Fonte
Existem várias formas potenciais de aproveitamento da energia dos oceanos: energia das marés, energia associada ao diferencial térmico (OTEC), correntes marítimas e energia das ondas.
Actualmente, a energia das ondas é uma das formas de energia dos oceanos que apresenta maior potencial de exploração, tendo em conta a força das ondas e a imensidão dos oceanos.
A energia das ondas tem origem directa no efeito dos ventos, os quais são gerados pela radiação solar incidente.
Conversão
A conversão de energia a partir das ondas apresenta claras semelhanças com a eólica. Dado que as ondas são produzidas pela acção do vento, os dois recursos apresentam idêntica irregularidade e variação sazonal.
Em ambos os casos extrai-se energia dum meio fluido em movimento e de extensão praticamente ilimitada.
A natureza ondulatória do mar (em comparação com o simples movimento de velocidade mais ou menos constante do vento) está na origem da maior complexidade de concepção de sistemas de conversão. Em compensação o recurso energético das ondas apresenta maior concentração espacial (numa camada de algumas dezenas de metros abaixo da superfície) do que a energia eólica.
Em ambos os casos, os sistemas de aproveitamento são modulares, com potências instaladas por unidade previsivelmente inferiores à dezena de MW.
Tecnologias
Actualmente existe uma substancial variedade de dispositivos e métodos de extracção de energia das ondas, ainda não havendo uma convergência para uma tecnologia dominante. No entanto podem-se distinguir dois grupos:
- sistemas na costa (ou próximos da costa);
- sistemas em águas profundas (offshore).
Tecnologias: Sistemas na costa
Normalmente localizados em águas pouco profundas (8-20 m), apoiados directamente na costa, ou próximos dela (possivelmente associados a obras de protecção costeira ou molhes portuários). São por vezes considerados de primeira geração, por serem praticamente os únicos que atingiram a fase de protótipo.
O sistema de coluna de água oscilante é o tipo mais bem sucedido. A tecnologia envolvida é relativamente convencional. A peça de equipamento mais específica é uma turbina de ar que acciona um gerador eléctrico. A central da ilha do Pico é deste tipo, tal como a igualmente recente central da ilha de Islay (Escócia).
Vantagens:
Os problemas de transporte de energia para terra e de acesso para manutenção são de relativamente fácil resolução.
Desvantagens:
A localização depende dum conjunto de factores geomorfológicos favoráveis na vizinhança imediata da costa, e os bons locais para construção não abundam, assim como o impacte visual é significativo.
Tecnologias: Sistemas em águas profundas
Situados normalmente em profundidades de 25-50 m, por vezes designados de segunda geração. Têm sido estudados dispositivos muito variados, sem que pareça ter surgido um tipo que domine os restantes como o mais vantajoso e promissor. Em geral o órgão principal é um corpo oscilante flutuante ou, mais raramente, totalmente submerso. O sistema de extracção de energia pode ainda utilizar a turbina de ar, ou equipamentos mais sofisticados (sistemas óleo-hidráulicos, motores eléctricos lineares, etc.). O sistema AWS, com tecnologia essencialmente holandesa, é um dos raros que atingiram a fase de construção de protótipo.
Vantagens:
Estão menos dependentes das condições de costa, e (em longas séries ao longo da costa) são os mais adequados para o aproveitamento da energia das ondas em grande escala.
Desvantagens:
As dificuldades associadas à sua maior complexidade, transporte de energia para terra, amarração ao fundo e acesso para manutenção têm impedido que o seu grau de desenvolvimento atingisse o da coluna de água oscilante e impacto dos sistemas offshore está associado a interferências com a navegação e pesca.
Estado em Portugal
- Actualidade
A energia que chega à costa ocidental portuguesa (500 km) é de cerca de 120 TWh/ano (em águas profundas). A conversão de apenas 1% desta energia em energia útil (substancialmente aquém do que é tecnicamente viável) produziria 1,2 TWh/ano, o que (para um factor de carga de 0,25) corresponderia a uma potência instalada de 550 MW. A contribuição dominante seria naturalmente de sistemas offshore.
As zonas costeiras portuguesas (em especial a costa ocidental do continente e as ilhas dos Açores) têm condições naturais entre as mais favoráveis em qualquer parte do mundo para o aproveitamento da energia das ondas: recurso abundante (cerca de 25-30 kW/m média anual), plataforma continental estreita (inexistente nos Açores) (ou seja águas profundas na proximidade da costa), consumo e rede eléctrica concentrados junto à costa do continente.
Em termos de I&D, Portugal é um dos países pioneiros (actividade desde a década de setenta) e com maior impacto (por exemplo em termos número de publicações e de participação e coordenação de projectos europeus). Dos três grandes projectos europeus actuais com construção de protótipos, liderou um (ilha Pico) e participou nos outros dois (LIMPET, ilha de Islay, Escócia, e AWS, Viana do Castelo). Portugal liderou a elaboração do Atlas Europeu de Energia das Ondas, referente ao recurso em águas profundas (offshore), estando em fase de finalização o Atlas Nacional de Ondas que descreve o recurso junto à costa do continente.
Para além destas instituições, e numa perspectiva mais lata, existe substancial capacidade técnica em Portugal na área do mar, nomeadamente engenharia costeira, portuária e naval. A engenharia offshore é uma área de menor capacidade nacional (em comparação com alguns países do norte da Europa).
No entanto existem uma série de barreiras ao desenvolvimento deste tipo de energia renovável:
- A passagem da fase de ensaios em laboratório para a demonstração com protótipo em mar real é fortemente dispendiosa, requer uma longa preparação e envolve riscos de vária ordem.
- O desenvolvimento dum sistema do tipo em questão, passando pelo projecto construção e operação de protótipo, até ao limiar da comercialização, requer a participação e coordenação duma equipa multidisciplinar, envolvendo empresas e instituições de I&D. Existe pouca experiência e tradição de empreendimentos deste tipo em Portugal.
- A escassa experiência portuguesa em tecnologia offshore pode implicar uma forte dependência de tecnologia estrangeira no desenvolvimento de sistemas offshore de segunda geração.
- Futuro
Portugal é hoje um dos países que dominam a tecnologia das centrais de coluna de água oscilante e respectivo equipamento incluindo a conversão por turbina de ar. Uma oportunidade próxima é a construção prevista na Foz do Douro duma central, basicamente do mesmo tipo, integrada numa obra de protecção costeira. É de referir que a tecnologia da coluna de água oscilante, associada a estruturas fixas, tem sido considerada particularmente adequada para sistemas mistos de energia das ondas e eólica offshore, e que há sistemas offshore em desenvolvimento (Japão, Irlanda, Reino Unido) que utilizam turbinas de ar.
O desenvolvimento de sistemas de energia das ondas offshore mais dificilmente poderá ser efectuado no País sem a participação de parceiros estrangeiros, por exigir maior esforço financeiro, comportar maiores riscos, e ainda por ser escassa entre nós a experiência em tecnologias offshore. A localização na costa portuguesa do protótipo AWS em fase final de construção é uma oportunidade para Portugal se associar, com o envolvimento de empresas e instituições de I&D nacionais, ao desenvolvimento desta tecnologia offshore.
Mais geralmente, as condições naturais da costa portuguesa, as tarifas especiais estabelecidas para a energia das ondas e a existência de capacidade tecnológica específica nacional tornam Portugal um país particularmente interessante como base para a demonstração de tecnologias de energia das ondas (incluindo sistemas offshore), sendo de incentivar para isso a constituição de consórcios com participação nacional significativa.
Até cerca de 2003-2004 é de prever a existência de três protótipos (um já existente, outro em fase final de construção e outro planeado) com a potência total de cerca de 3 MW. Na fase seguinte de replicação, e até cerca de 2007-08, pode-se prever a instalação de cerca de 20-30 MW repartidos por um pequeno número de centrais de coluna de água oscilante em obras de protecção costeira (com potências unitárias de cerca de 0,5-1 MW), e um ou mais conjuntos de sistemas offshore com potências unitárias da ordem de 3-5 MW. A partir desta data e até 2010, e admitindo que as tecnologias actualmente em desenvolvimento (e eventualmente outras) terão então atingido a fase de comercialização, as perspectivas podem exceder 50 MW de potência instalada.
Actualmente, a energia das ondas é uma das formas de energia dos oceanos que apresenta maior potencial de exploração, tendo em conta a força das ondas e a imensidão dos oceanos.
A energia das ondas tem origem directa no efeito dos ventos, os quais são gerados pela radiação solar incidente.
Conversão
A conversão de energia a partir das ondas apresenta claras semelhanças com a eólica. Dado que as ondas são produzidas pela acção do vento, os dois recursos apresentam idêntica irregularidade e variação sazonal.
Em ambos os casos extrai-se energia dum meio fluido em movimento e de extensão praticamente ilimitada.
A natureza ondulatória do mar (em comparação com o simples movimento de velocidade mais ou menos constante do vento) está na origem da maior complexidade de concepção de sistemas de conversão. Em compensação o recurso energético das ondas apresenta maior concentração espacial (numa camada de algumas dezenas de metros abaixo da superfície) do que a energia eólica.
Em ambos os casos, os sistemas de aproveitamento são modulares, com potências instaladas por unidade previsivelmente inferiores à dezena de MW.
Tecnologias
Actualmente existe uma substancial variedade de dispositivos e métodos de extracção de energia das ondas, ainda não havendo uma convergência para uma tecnologia dominante. No entanto podem-se distinguir dois grupos:
- sistemas na costa (ou próximos da costa);
- sistemas em águas profundas (offshore).
Tecnologias: Sistemas na costa
Normalmente localizados em águas pouco profundas (8-20 m), apoiados directamente na costa, ou próximos dela (possivelmente associados a obras de protecção costeira ou molhes portuários). São por vezes considerados de primeira geração, por serem praticamente os únicos que atingiram a fase de protótipo.
O sistema de coluna de água oscilante é o tipo mais bem sucedido. A tecnologia envolvida é relativamente convencional. A peça de equipamento mais específica é uma turbina de ar que acciona um gerador eléctrico. A central da ilha do Pico é deste tipo, tal como a igualmente recente central da ilha de Islay (Escócia).
Vantagens:
Os problemas de transporte de energia para terra e de acesso para manutenção são de relativamente fácil resolução.
Desvantagens:
A localização depende dum conjunto de factores geomorfológicos favoráveis na vizinhança imediata da costa, e os bons locais para construção não abundam, assim como o impacte visual é significativo.
Tecnologias: Sistemas em águas profundas
Situados normalmente em profundidades de 25-50 m, por vezes designados de segunda geração. Têm sido estudados dispositivos muito variados, sem que pareça ter surgido um tipo que domine os restantes como o mais vantajoso e promissor. Em geral o órgão principal é um corpo oscilante flutuante ou, mais raramente, totalmente submerso. O sistema de extracção de energia pode ainda utilizar a turbina de ar, ou equipamentos mais sofisticados (sistemas óleo-hidráulicos, motores eléctricos lineares, etc.). O sistema AWS, com tecnologia essencialmente holandesa, é um dos raros que atingiram a fase de construção de protótipo.
Vantagens:
Estão menos dependentes das condições de costa, e (em longas séries ao longo da costa) são os mais adequados para o aproveitamento da energia das ondas em grande escala.
Desvantagens:
As dificuldades associadas à sua maior complexidade, transporte de energia para terra, amarração ao fundo e acesso para manutenção têm impedido que o seu grau de desenvolvimento atingisse o da coluna de água oscilante e impacto dos sistemas offshore está associado a interferências com a navegação e pesca.
Estado em Portugal
- Actualidade
A energia que chega à costa ocidental portuguesa (500 km) é de cerca de 120 TWh/ano (em águas profundas). A conversão de apenas 1% desta energia em energia útil (substancialmente aquém do que é tecnicamente viável) produziria 1,2 TWh/ano, o que (para um factor de carga de 0,25) corresponderia a uma potência instalada de 550 MW. A contribuição dominante seria naturalmente de sistemas offshore.
As zonas costeiras portuguesas (em especial a costa ocidental do continente e as ilhas dos Açores) têm condições naturais entre as mais favoráveis em qualquer parte do mundo para o aproveitamento da energia das ondas: recurso abundante (cerca de 25-30 kW/m média anual), plataforma continental estreita (inexistente nos Açores) (ou seja águas profundas na proximidade da costa), consumo e rede eléctrica concentrados junto à costa do continente.
Em termos de I&D, Portugal é um dos países pioneiros (actividade desde a década de setenta) e com maior impacto (por exemplo em termos número de publicações e de participação e coordenação de projectos europeus). Dos três grandes projectos europeus actuais com construção de protótipos, liderou um (ilha Pico) e participou nos outros dois (LIMPET, ilha de Islay, Escócia, e AWS, Viana do Castelo). Portugal liderou a elaboração do Atlas Europeu de Energia das Ondas, referente ao recurso em águas profundas (offshore), estando em fase de finalização o Atlas Nacional de Ondas que descreve o recurso junto à costa do continente.
Para além destas instituições, e numa perspectiva mais lata, existe substancial capacidade técnica em Portugal na área do mar, nomeadamente engenharia costeira, portuária e naval. A engenharia offshore é uma área de menor capacidade nacional (em comparação com alguns países do norte da Europa).
No entanto existem uma série de barreiras ao desenvolvimento deste tipo de energia renovável:
- A passagem da fase de ensaios em laboratório para a demonstração com protótipo em mar real é fortemente dispendiosa, requer uma longa preparação e envolve riscos de vária ordem.
- O desenvolvimento dum sistema do tipo em questão, passando pelo projecto construção e operação de protótipo, até ao limiar da comercialização, requer a participação e coordenação duma equipa multidisciplinar, envolvendo empresas e instituições de I&D. Existe pouca experiência e tradição de empreendimentos deste tipo em Portugal.
- A escassa experiência portuguesa em tecnologia offshore pode implicar uma forte dependência de tecnologia estrangeira no desenvolvimento de sistemas offshore de segunda geração.
- Futuro
Portugal é hoje um dos países que dominam a tecnologia das centrais de coluna de água oscilante e respectivo equipamento incluindo a conversão por turbina de ar. Uma oportunidade próxima é a construção prevista na Foz do Douro duma central, basicamente do mesmo tipo, integrada numa obra de protecção costeira. É de referir que a tecnologia da coluna de água oscilante, associada a estruturas fixas, tem sido considerada particularmente adequada para sistemas mistos de energia das ondas e eólica offshore, e que há sistemas offshore em desenvolvimento (Japão, Irlanda, Reino Unido) que utilizam turbinas de ar.
O desenvolvimento de sistemas de energia das ondas offshore mais dificilmente poderá ser efectuado no País sem a participação de parceiros estrangeiros, por exigir maior esforço financeiro, comportar maiores riscos, e ainda por ser escassa entre nós a experiência em tecnologias offshore. A localização na costa portuguesa do protótipo AWS em fase final de construção é uma oportunidade para Portugal se associar, com o envolvimento de empresas e instituições de I&D nacionais, ao desenvolvimento desta tecnologia offshore.
Mais geralmente, as condições naturais da costa portuguesa, as tarifas especiais estabelecidas para a energia das ondas e a existência de capacidade tecnológica específica nacional tornam Portugal um país particularmente interessante como base para a demonstração de tecnologias de energia das ondas (incluindo sistemas offshore), sendo de incentivar para isso a constituição de consórcios com participação nacional significativa.
Até cerca de 2003-2004 é de prever a existência de três protótipos (um já existente, outro em fase final de construção e outro planeado) com a potência total de cerca de 3 MW. Na fase seguinte de replicação, e até cerca de 2007-08, pode-se prever a instalação de cerca de 20-30 MW repartidos por um pequeno número de centrais de coluna de água oscilante em obras de protecção costeira (com potências unitárias de cerca de 0,5-1 MW), e um ou mais conjuntos de sistemas offshore com potências unitárias da ordem de 3-5 MW. A partir desta data e até 2010, e admitindo que as tecnologias actualmente em desenvolvimento (e eventualmente outras) terão então atingido a fase de comercialização, as perspectivas podem exceder 50 MW de potência instalada.
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