Cofinanciado pelo COMPETE 2020, o projeto OPWEC liderado pela Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia tem dois objetivos muito claros: por um lado, desenvolver e avaliar duas tecnologias para converter a energia das ondas; por outro, projetar sistemas de amarração eficientes para os dispositivos quando instalados perto da costa e ao largo, conforme explicam os investigadores responsáveis, Francisco Taveira Pinto e Paulo Rosa Santos na newsletter semanal deste Programa.

 

 

 

 

 

 

 

O projeto OPWEC surgiu da necessidade de desenvolver duas tecnologias inovadoras de conversão da energia das ondas que se encontravam com um nível de maturidade baixo, mas que apresentavam um elevado potencial. Uma dessas tecnologias estava a ser desenvolvida na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (CECO) e a outra no Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa (FOWC).

 

Estas instituições tinham já experiência de trabalho conjunto em projetos de investigação científica, partilhavam o mesmo interesse pela área das energias renováveis do oceano e reuniam, de uma forma complementar, as competências necessárias ao desenvolvimento dessas duas tecnologias, pelo que a preparação da candidatura a financiamento foi um passo que surgiu com naturalidade.

 

 

 

Embora o recurso energia das ondas seja elevado e estratégico, em particular para um país como Portugal, com uma vasta área marítima com características adequadas à sua exploração comercial, o Oceano Atlântico coloca importantes desafios ao desenvolvimento das tecnologias de conversão. Por um lado, as ondas marítimas apresentam grande variabilidade temporal (as suas características variam de onda para onda, de hora para hora, de dia para dia, etc..) e espacialmente (de local para local), tornando a tarefa de otimização dessas tecnologias muito desafiante e complexa. Por outro lado, em particular durante o inverno, essas tecnologias são sujeitadas a condições de agitação marítima muito energéticas (extremas).

 

Desenvolver tecnologias de conversão que sejam eficientes para condições de mar frequentes, mas suficientemente robustas e fiáveis para as condições de mar mais extremas, que, sendo pouco frequentes, podem ocorrer e criar danos significativos e difíceis de reparar, é uma tarefa extremamente complexa.

 

 

Este projeto recorreu a uma abordagem, designada por modelação compósita, que combina testes experimentais com modelos físicos à escala e simulações com modelos numéricos avançados, como base para o estudo, desenvolvimento e otimização de duas tecnologias inovadoras de conversão da energia das ondas, incluindo os seus sistemas de amarração e de conversão de energia das ondas, que se destinam, quer a instalações próximo da costa, quer ao largo. Esta abordagem justifica-se porque a dinâmica de um conversor de energia das ondas e do seu sistema de amarração estão interligados (i.e., os movimentos de um conversor dependem das relações força-alongamento dos cabos de amarração e vice-versa), sendo necessária uma análise dinâmica conjunta em considere o sistema de conversão de energia.

As instalações laboratoriais da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, em particular o tanque de ondas do Laboratório de Hidráulica da Secção de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente, desempenharam um papel de destaque na prova de conceito e desenvolvimento dos dois conversores de energia das ondas.

 

 

 

A prova de conceito, a avaliação e a otimização das duas tecnologias: o CECO, que é um conversor inovador do tipo oscilante, desenvolvido de forma a absorver, simultaneamente, a energia cinética e a energia potencial da onda, adequado para aplicações próximas da costa e em águas mais profundas; e o FOWC, que é um dispositivo flutuante baseado no princípio da coluna de água oscilante, que têm uma elevada largura de captura e pode ser instalado de forma comercial em regiões energéticas. A primeira tecnologia encontrava-se já patenteada no inicio do projeto, mas o trabalho realizado para a segunda levou a submissão e posterior aprovação de uma patente pela equipa do IST.

 

 

O apoio COMPETE foi fundamental para a prova de conceito e desenvolvimento das duas tecnologias de conversão da energia das ondas na medida em que financiou recursos humanos que trabalharam nas atividades de investigação do projeto e contribuíram assim para o sucesso do mesmo, bem como a viabilizaram compra de equipamentos avançados considerados imprescindíveis para a realização dos estudos experimentais. 

 

 

 

O projeto OPWEC foi cofinanciado pelo COMPETE 2020, no âmbito do Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica (SAICT) e contou com um investimento elegível de cerca de 200 mil euros e um incentivo FEDER de 133 mil euros.

 

 

 

Artigo “OPWEC - Otimização de Conversores de Energia das Ondas”, de 14.02.2017 

 

Universidade do Porto