Código: | M.EQ017 | Sigla: | ENRIII |
Áreas Científicas | |
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Classificação | Área Científica |
OFICIAL | Ciências Tecnológicas |
Ativa? | Sim |
Unidade Responsável: | Departamento de Engenharia Química |
Curso/CE Responsável: | Mestrado em Engenharia Química |
Sigla | Nº de Estudantes | Plano de Estudos | Anos Curriculares | Créditos UCN | Créditos ECTS | Horas de Contacto | Horas Totais |
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M.EA | 9 | Plano de estudos oficial | 2 | - | 6 | 52 | 162 |
M.EQ | 11 | Plano Oficial do ano letivo | 2 | - | 6 | 52 | 162 |
O objetivo da UC é promover a aprendizagem e aquisição de competências dos estudantes na área da conversão de energia de fontes renováveis. É dado ênfase à produção, armazenamento e transporte de hidrogénio verde e de combustíveis sintéticos, à produção de eletricidade a partir da energia eólica, hídrica (barragens, barregens reversíveis e marés) e das ondas. São discutidos a eficiência atual das principais tecnologias existentes e seu potencial desenvolvimento e são indicados os custos de investimento versus eficiência energética – custos nivelados de energia
Saber avaliar a eficiência energética nos processos de produção de energia apresentados. Avaliar custos de investimento versus eficiência energética.
Módulo 1 - Hidrogénio verde e combustíveis sintéticos
Características principais do hidrogénio. Tecnologia de produção de hidrogénio verde e turquesa. Transporte e armazenamento do hidrogénio. Aplicações do hidrogénio nas áreas dos combustíveis verdes e como matéria-prima. Principais combustíveis sintéticos, síntese, características principais e aplicações. Contribuição da cadeia de valor do hidrogénio verde e turquesa na descarbonização da energia
Módulo 2 - Energia Eólica
INTRODUÇÃO
Generalidades sobre energia (revisão). Origens e caraterísticas das fontes renováveis. Maturidade e desenvolvimento comparativos das tecnologias de conversão. Crescimento da utilização das FER e contribuição presente para a satisfação da procura de energia. As energias renováveis no setor elétrico.
ENERGIA EÓLICA
A relevância da Energia Eólica no atual contexto do setor elétrico; caso português. Evolução e aplicações da tecnologia. Maturidade e novos desafios; temas e tendências de I&D. Origem do vento, principais caraterísticas e sua avaliação. A energia do vento. Medição das caraterísticas do vento visando o seu aproveitamento energético. Princípio e limites de conversão da energia do vento; limite de Betz e teoria de Glauert. Conceitos de limitação e regulação da potência. Curva de potência de um aerogerador e energia convertida. Aspetos gerais do desenvolvimento do projeto de um parque eólico. Seleção de um modelo de aerogerador; adequação às caraterísticas de um local. Estimativas de produção, perdas e Incertezas. Avaliação económica sumária do projeto de um parque eólico.
Módulo 3 - Energia das Marés e das Ondas
INTRODUÇÃO
Introdução às energias renováveis do mar: ondas, correntes oceânicas, correntes de maré, amplitude de maré, diferencial térmico (OTEC), gradiente de salinidade. Roteiro para as energias renováveis do mar. Importância para Portugal e perspetivas futuras.
ENERGIA DAS MARÉS
Origem e características. Componente astronómica e componente meteorológica. Medição e previsão. Níveis de água de referência. Noção de zero Hidrográfico. Importância para o planeamento de trabalhos no mar. Principais tipos de conversores de energia de marés: limitações e vantagens. Melhores locais para o aproveitamento do recurso das marés. Funcionamento de uma barragem de maré e pré-avaliação da energia produzida. Impactos - correntes de maré versus barragens de maré. Comparação de uma turbina eólica offshore com uma turbina de correntes de maré para a mesma potência instalada. Exercícios de aplicação.
ENERGIA DAS ONDAS
Geração e propagação de ondas. Principais parâmetros caracterizadores das ondas. Métodos de previsão das características das ondas. Principais fenómenos de transformação das ondas na sua propagação até à costa (e.g., empolamento, refração, difração, reflexão, rebentação, espraiamento e galgamento). Ondas regulares e irregulares. Análise de registos de agitação marítima no domínio do tempo e da frequência (análise espectral). Caracterização do recurso a nível europeu e mundial. Classificação e apresentação de algumas das tecnologias para o aproveitamento da energia das ondas: principais desafios. Marine growth. Corrosão. Armazenamento da energia. Energia das ondas versus energia eólica. Planeamento e estudo de projetos para exploração de Energias Marinhas: técnicas em uso. Fases de desenvolvimento dessas tecnologias. Semelhança hidráulica e modelação física. Zonas de teste piloto. Análise Económica: avaliação do LCOE. Exercícios de aplicação.
Módulo 4 - Energia Hídrica
INTRODUÇÃO
Princípios gerais. Situação em Portugal. Complementaridade Hídrica/Eólica. Vantagens e desvantagens da energia hídrica. Regulamentação existente – breve referência.
HIDROLOGIA
Conceitos básicos: Bacia hidrográfica. Precipitação. Curva de caudais classificados. Caudais de cheia.
APROVEITAMENTOS HIDRÁULICOS
Classificação e tipologia dos aproveitamentos hidráulicos. Tipos de barragens. Albufeira. Desvio provisório de um rio. Descarregadores de Cheias: funções, tipos e classificação. Descargas de fundo: funções e tipos. Tomadas de água: características gerais. Conduta forçada: características e implantação. Tipos de turbinas.
CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
Descarregadores de cheia WES: carga de projeto e definição do descarregador.
Bacias de dissipação de energia por ressalto hidráulico: breve referência aos escoamentos em superfície livre, características do ressalto hidráulico (alturas conjugadas, comprimento, energia dissipada e quantidade de movimento total), lei de vazão do rio, posicionamento e comprimento da bacia.
AVALIAÇÃO DA ENERGIA PRODUZIDA
Noções gerais: queda bruta, queda útil, perdas de carga (contínua e localizadas). Potência. Energia.
Estudo económico: escolha do diâmetro da conduta forçada.Aulas teórico-práticas: Exposição de conceitos e discussão de tópicos complementares, resolução de problemas tipo e esclarecimento das dúvidas dos alunos.
Designação | Peso (%) |
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Teste | 97,50 |
Participação presencial | 2,50 |
Total: | 100,00 |
Designação | Tempo (Horas) |
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Estudo autónomo | 114,00 |
Frequência das aulas | 48,00 |
Total: | 162,00 |
Módulo 1 e Módulo 2 – Hidrogénio e Combustíveis Sintéticos e Energia Eólica (50% de peso na classificação da UC):
Quiz#1 - Um teste a realizar a meio do semestre, com uma parte teórica (sem consulta, 60 minutos, 2/3 da classificação) e uma parte prática (consulta limitada, 60 minutos, 1/3 da classificação). Este teste tem um peso na avaliação de 95 % dos Módulos 1 e 2.
FT - Visita de estudo cuja participação corresponde a 5 % da avaliação dos Módulos 1 e 2.
Prova de recurso, com uma parte teórica e outra prática, nas mesmas condições e com os mesmos pesos do teste.
Módulos 3 e 4 - Energia Hídrica, das Marés e das Ondas (50% do peso na classificação da UC – CAD2):
Um teste a realizar na época normal de exames, com uma parte teórica (sem consulta, 60 minutos, 2/3 da classificação) e uma parte prática (consulta limitada, 60 minutos, 1/3 da classificação).
Prova de recurso, com uma parte teórica e outra prática, nas mesmas condições e com os mesmos pesos do teste.
CF = 0,5 x (0,95 x Quiz#1 + 0,05 x FT) + 0,5 CAD2
Não estão previstos.
Não aplicável.
De acordo com as normas da FEUP e em prova idêntica à da época de recurso.
De acordo com as normas da FEUP, em simultâneo e com as mesmas regras da prova de recurso.