OPWEC - Otimização de Conversores de Energia das Ondas

Liderado pela Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia, o projeto 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.

1. Síntese

Para Francisco Taveira Pinto, investigador responsável pelo projeto OPWEC - Otimização de Conversores de Energia das Ondas, «apesar dos importantes desenvolvimentos ocorridos ao longo dos últimos anos, as tecnologias existentes para o aproveitamento da energia das ondas ainda não apresentam, atualmente, um nível de maturidade tal que permita a exploração comercial desse importante recurso energético dos oceanos.»

Francisco Taveira Pinto explica que «não havendo ainda soluções que, comprovadamente, apresentem rentabilidade económica, é fundamental que, nesta fase, seja utilizado financiamento público, nomeadamente fundos do COMPETE 2020, para ajudar a desenvolver e a otimizar soluções com um elevado potencial.»

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. Nele participa também como investigador o Prof. Paulo Rosa Santos.

«O financiamento aprovado permitiu adquirir equipamento experimental de ponta para o estudo de estruturas flutuantes offshore no Laboratório de Hidráulica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, que permitirá desenvolver e otimizar duas tecnologias, bem como reforçar as equipas de investigação que vinham a desenvolver trabalho no desenvolvimento dessas duas tecnologias, tanto na FEUP como no IST-ID», como explica o investigador.

O projeto OPWEC - Otimização de Conversores de Energia das Ondas tem como objetivos desenvolver e avaliar duas tecnologias diferentes para conversão da energia das ondas utilizando modelação física e numérica, bem como projetar sistemas de amarração eficientes para os dispositivos quando instalados perto da costa e ao largo. 

Para atingir estes objetivos serão utilizados códigos numéricos desenvolvidos pelas instituições, adaptados de modo a reproduzirem os comportamentos hidrodinâmicos das duas tecnologias e incluírem os efeitos não lineares devidos aos sistemas de amarração e ao sistema de extração de energia, tanto no domínio do tempo, como da frequência. 

Ao contrário de outras energias renováveis, em que o número de tecnologias técnica e economicamente viáveis é limitado, diversas tecnologias podem coexistir para extrair energia das ondas, em função das condições locais. 

Locais perto da costa e ao largo são frequentemente atrativos para conversores de energia das ondas (WEC), devido ao elevado nível de energia e potencialmente menores impactos, mas podem necessitar de sistemas de amarração para manter a posição correta, evitar impactos, além de esforços excessivos nos cabos elétricos. Este elemento chave representa uma parte significativa do custo do dispositivo e tem que ser desenvolvido de forma a não afetar o desempenho do WEC (conversor de energia das ondas). 

> Tecnologias para convertes a energia das ondas

• O CECO é um conversor inovador, desenvolvido de forma a absorver, simultaneamente, a energia cinética e a energia potencial da onda. A prova de conceito experimental foi realizada na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), sendo, no entanto, necessários estudos adicionais para melhorar o seu desempenho, assim como desenvolver sistemas de amarração para aplicações em águas profundas. 
• O FOWC está a ser estudado no Instituto Superior Técnico (IST) utilizando modelação numérica. Já foi demonstrado que dispositivos flutuantes de coluna de água oscilante têm uma elevada largura de captura e podem ser instalados de forma comercial em regiões energéticas, sendo, no entanto, necessários estudos aprofundados para otimizar a produção de energia e reduzir os custos. O estudo irá focar-se nas características hidrodinâmicas de diferentes geometrias, na estratégia de controlo do PTO (sistema de extração de energia) e em sistemas de amarração eficientes. 

> Sistemas de amarração eficientes

O projeto de sistemas de amarração para conversores de energia das ondas (WEC) é complexo e varia de caso para caso, devido à diversidade de princípios de funcionamento e requisitos do sistema. 

Por outro lado, os conhecimentos oriundos da indústria offshore não são suficientes, devido às diferenças nas profundidades de água típicas, princípios de projeto, margens de segurança, entre outros. 

Como a dinâmica de um WEC e do seu sistema de amarração estão interligados (i.e., os movimentos do WEC dependem da história e da posição dos cabos de amarração e vice versa) é necessária uma análise dinâmica acoplada em que o PTO (sistema de extração de energia) também seja incluído. 

Em jeito de conclusão, e no que respeita ao trabalho realizado no âmbito deste projeto, Francisco Taveira Pinto adianta que «neste primeiro semestre de execução a atividade do projeto centrou-se no estudo hidrodinâmico e na análise da influência do sistema de extração de energia na resposta da tecnologia CECO, tendo as conclusões daí resultantes sido já publicadas numa revista científica de referência».

2. Links

Universidade do Porto 

Instituto Superior Técnico