Energias Renováveis e Limpas: Um Exemplo que Vem do Mar

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Energias Renováveis e Limpas:

Um Exemplo que Vem do Mar

Grupo de Oceanografia Tropical - GOAT

Prof. Dr. Carlos A. D. Lentini

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Introdução

• Oceanos cobrem ~70% do nosso planeta

• Oceanos estão constante movimento

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Introdução

• Oceanos cobrem ~70% do nosso planeta

• Oceanos estão constante movimento

• Então por quê não utilizar esta energia de forma inteligente?

• E quais tipos de energia podem ser utilizadas?

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Introdução

• Mais de 11.000 patentes

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Marés:

• Conversão Energia Potencial => Energia • Somente para regiões com amplitudes

de maré > 5 metros (Ideal: > 10 metros) • Maior instalação: norte da França (estuá-rio do Rance, 1996) = 240 MW (~ 12 m)

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Construção Barragem => Impacto ambiental elevado

Interrupção processos naturais

Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Marés:

• Conversão Energia Potencial => Energia • Somente para regiões com amplitudes

de maré > 5 metros (Ideal: > 10 metros) • Maior instalação: norte da França (estuá-rio do Rance, 1996) = 240 MW (~ 12 m)

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Ondas:

 Período (T)

 Altura (H) = 2 x Amplitude (a)  Comprimento (L ou lambda)  Profundidade (d ou h)

 Águas Profundas: ~95% fluxo de energia ocorre entre superfície e a profundidade de L/2

 Águas Rasas: energia disponível

em toda coluna d’água _{Águas Profundas}

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Potência Anual Média kW/m (World Energy Council)

 50 KW/m

Fontes de Energia Marinha Renováveis

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Ondas:

 50 KW/m

 Energia de ondas é economicamente

viável para valores > 15KW/m  Recurso Global é de 1-10 TW (isóbata de 100m)  É da ordem da potência elétrica média anual consumida no mundo (~15 TW)

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Ondas:

 Estrutura articulada semi-submersa composta por diferentes módulos Cilíndricos que se encontram unidos por juntas flexíveis

 Quando uma onda passa induz movimento relativo entre os módulos  Energia: 750 kW (unidade)

 Atividade: costa Portuguesa (Aguçadoura) desde 2008 (5 km offshore) 3 módulos ~ 140 metros comprimento x 3.5 diâmetro

(energia gerada ~ 2.2 MW)  Pelamis

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Correntes de Maré e Oceânicas:

Turbinas Duplas – 15 m diâmetro

(~ 1.2 MW) Fase de testes Norte da Irlanda Turbinas Seagan – 11 m diâmetro

Ex: Canal de Bristol (Ingl) – 300 kW (2003)

Turbinas dispostas horizontalmente ou verticalmente

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica

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Fontes de Energia Marinha Renováveis

• Gradiente de Temperatura: Conversão de Energia Térmica

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Fonte: World Energy Council (WEC)

 A partir da diferença de temperatura entre as águas superficiais e a águas a 1000m de profundidade é possível gerar energia

 Uma diferença de temperatura de ~ 15o _{- 20}o_{C é adequada}  Zonas tropicais e subtropicais.

Fontes de Energia Marinha Renováveis

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 Vantagem: produção de água doce desalinizada, com potencial para consumo ou irrigação.

 Custo elevado  Baixa Eficiência  Exemplos:

Índia – 1 MW

Japão – 30 KW (experimental)

 Evaporação por aquecimento em contato com águas “mais quentes” e posterior condensação por resfriamento com águas “mais frias” bombeadas para a superfície

Fontes de Energia Marinha Renováveis

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 Custo elevado  Baixa Eficiência  Exemplo:

Holanda = 50 kW (2006) Noruega = 4 kW (2009)

 Energia = [Sal_Água_Mar] – [Sal_Água_Doce]

 Métodos: Eletrodiálise Reversa e Osmose Pressão Retardada

Fontes de Energia Marinha Renováveis

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Status do Desenvolvimento Tecnológico

Comercial: operacional e disponível no mercado

Pré-Comercial: Disponível mercado em alguns anos

Full-Scale: Fase de produção

Part-Scale (Sea): Fase de testes no oceano

Part-Scale (Tank): Protótipo em fase de testes em laboratório

Desenvolvimento e Design

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Status do Desenvolvimento Tecnológico

Comercial: operacional e disponível no mercado

Pré-Comercial: Disponível mercado em alguns anos

Full-Scale: Fase de produção

Part-Scale (Sea): Fase de testes no oceano

Part-Scale (Tank): Protótipo em fase de testes em laboratório

Desenvolvimento e Design

Fonte: IEA-OES 2007 Annual Report

• Necessidade de políticas de incentivo para promover estas tecnologias a um estágio

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Panorama de Desenvolvimento Tecnológico:

Utilização Energia Oceânica

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Panorama de Desenvolvimento Tecnológico:

Utilização Energia Oceânica

http://www.lts.coppe.ufrj.br/

• Ondas: Ceará

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• Matriz Energética dos Oceanos apresenta um potencial elevado

• Tecnologias para extração da energia renovável dos oceanos é recente (< 30 anos)

• Tecnologias de alto custo para extração de energia dos oceanos

encontram-se ainda em estágios embrionários – levará tempo para baixar custos.

• Alto custo de armazenamento dessa energia

•Atualmente, as tecnologias propostas devem ser vistas como um

investimento para o desenvolvimento de técnicas futuras e não como forma competitiva com outras fontes de energia

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Prof. Dr. Carlos A. D. Lentini

[email protected]

Instituto de Física - UFBA

Depto. de Física da Terra e do Meio Ambiente