Faculdade Santo Agostinho - FSA

Disciplina: Geração de Energia Elétrica

Curso: Bacharelado em Engenharia Elétrica

Professora: Danielle Leite

Turma: 25N9A

Energia Eólica OffShore

Ernani Nascimento Dias

Teresina-PI

Março de 2016

Energia Eólica Offshore

Levantamento do potencial do país, limitações e soluções tecnológicasAna Estanqueiro

Conferência Energia 2020, 8 de Fevereiro de 200 Co-autor - Paulo CostaAgradecimentos - T. Pontes and DGM/INETI

Porquê eólica offshore?

Vantagens• Potencial eólico mais elevado,

menor turbulência;• Disponibilidade de largas áreas

não exploradas;• Menor resistência das populações;• A capacidade dos parques

é, teoricamente, ilimitada.

Desvantagens• Instalação e manutenção mais

sofisticadas e onerosas. Fonte: www.vestas.dk

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E porquê eólicaoffshore em Portugal?

O aproveitamento do potencial eólico em terra, (acima de ~6000 MW)introduzirá fortes constrangimentos ambientais (!) e impactos sociais não desprezáveis.

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A evolução da contribuição eólica sem offshore…

Com o crescente

aumento anual do consumo

(~3%) a penetração

eólica atingirá o máximo de 20% em 2015e começará a

baixar se outras

aplicaçõesnão se

seguirem.

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…e a evolução com offshore:Só o

desenvolvimento das aplicações

offshore permitirá a Portugal manter

a posição de liderança no

sector eólico quetem vindo a

granjear desde2005,

assegurando umadas 3 mais

elevadas penetrações de

energia eólica domundo.

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Caracterização do Potencial Eólico Offshoreem Portugal

A. ObjectivosB. ContextoC. Valor para o PaísD. Recurso EólicoE. Projectos R&DF. Estratégia

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Caracterização do Potencial Eólico

Offshore em Portugal

A. Objectivos

Aproveitamento do potencial eólico sustentável em Portugal;

Utilização e optimização das sinergias e “know-how” nacionais;

Transformar “dificuldades em oportunidades”: criação de conhecimento de ponta na área do deep-offshore.

Futura internacionalização das competências nacionais no domínio das energias renováveis.

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Consórcio para o desenvolvimento desistemas eólicos offshore

B. Contexto e MotivaçãoA área dos sistemas eólicos offshore é, dentro das energias renováveis, aquela que apresenta maior potencial de crescimento.

Vai contribuir decisivamente para as metas da UE no período 2020-2050.

Tecnologia emergente ainda na fase pré-competitiva ainda com possibilidade de elevada incorporação nacional

os parques eólicos offshore implicam investimentos entre 170 a 200% dos parques em terra.

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Consórcio para o desenvolvimento de sistemas eólicos offshore

C. Valor para o PaísUma task-force nacional permite racionalizar e distribuir os custos, aproveitar as sinergias e acelerar o desenvolvimento do sector.

A caracterização do potencial eólico offshore obriga a investimentos muito avultados, ainda sem enquadramento legislativo e tarifário.

Reforço da aposta nacional na valorização dos Oceanos: futura internacionalização das competências nacionais numa área tecnológica emergente.

Portugal pode aliar o conhecimento histórico sobre o mar, a aposta na valorização dos oceanos ao desenvolvimento de sistemas eólicos ao largo.

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Desenvolvimento de know-hownacional sobre sistemas eólicos offshore

C. Valor para o País (cont.)Aposta nacional na valorização dos Oceanos, nas áreas tecnológicas emergentes da energia eólica offshore e dos oceanos.

Fonte: www.poseidonorgan.com

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Desenvolvimento de know-hownacional sobre sistemas eólicos offshore

D. O Recurso Offshore (1º passo)

1. Identificação de macro-regiões com potencial eólico ao largo da costa portuguesa:• Mapeamento do recurso: construção de

Atlas de Vento;• Caracterização da batimetria

nessas zonas;• [Avaliação da energia das ondas

extremas e correntes]

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D. O Atlas offshore...[… permitiu

identificar “macro-regiões” com interesse]

Consoante o tipo de

tecnologia Já existente (1º

fase):

1ª FASE – TIPO ARegiões com NEPS >= 2900h/ano e batimetria <=40m, fora das zonas de exclusão, consentindo um tipo de fundo “não rocha”

2ª FASE – TIPO BRegiões com NEPS >= 2700h/ano e batimetria <=40m, fora das zonas de exclusão, consentindo um tipo de fundo “não rocha”

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O estado da arte da tecnologia….

As condições batimétricas do projecto Beatrice

(profundidade máxima 45 m) são muito similares às dos locais com

potencial eólico na costa portuguesa.

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Fonte: www.beatricewind.co.uk

O potencial offshore na região Norte (Tipo A, ~500 MW)

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O potencial offshore na região centro (Tipo A, ~700 MW)

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O potencial offshore (Tipo A – Outras áreas, ~100 MW)

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O potencial offshore (Tipo B – Norte e Centro, ~2500 MW)

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O potencial offshore na região (tipo B – Centro e Sul, ~1000 MW)

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D. O Atlas offshore

[… permitiu identificar “macro-regiões” com interesse]

Consoante o tipo de tecnologia

Em desenvolvimento (2º fase): “Deep offshore”

Regiões com NEPS >= 2900 hano e batimetria a variar entre os 40m e 200m.Neste caso, não foi dada relevância (imposta restrição) ao tipo de fundo.

As grandes expectativas de desenvolvimentos offshore em países como US, J, I, Ie, Ko and PT residem em sistemas flutuantes, sendo a Noruega líder nesta área.

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…mas a grande esperança de vários países (PT, No, US, Ie, Co, J, I,…) reside nos sistemas flutuantes

…Somente o

desenvolvimento de fundações flutuantes

permitirá o pleno aproveitamento do potencial eólico na costa portuguesa.

Fonte: IEA, Task 23 (ieawind.org)

Fonte:http://www.belt.es

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A plataforma costeira PortuguesaAo contrário do que é comummente assumido Portugal tem à sua disposição a uma plataforma costeira com batimetrais que variam de 25 m to 200 m, e estas com declives baixos (~ 3%).

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O recurso eólico “deep offshore”em Portugal

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Nota Técnica: restrições SIG

Zonas de exclusão tomadas no estudo:

• Falhas sísmicas com raio (buffer) de 100m;• ZPE (zonas de protecção ecológica) e outras

zonas de protecção marítimas muito exclusivas (ex: fundeadouros, zonas de pilotagem específicas, boias de sinalização);

• Zona piloto;• Corredores de navegação;• Cabos submarinos e eléctricos com raio de

50m;• “declive” – embora ele próprio nem sequer

tenha entrado na análise porque até à batimétrica dos 200m tem valores inferiores a 10%;

• Tipo de fundo – Areias,cascalho,rocha (dependendo da fase de estudo considerada);

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E. R&D: O Projecto NORSEWinD

Fonte: http://www.quinetiq.com;

Projecto em fase inicial: Fonte: http://www.natural power.com

Utilização de uma rede de equipamentos (tecnologia LIDAR e convencional) a instalar nas plataformas petrolíferas do Mar do Norte e nas Berlengas, cujos resultados permitirão desenvolver e validar metodologias para caracterização da energia do vento no mar com base em dados de satélite.

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Projecto NORSEWinD: Fase prévia - validação

de modelos naBerlenga

O INETI iniciou em 2006 uma campanha experimental na Berlenga para validar o

Atlas de Potencial Eólico Offshore na costa Atlântica (em curso).

Berlengas/Peniche

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Projecto NORSEWinD: Fase prévia - validação

de modelos naBerlenga

Número de horas equivalentes à potência nominal (NEPs)

H = 9 m [h/year]

h/ano0.0 - 390.0

390.1 - 713.8

713.9 - 1,003.5

1,003.6 - 1,276.2

1,276.3 - 1,548.9

1,549.0 - 1,889.7

1,889.8 - 2,281.6

2,281.7 - 2,656.5

2,656.6 - 2,980.3

2,980.4 - 3,235.9

3,236.0 - 3,474.5

3,474.6 - 3,764.2

3,764.3 - 4,309.5

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Projecto NORSEWinD: Fase prévia - validação

de modelos naBerlenga

Dados Satelite vs IN_166

25

20

15

10

5

01 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 199 208 217 226 235 244 253 262 271 280 289 298 307 316 325 334 343

Satelite IN_166

Projecto em curso;

Dados satélite Quickscat. Passagem satélite na proximidade da ilha no período (10.2006 – 09.2007). Nesse período a correlação com os dados experimentais do mastro do INETI, IN-** foi superior a a 90%.

V (

m/s

)

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Desenvolvimento de know-hownacional sobre sistemas eólicos offshore

F. Estratégia e metodologia (2º passo)1. Participação em projectos internacionais relevantes para

a caracterização e avaliação das potencialidades e dificuldades técnicas

Simulação do vento na costa, detecção remota, uso dados satélite e

correlação com as medições no mar para validação;

Projecto NORSEWinD, EC FP7- Energy-2007-2-TREN

(PT: INETI; D: Riso, G: IWES, NO: Stathoil e 20 outros)2. Identificação de soluções tecnológicas viáveis (e.g. fundações e amarrações);

Projecto IEA Task 23- Offshore

[DK: DEA/Riso, US: DOE/NREL/MIT/GE, UK: DTI/GH; G: Gov./Univ.

Stuttgart/GE/GL,N:SenterNovem/We@Sea; Sp: Ciemat/Cener; Se: SEA/Chalmers

slide 28 of 34Univ. P: INETI/Selenis, (…) ]

F. Estratégia e Metodologia

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Um possível consórcio para o desenvolvimento de sistemas

eólicosoffshore

Cronograma e datas-chave

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Actividade 1: 2006-2009Validação modelos numéricos

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Actividade 2,Fase 2: 2009-2012Medir no mar!...

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slide final

SínteseA) Existe elevado potencial eólico offshore, sobretudo para

soluções flutuantesPara batimetrais <= 40 m na Costa Portuguesa, existe potencial para uma capacidade até 3500 MW…

.... mas “o petróleo português está nos sistemas “deep offshore”...

B) Já existe tecnologia passível de instalação na batimetria da costa Portuguesacom especial incidência nos sistemas “jacket”;a indústria é emergente e aponta possibilidade de desenvolvimento de know-how conjunto e tecnologia de elevada incorporação dos dois países com elevado interesse nas tecnologias do mar.

C) Promotores mostram grande apetência pelo offshore (2015- 2030).

D) As tempestades de “mar aberto” podem revelar-se um problema sério…

Hywind

Projecto HywindPrimeira turbina multi-MW instalada num sistema flutuante (“ballast”) na costa da Noruega.

Hywind

Hywind

Hywind