terça-feira, 11 de março de 2014

A procura de novas fontes de energia limpas e renováveis – Quarta Parte.

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Quarta Parte – Energia das ondas ou das Marés (Maremotriz).


É uma das formas consideradas limpas e sustentáveis 
existentes. Em toda costa dos continentes esta disponível. O
 domínio desta tecnologia será por certo, fator 
importantíssimo  para o desenvolvimento no futuro.
Energia maremotriz é o modo de geração de energia através
 da utilização da movimentação da água dos oceanos e a
 provocada pelas marés. Dois tipos de energia maremotriz
 podem ser obtidos:
1) A energia cinética das correntes devido às marés (ondas).
2) A energia potencial pela diferença de altura entre as 
marés alta e baixa.

A usina maremotriz de La Rance utiliza a diferença entre a
 maré baixa e a maré alta.
O aproveitamento da energia das marés pode ser feito a 
partir de centrais elétricas que funcionam por ação da água 
dos mares.
É necessária uma diferença de aproximadamente 5 metros
entre a maré alta e a maré baixa para que o aproveitamento
 desta energia seja  rentável.
Atualmente na Europa existem pelo menos duas 
destas centrais:
 Uma no norte de França e outra na Rússia.
A maré é uma fonte natural de energia, não poluidora e renovável. A energia das ondas tem origem direta no efeito dos ventos, os quais são gerados pela radiação solar incidente. As marés estão relacionadas com a posição da Lua e do Sol e do movimento de rotação da Terra.
As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia potencial devido à sua altura. O aproveitamento energético das marés é obtido através de um reservatório formado junto ao mar, através da construção de uma barragem, contendo uma turbina e um gerador. Tanto o movimento de subida quanto o de descida produz energia. A água é turbinada durante os dois sentidos da maré:
- na maré alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo energia elétrica,

- na maré baixa, a água esvazia o reservatório passando em sentido contrário ao do enchimento através da turbina e desta maneira também produz energia elétrica.
Esta energia pode ser utilizada na produção de energia elétrica através das usinas elétricas de maré. As instalações não podem interferir com a navegação e têm que ser robustas para poder resistir às tempestades apesar de ter sensibilidade bastante para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis. A obtenção de energia através da maré é possível em áreas costeiras onde ocorrem grandes amplitudes de maré, para que ela possa vir a transformar-se em importante fonte alternativa de energia elétrica.


Mas esta nova tecnologia mostrada pela Voith promete tornar mais fácil o uso para locais de grande vazão como próximo a foz de grandes rios ou locais da costa com grandes atividades das marés;

O filme de animação ilustra o funcionamento da tecnologia de correntes marítimas.
As correntes marítimas podem ser usadas para a produção de energia em várias regiões do mundo. As usinas de correntes marítimas utilizam a energia cinética criada pelo movimento que surge entre as marés enchente e vazante. Esse é o aspecto que diferencia as usinas de correntes marítimas das usinas das marés, que utilizam a amplitude das marés, isto é, a altura da queda entre elas.
As usinas de correntes marítimas são instaladas sob a superfície da água e não requerem barragens que alterem a paisagem. Outra vantagem dessa tecnologia está em sua total previsibilidade. A agência internacional de energia estima que pelo menos 6% da atual demanda mundial de eletricidade poderia ser suprida por usinas de correntes marítimas.

O maior desafio enfrentado pelos profissionais que desenvolvem essa tecnologia é a necessidade de projetar instalações robustas, resistentes à corrosão e que operem de forma confiável em água salgada. Engenheiros da Voith desenvolveram paralelamente dois protótipos, um com 1 MW de potência e outro menor, com uma potência nominal de 110 kW. O segundo protótipo está em operação próximo à costa da Coréia do Sul. Já o maior protótipo foi instalado no sistema de pesquisa da Escócia.

Outro modelo desenvolvido pela Ocean Power Delivery Ltda (Escócia), chamado de Pelamis é um dispositivo de conversão de energia das ondas do tipo progressivo.
Os dispositivos progressivos são sistemas alongados com uma dimensão longitudinal da ordem de grandeza do comprimento de onda e estão dispostos no sentido de propagação da onda, de modo a gerarem um efeito de bombeamento progressivo, associado à passagem da onda, por ação de um elemento flexível em contacto com a água.
O Pelamis consiste basicamente numa estrutura articulada semi-submersa composta por diferentes módulos cilíndricos que se encontram unidos por juntas flexíveis.
O movimento ondulatório das ondas incidentes provoca a oscilação dos módulos cilíndricos em torno das juntas que os unem e dessa forma a pressurização de óleo que será forçado a passar por motores hidráulicos, que por sua vez acionam geradores elétricos que produzem eletricidade.
Cada dispositivo contará com quatro tubos circulares e três módulos de conversão de energia, perfazendo uma capacidade unitária do dispositivo igual a 750 kW, sendo o seu comprimento à escala 1:1 de 120 m e o diâmetro externo igual a 3.5 m.

Quanto aos tipos e Tecnologias utilizadas;

UTILIZAÇÕES DA ENERGIA DAS MARÉS NO MUNDO.

Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França, Japão e Inglaterra. Na França, 1967, os franceses construíram a primeira central maremotriz (ou maré motriz, ou maré elétrica), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.
No Brasil, temos grande amplitude das marés em São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros, também nos estuários do Rio Bacanga (São Luís -MA- marés de até 7 metros) e a Ilha de Maracá (AP - marés de até 11 metros). Infelizmente, nessas regiões a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.

QUANTO AO TIPO DE CONVERSORES;

- Coluna oscilante de Buoy
A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar.

- Pato de Salter
Criado pelo engenheiro Stephen Salter da Universidade de Edimburgo, Escócia. Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos "patos" enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver.

AO TIPO DE TURBINAS;

As turbinas hidráulicas se caracterizam por seu grande tamanho (diâmetro por volta de 7 m ou mais) e baixas rotações, devido aos pequenos desníveis existentes nestas barragens. Como a água do mar, devido a sua salinidade, provoca corrosão nos materiais usuais, estas turbinas terão de ser construído com aço inoxidável, o que aumentará em muito o seu custo.
O princípio da geração de energia elétrica a partir do aproveitamento das marés, não difere fundamentalmente daquele utilizado nas usinas hidrelétricas, que exploram o potencial de geração dos rios.
A diferença de energia potencial da água a montante de barragem em relação ao seu nível jusante promove o escoamento da água através das turbinas. A rotação impressa nas turbinas proveniente da passagem de água por suas pás move o gerador elétrico, produzindo energia que é então distribuída na rede.

- Turbinas Tubulares
O rotor de pás fixas ou orientáveis, é colocado num tubo por onde a água se escoa, e o eixo, horizontal ou inclinado, aciona um alternador colocado externamente ao tubo.

- Turbinas Bulbo
O rotor possui pás orientáveis e existe uma espécie de bulbo, que é colocado no interior do tubo adutor da água. No interior do bulbo, que é uma câmara blindada, pode existir meramente um sistema de transmissão por engrenagens, para transmitir o movimento do eixo da hélice ao alternador, ou como acontece nos tipos mais aperfeiçoados, no interior do bulbo fica o próprio gerador elétrico.

- Turbinas Straflow
O indutor do alternador é colocado na periferia do rotor da turbina formando um anel articulado nas pontas das pás da hélice, as quais podem ser de passo variável.

NO BRASIL;
No Brasil, os estudos mostram que o maior potencial para uso desta tecnologia esta na baía de Turiaçu – Maranhão, que apresenta um dos maiores potenciais maremotrizes do litoral brasileiro: mais de 3,4 GW de potencial disponível.
A baía de Turiaçu é uma região riquíssima em estuários, além de apresentar marés de até 7 m, portanto, é considerada uma região bastante propícia para este tipo de exploração energética. Entretanto, existe uma série de restrições que tornam inviáveis a exploração em larga escala de todo este potencial, tais como: dificuldades de acesso ao local e restrições ambientais relacionadas com a abundante vegetação de mangues na região.
Já nas pesquisas o COPPE – UFRJ desenvolve um projeto nacional neste sentido, vejam o vídeo.
Mas em Pecém no Ceará tem um projeto inovador em andamento básico da COPPE já se encontra em testes no mar;
Portugal é outro país que esta investindo muito nesta tecnologia.
O parque da Aguçadoura foi o primeiro parque de energia

 das ondas do Mundo. Custaram quase nove milhões de 

euros, dos quais 1 milhão, 250 mil euros foi financiamento 

público, a fundo perdido.

Mas o projeto patrício, só funcionou 3 meses, putz!


Um novo projeto com uso de bóias é um outro caminho da pesquisa;
Projetos não faltam, o problema se refere aos custos para geração que não são tão competitivos como a energia eólica e solar, por exemplo, mas já esta se chegando quase lá onde poderemos explorar esta fonte abundante e inesgotável disponível da natureza.

Fontes;

J.A.

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