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O objetivo do projeto é 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, disponíveis em open-source ou programas comercias, 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 (PTO), 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 com outras estruturas, 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.
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 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 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, necess  |
Resumo
O objetivo do projeto é 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, disponíveis em open-source ou programas comercias, 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 (PTO), 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 com outras estruturas, 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.
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 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 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 e em sistemas de amarração eficientes. Irá ser realizado, tanto para dispositivos a funcionar individualmente, como para plataformas de fins múltiplos, No último caso, o FOWC, além de produzir energia, tem como missão proteger portos da agitação marítima enquanto quebramar flutuante.
O projeto de sistemas de amarração para WECs 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 também seja incluído.
O projeto está dividido em 6 tarefas. As tarefas 1 e 2 visam melhorar os códigos numéricos necessários ao estudo do desempenho de diferentes geometrias e componentes da cada uma das tecnologias. Seguidamente esses modelos serão acoplados a códigos de simulação das amarrações (tarefa 3) e de reprodução do PTO (tarefa 4), quer no domínio do tempo, quer da frequência. Nesta abordagem, os modelos numéricos são calibrados e validados, caso a caso, com dados experimentais obtidos na tarefa 5. |