Estudo de otimização de um dispositivo para o aproveitamento da energia das ondas

• Type: Article in International Conference Proceedings Book
• Date: 2013

Authors

João Marinheiro (Author) FEUP; Paulo Rosa Santos (Author) FEUP; Francisco Taveira Pinto (Author) FEUP; José Pinho Ribeiro (Author) Other

Conference proceedings National

Title: 8as Jornadas de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente

Pages: 49-59

8as Jornadas de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente

FEUP, Porto, 25 de Outubro de 2013

Scientific classification

CORDIS: Technological sciences

FOS: Engineering and technology

Other information

Resumo (PT): Ao longo dos anos têm sido desenvolvidas tecnologias que permitem explorar fontes de energia renovável que anteriormente não eram aproveitadas, possibilitando, cada vez mais, a redução do consumo de recursos energéticos não renováveis, como o petróleo, o carvão, o gás natural, entre outros. Neste contexto foi idealizado um novo dispositivo, o CECO – Conversor da Energia Cinética das Ondas, que visa converter a energia cinética e potencial das ondas em energia elétrica. O presente artigo apresenta o estudo de otimização do dispositivo CECO, que surge na continuidade do trabalho realizado por Teixeira (2012), no qual foram estudadas, pela primeira vez, as características de funcionamento e a viabilidade deste novo dispositivo. Para o efeito foi necessário construir um novo modelo do dispositivo à escala geométrica 1/20, que incluiu várias alterações e melhoramentos em relação ao modelo anterior, designadamente ao nível da geometria dos elementos flutuantes, do guiamento dos tirantes, da secção do corpo central fixo, da estrutura anelar e dos tirantes. No estudo experimental foram utilizadas várias ferramentas e técnicas avançadas de medição e de análise de resultados, que permitiram o estudo da resposta do dispositivo para diferentes condições de agitação marítima e modos de funcionamento, nomeadamente: inclinações do dispositivo, níveis de amortecimento introduzido pelo Power Take Off (PTO), graus de submersão dos módulos flutuantes e posições do centro de gravidade desses elementos. Foi ainda definido e caracterizado o sistema de reprodução do PTO. Na determinação da potência absorvida, salienta-se a utilização de duas metodologias alternativas, uma baseada na medição direta da diferença de potencial produzida pelo PTO utilizado e a outra, indireta, baseada na medição da resposta do dispositivo com o sistema Qualisys e na aplicação de curvas de desempenho do PTO (previamente definidas). As larguras de captura determinadas mostram que o conceito de funcionamento associado ao CECO é promissor, justificando a realização de estudos complementares de otimização.

Abstract (EN): Over the years, new technologies to exploit renewable energy sources (not exploited previously) were developed, allowing reducing the consumption of non-renewable energy resources such as oil, coal, natural gas, among others. In this sense, a new device was idealized, the CECO - Wave Kinetic Energy Converter, which aims at converting the kinetic and potential energy of the waves into electrical energy. This paper presents the optimization study of the CECO wave energy converter and gives continuity to the work carried out by Teixeira (2012) that studied, for the first time, the performance and the feasibility of this new device. For that, a new physical model of CECO was constructed on a geometric scale of 1/20, which included several changes and improvements in relation to the previous model, especially in what concerns the geometry of the floating elements, guiding of central rods, structural bars and cross-section of the central body. In the experimental study, several tools and advanced measurement and data analysis techniques were used, which allowed studying the behavior of the device for different wave conditions and modes of operation, namely: damping levels introduced by Power Take Off (PTO), slope of the device, submersion levels of the floating elements and positions of the center gravity of those elements. The PTO system was also defined and characterized. Two different techniques were used to evaluate the power absorbed, one based on the direct measurement of the difference of potential produced by the PTO, and the other one, indirectly, based on the measurement of the device’s response with a motion capture system and the PTO performance curves (previously determined). The calculated capture widths showed that the CECO concept is promising, thus justifying further optimization studies.

Language: Portuguese

Type (Professor's evaluation): Scientific

Notes: Atas das 8ªs Jornadas de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente (ed. F. Taveira-Pinto), FEUP, Portugal, pp.49-59, ISBN: 978-989-95557-9-2.

No. of pages: 11