Análise do Potencial Energético das Ondas via Projeto HiWave-5: comparativo entre o Norte de Portugal e o Sul do Brasil
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/18911 |
Resumo: | Para seguimento do Roteiro Neutralidade Carbónica 2050, o aumento na capacidade da energia das ondas têm sido apontado como a maior fonte inexplorada do mundo. Reconhece-se que constitui um recurso promissor de valor económico, num modelo sustentável, mas que, apesar das diversas tecnologias desenvolvidas, ainda carece de um projeto estruturado e que trabalhe com as imprevisibilidades da agitação marítima, em alta performance, para além da fase de protótipo. Desse modo, o presente trabalho estabelece um comparativo da potencialidade de produção de eletricidade, em larga escala, entre as costas do Norte de Portugal (PT) e do Sul do Brasil (BR), para implantação do inovador projeto HiWave-5, mediante dispositivo CorPower Ocean Wave Energy Converter (CPOWEC) do tipo Absorção Pontual. Para os dois locais (Aguçadoura – PT e Rio Grande – BR), recorreu-se à assimilação e tratamento de dados de agitação para um período de 71 anos (1950 – 2020). Estes foram obtidos por intermédio do modelo de reanálise de quinta geração de dados ERA5-ECMWF, que fornece informação com um intervalo de 3 horas entre dados. Os estudos de caso mostraram que os resultados médios da altura de onda significativa (Hs) e do período de pico de onda (Tp), em ambos os locais, não comprometem substancialmente o absoluto desempenho do dispositivo, frente às suas limitações, em modo de sobrevivência a condições adversas, como tempestades. Com uma maior latitude, a região da Aguçadoura comprovou ter uma maior potência média de energia das ondas (P = 25.84 kW/m), para uma possível captação de PCPOWEC igual a 119.45 kW, frente à região de Rio Grande, com P = 14.93 kW/m e PCPOWEC = 69.20 kW. Além de ser estudada a variabilidade energética ao longo de sete décadas, também é feita uma análise da variabilidade sazonal. É nítido que existe uma maior eficiência energética nos invernos europeu e sul-americano respetivos. A variabilidade sazonal é maior para o cenário português do que para o cenário brasileiro. Numa perspetiva comercial, consolidou-se o potencial das ondas em ambos os locais, estimando-se valores de investimento, orientados pelo custo nivelado de energia, a atender às metas de geração elétrica nacional, dado um esperado crescimento exponencial de produção em massa até 2030, através da fazenda de energia das ondas. |
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Análise do Potencial Energético das Ondas via Projeto HiWave-5: comparativo entre o Norte de Portugal e o Sul do BrasilAgitação marítimaCPOWECEnergia das ondasERA5HiWave-5SustentabilidadeSustainabilityWave energyWind-wave climatePara seguimento do Roteiro Neutralidade Carbónica 2050, o aumento na capacidade da energia das ondas têm sido apontado como a maior fonte inexplorada do mundo. Reconhece-se que constitui um recurso promissor de valor económico, num modelo sustentável, mas que, apesar das diversas tecnologias desenvolvidas, ainda carece de um projeto estruturado e que trabalhe com as imprevisibilidades da agitação marítima, em alta performance, para além da fase de protótipo. Desse modo, o presente trabalho estabelece um comparativo da potencialidade de produção de eletricidade, em larga escala, entre as costas do Norte de Portugal (PT) e do Sul do Brasil (BR), para implantação do inovador projeto HiWave-5, mediante dispositivo CorPower Ocean Wave Energy Converter (CPOWEC) do tipo Absorção Pontual. Para os dois locais (Aguçadoura – PT e Rio Grande – BR), recorreu-se à assimilação e tratamento de dados de agitação para um período de 71 anos (1950 – 2020). Estes foram obtidos por intermédio do modelo de reanálise de quinta geração de dados ERA5-ECMWF, que fornece informação com um intervalo de 3 horas entre dados. Os estudos de caso mostraram que os resultados médios da altura de onda significativa (Hs) e do período de pico de onda (Tp), em ambos os locais, não comprometem substancialmente o absoluto desempenho do dispositivo, frente às suas limitações, em modo de sobrevivência a condições adversas, como tempestades. Com uma maior latitude, a região da Aguçadoura comprovou ter uma maior potência média de energia das ondas (P = 25.84 kW/m), para uma possível captação de PCPOWEC igual a 119.45 kW, frente à região de Rio Grande, com P = 14.93 kW/m e PCPOWEC = 69.20 kW. Além de ser estudada a variabilidade energética ao longo de sete décadas, também é feita uma análise da variabilidade sazonal. É nítido que existe uma maior eficiência energética nos invernos europeu e sul-americano respetivos. A variabilidade sazonal é maior para o cenário português do que para o cenário brasileiro. Numa perspetiva comercial, consolidou-se o potencial das ondas em ambos os locais, estimando-se valores de investimento, orientados pelo custo nivelado de energia, a atender às metas de geração elétrica nacional, dado um esperado crescimento exponencial de produção em massa até 2030, através da fazenda de energia das ondas.To follow the 2050 Carbon Neutrality Roadmap, the increase in wave energy capacity has been pointed out as the largest unexplored source in the world. However, despite the broad range of technologies already developed in a sustainable and economic model, it still lacks a structured project that works with the unpredictability of wind-wave climate in high performance, beyond the prototype stage. Thus, this paper presents a comparison of the potential for large-scale electricity production between the coasts of northern Portugal (PT) and southern Brazil (BR), for the implementation of the innovative HiWave-5 project, using a CorPower Ocean Wave Energy Converter device (CPOWEC) of the Point Absorption type. For the two locations, the assimilation and processing of sea wave data was carried out for a 71-year period (1950 – 2020) using the fifth generation ERA5-ECMWF reanalysis model, with an interval of 3 hours between data. The case studies showed that the mean results of the significant wave height (Hs) and the peak wave period (Tp), in both locations, do not substantially compromise the absolute performance of the device, given its survival limitations to adverse conditions, such as thunderstorms. Due to a greater latitude, the Aguçadoura region (PT) proved to have a higher mean wave power resource (P = 25.84 kW/m), for a possible capture of PCPOWEC equal to 119.45 kW, compared to the Rio Grande region (BR), which had P = 14.93 kW/m and PCPOWEC = 69.20 kW. In addition to studying the energy variability over seven decades, a seasonal variability analysis is also carried. It is clear there is a greater energy efficiency in the respective European and South American winters. Seasonal variability is greater for the Portuguese scenario than for the Brazilian scenario. From a commercial perspective, the wave energy potential in both locations were consolidated, estimating investment values, guided by the leveled cost of energy, in order to meet the national electricity generation goals, given an expected exponential growth of mass production until 2030, through wave energy farm.Abreu, Tiago André Martins de AzevedoRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoSilva, Kássio José Martins da2021-11-22T11:36:00Z20212021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/18911TID:202775151porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T13:12:10Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/18911Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:38:58.695679Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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