é o país da Europa que maiores máquinas instala
(Em 2004: Espanha 1,06 MW; Portugal 1,78 MW)
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Potência média dos aerogeradores
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
250019
85
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Glob
al
Em in
stal
.
Potê
ncia
méd
ia [k
W]
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
Núm
ero
de m
áqui
nas
Potência média
Nº máquinas
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Temos actualmente instalados (ligados à rede)no continente 618 aerogeradores
Portugal é o país da Europa que maiores máquinas instala(Em 2004 Espanha 1,06 MW; Portugal 1,78 MW)
Admitindo que a potência média dos 3 000 – 3500 MW
que deverão ainda ser instalados seja de 2,5 MW …
Impacto – aceitação pública
…ainda faltam 1200 a 1400 aerogeradores!
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Impacto – aceitação pública
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Impacto – aceitação pública
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Utilização de locais de grande complexidade
Verificação de garantias
Aumento da taxa de penetração
Previsão
Impacto / aceitação pública
Offshore
Problemas “novos”
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2 170 MWTOTAL
250 MWPUERTO DE BILBAO
430 MWDELTA DEL EBRO
250 MWBANCO DE TRAFALGAR
250 MWCABO DE TRAFALGAR
990 MWMAR DE TRAFALGAR
CAPACIDADE PLANEADA
NOME DO PROJECTO
PROJECTOS OFFSHOREEM ESPANHA
Offshore - Espanha
As Energias do Presente e do Futuro – Lisboa, Nov05
Conclusão
O quadro alterou-se significativamente
A tecnologia evoluiu
O conhecimento avançou
Novas e maiores exigências
Rigor, abertura, atitudes novas
