Teoria e princípio de funcionamento da Energia das Ondas

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As ondas originadas pelo vento contêm uma grande quantidade de energia. A potência numa onda é proporcional ao quadrado da amplitude e ao período da onda., excedendo normalmente os 50 kW/m de onda.

A maior ocorrência de está situada ente as latitudes de 30º e 60º em ambos hemisférios. Na Europa os locais com maior potência de ondas situa-se na Irlanda e na Escócia (cerca de 75 kW/m).

Apesar de todo este potência a energia das ondas tem tido um menor desenvolvimento que as outras energia renováveis devido as seguintes razões:

Por se tratar de um fenómeno sinuosidade, com irregularidade na amplitude fase e na direcção, dificultando a implementação dos mecanismos para melhor aproveitamento

Os mecanismos de aproveitamento estarem expostos a condições ambientas agrestes, em que por vezes podem superar 100 vezes os esforços médios (furacões).

A necessidade de construção dos modelos a escalas perto do real, o que origina grandes custos e necessidade de investimentos muito avultados.

Devido a ser uma área tecnologia ainda em fase de desenvolvimento os custos da energia produzida ainda estão muito longe de ser competitivos com a energia da rede eléctrica, não sendo ainda possível estabelecer um valor certo para o KWh produzido pela energia das Ondas.

Tecnologia

Sendo uma área tecnológica em desenvolvimento e investigação existem uma diversidade de sistemas actualmente a serem testados. No entanto podem ser apresentados quanto a localização nas zonas costeiras, i.e., na costa (Shoreline), perto da costa (Nearshore) e fora da costa (Offshore)

Os sistemas na costa estão 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 (OWC) 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 (400 KW) (European Pilot Plant) é deste tipo, tal como a igualmente a recente central da ilha de Islay-Escócia (75 kW) (LIMPET).

Sistemas perto da costa estão localizados em águas perto dos 20 m,. Está planeado um protótipo com base no leito submarino desenvolvido por uma empresa inglesa o OSPREY, que terá uma potência de 2 MW.

Sistemas em águas profundas (offshore): 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 ( 2MW) (Archimedes Wave Swing), com tecnologia essencialmente holandesa, é um dos raros que atingiram a fase de construção de protótipo.

Outro exemplo é o PELAMISem fase avançada é o Pelamis (375 KW), sistema semi-submerso com uma estrutura composta de secções cilíndricas flutuantes com juntas onde se faz o aproveitamento da energia produzida pela oscilação dos cilindros ao passar as ondas. Existem outros sistemas ainda em fase de estudo como o McCabe Wave Pump, o Floting Wave Power Vessel, o Wave Dragon, o Salter Duck, entre outros.

Conclusões

Esta quantidade de diferente tipos de sistemas em estudo põe em evidência o estado actual dos sistemas de aproveitamento deste tipo de energia, onde ainda se está a estudar qual ou quais serão os sistemas mais eficientes e fiáveis para a produção de energia eléctrica pela conversão da energia das ondas

Uma boa eficiência de extracção de energia está associada condições de ressonância com as ondas, o que tem implicações sobre as dimensões máximas dos sistemas. Daqui resulta na prática que os sistemas (tal como na energia eólica) deverão ser modulares, com potências por unidade que não excedendo alguns megawatts, o que aponta para o fabrico em série.

Qualquer que seja a tecnologia utilizada, a variabilidade da potência produzida está dependente da variabilidade do próprio recurso energético (sazonal, e com o estado de mar), à semelhança do que sucede com a energia eólica. As flutuações associadas à escala de tempo do período da onda (cerca de 10 segundos) podem ser mais ou menos bem filtradas, conforme o sistema e a sua capacidade de armazenamento de energia (por exemplo num volante de inércia).

O impacto ambiental é variável conforme o tipo de sistema e, especialmente, a sua localização. Para os sistemas na costa o impacto é essencialmente visual. O principal impacto dos sistemas offshore está associado a interferências com a navegação e pesca.

Nas explorações offshore em grande escala, é de prever alteração (embora provavelmente não muito significativa) do regime de agitação marítima que atinge a costa, com a consequente modificação do transporte de sedimentos. O impacto na vida marinha é provavelmente pouco significativo.

Os sistemas de coluna de água oscilante, e outros utilizando turbina de ar, produzem ruído, que no entanto pode ser atenuado (se necessário) recorrendo a técnicas convencionais. Dum modo geral, a utilização da energia das ondas é uma tecnologia relativamente benigna do ponto de vista ambiental.

Apesar destas dificuldades a energia das ondas prova ser uma das fontes de energia renovável a ter em conta num futuro próximo.

Bibliografia

FORUM “Energias Renováveis em Portugal”- Relatório Síntese, ADENE/INETI, 1ª Edição – Lisboa, Novembro 2001.

Wave Energy Center www.wave-energy-centre.org

“Wave Energy Utilization in Europe – Current status and Perspectives “, Center for Renewable Source (CRES), Greece 2002