MODELO DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA NUM FLUXO DE ÁGUA COM ALTA PRESSÃO PARA DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA OU/E GERAÇÃO DE ELETRICIDADE

Este trabalho apresenta uma configuração alternativa para a dessalinização de água e geração de energia elétrica com recurso à energia eólica. Trata-se de um modelo físico que permite armazenar água do mar ou água salobra sob a forma de energia potencial gravitacional, através do seu bombeamento até um reservatório a uma determinada altura. O bombeamento é feito com o recurso à energia do vento. Uma vez, tendo a água sido acumulada no reservatório, sua energia potencial gravitacional EPG é usada para a sua dessalinização ou/e para a geração de eletricidade. O referido modelo é semelhante a um grupo de bombas de pistões. Os pistões possuem formato especial de modo que se consiga obter pressões elevadas suficientes quer para a dessalinização de água por osmose reversa, quer para a geração de eletricidade através de turbinas Pelton. Consegue-se o movimento alternado dos pistões a partir da transferência da energia da água acumulada (EPG) através dum sistema de roldanas e contrapesos. Assim sendo, provar que o modelo é capaz de transformar a EPG de baixa pressão (inferior a 2 bar) em energia cinética de um fluxo com alta pressão (superior a 55 bar) se apresenta como o foco principal deste trabalho. Com esse foco em mira, construiu-se um protótipo com o objetivo de demonstrar a viabilidade técnica da proposta. Imagens do protótipo são apresentadas neste trabalho. Em relação à osmose reversa, a referida configuração difere do que é convencional em plantas de dessalinização que usam esse processo, pelo fato de contemplar o uso de EPG. Com o modelo proposto, consegue-se um fluxo à entrada dos módulos de membrana (ou à saída do injetor da turbina Pelton) com pressão suficiente para a osmose reversa (ou para geração de eletricidade). Em relação à captação da energia eólica para o bombeamento de água, o modelo é divido em dois sistemas. O primeiro (sistema 1) usa cataventos tradicionais e o segundo (sistema 2) aerogeradores. É feita a comparação qualitativa entre os dois sistemas com base em alguns parâmetros tais como área ocupada, versatilidade etc.

Dessalinização da Água do Mar Através da Energia Solar - Caso de Estudo Salamansa – Cabo Verde

principal objectivo deste trabalho é o estudo da viabilidade técnica e económica da dessalinização da água do mar, utilizando a energia solar, tomando como caso de aplicação uma pequena comunidade rural de Cabo Verde, a vila piscatória de Salamansa, local onde há graves problemas com a disponibilidade de água potável. No entanto, a proximidade do mar e a disponibilidade de energia solar sugerem a dessalinização como processo para mitigar a falta de água. A dessalinização da água do mar pode ser obtida através de diversas técnicas que podem ser agrupadas de acordo com os princípios em que estes processos se baseiam: processos de dessalinização térmica (destilação solar, destilação multi-estágio, destilação multi-efeito, etc.) e processos de dessalinização por membranas (electrodiálise e osmose inversa). A destilação solar passiva foi a tecnologia de dessalinização estudada neste trabalho e que se pode vir a tornar uma alternativa promissora para um fornecimento regular de água. Por outro lado, o uso de fontes alternativas de energia, como a solar, apresenta-se como uma solução para viabilizar a dessalinização em meios semi-áridos como o deste caso de estudo. Fez-se uma modelação matemática da unidade de destilação solar proposta utilizando o Engineering Equation Solver (EES) como ferramenta para ajudar a resolver as equações de balanço térmico. O projecto do destilador solar proposto poderá atender às necessidades de água doce para consumo de 18 famílias constituídas por 5 agregados (92 pessoas) e apresenta uma eficiência média diária de aproximadamente 78% no Verão e 77% no Inverno.

ADEQUABILIDADE DA ENERGIA SOLAR PARA A PRODUÇÃO AUTÓNOMA DE ÁGUA DESSALINIZADA

A problemática da escassez de água fazem-se sentir com maior intensidade nas regiões áridas e semi-áridas. Estas regiões caraterizam-se c pela variabilidade climática e constantes secas, sendo uma condicionante ao desenvolvimento socioeconómico dessas localidades. Nas zonas mais remotas e com limitação de recursos hídricos, a dessalinização é utilizada como fonte primária para obter água potável para abastecimento de comunidades. Entre as várias tecnologias existentes na dessalinização, a osmose inversa é a mais utilizada para produção de água potável. A energia solar fotovoltaica permite resolver o problema da eletrificação em zonas rurais sendo uma mais-valia pois permite alcançar a autonomia energética relativamente ao sistema convencional. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o potencial da dessalinização descentralizada com recurso à energia solar aplicada a pequena escala. Para estudar a aplicabilidade e a viabilidade da tecnologia é realizado o pré-dimensionamento do sistema de osmose inversa associado ao sistema fotovoltaico, a ser instalado numa localidade rural em Cabo Verde. A validação desta combinação de tecnologias e a sua implementação no local pressupõe a garantia de um desenvolvimento sustentável para as comunidades. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da produção autónoma de água potável suficiente para garantir a satisfação das necessidades da população.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas Energias Renováveis: o Potencial da Energia Solar na Ilha de São Vicente – Cabo Verde

A presente dissertação, tem como foco principal a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Documento de Resultados do Seminário Participativo sobre a Planificação do Sector da Água para o Desenvolvimento Sustentável de Cabo Verde

O Projecto PECAVE 1ª Fase ¨Apoio à Planificação dos sectores da Energia e da Água Para o Desenvolvimento Sustentável De Cabo Verde”, do Instituto Tecnológico de Canárias, S.A. (ITC) financiado pela Cooperação Canária, através da Direcção Geral de Relações com África do Governo de Canárias, propõe, como objectivos gerais, os seguintes: · Realização de um diagnóstico da situação actual dos sectores da energia e da água em Cabo Verde. · Elaboração de uma proposta com medidas concretas (tecnológicas e socioeconómicas) para um desenvolvimento sustentável desses sectores. · Elaboração de projectos-piloto nessas áreas para sua futura execução. · Fortalecimento dos vínculos institucionais, comerciais e empresariais entre Cabo Verde e Canárias. · Planificação da introdução das energias renováveis no país. · Planificação do aumento do acesso à electricidade da população mediante a integração de energias renováveis · Planificação da realização de projectos singulares no sector da água (dessalinização com energias renováveis em regiões insulares para o abastecimento de água potável e depuração descentralizada). · Redução dos consumos energético e económico no sector industrial público do abastecimento de água Para a consecução destes objectivos, no sector da água, considerou-se como sendo imprescindível contar com a participação e a opinião dos diferentes agentes directa ou indirectamente implicados. É já muito conhecida a experiência de Canárias no que se refere a enfrentar a escassez de recursos e na capacidade de satisfazer as necessidades, não só da população residente, como também das diferentes actividades económicas, entre as quais se destacam como demandantes de água o turismo e a agricultura. Não obstante, todo este processo de evolução e de busca de soluções não esteve isento de erros, causados tanto pela ausência de planificação como pelo desconhecimento dos recursos realmente disponíveis. Canárias é uma região com mais de 2 milhões de habitantes, um importantíssimo desenvolvimento turístico e um não insignificante sector agrícola bastante especializado e dinâmico, todos eles demandantes de uma enorme quantidade de recursos hídricos. A sobre exploração dos recursos hídricos naturais de que as Canárias foi acusada no passado, com consequências para o meio ambiente bem estudadas como a perda de ecossistemas e fenómenos induzidos de contaminação como a intrusão marinha, provocou uma tomada de consciência muito importante voltada para a conservação, preservação e recuperação destes recursos, com o estabelecimento de estratégias claras neste sentido. Por sua vez, desde 1990, existe uma Lei de Águas de Canárias que subordina todas as águas ao interesse geral e cria os Conselhos Insulares de Águas como entidades de direito público com pessoalidade jurídica própria e plena autonomia funcional para a ordenação, planificação e gestão das águas em cada ilha. Estas circunstâncias, acompanhadas do fenómeno da dessalinização da água do mar já aplicada nas Canárias desde há 40 anos, a qual foi dinamizada por múltiplas empresas com vista a melhorar e gerir os ciclos da água, incorporando a produção, a potabilização, a gestão de redes, o abastecimento, o saneamento, a depuração e a reutilização das águas depuradas, com eficiência e eficácia, fazem com que Canárias possa ser uma referência de estudo e proporcionar experiências de interesse para Cabo Verde. Todo este potencial deveria ser aproveitado no futuro pelas empresas e entidades que se desenvolvam em Cabo Verde. Por outro lado a participação activa dos utilizadores é considerada como sendo um elemento necessário para a gestão sustentável da água. Assim o testemunha a tradição implantada desde a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento de 1992 no Rio de Janeiro. A partir desta data foi institucionalizada a participação dos cidadãos como uma das chaves da sustentabilidade. Este testemunho foi muito recentemente recolhido, pela Directiva 2000/60/CE de águas da União Europeia. Independentemente da pertinência da participação pública activa para a gestão mais sustentável e democrática dos recursos, existe uma questão prévia a resolver: Como levar a cabo esta participação da forma mais útil e eficiente possível? O presente documento contém uma proposta metodológica que foi já posta em prática na Europa e nas Canárias para determinadas aplicações relacionadas com a planificação dos recursos naturais, a qual provou ser muito produtiva perante a implicação dos agentes participantes e para a obtenção de ideias e propostas concretas. Por isso acredita-se que este tipo de metodologia de trabalho pode ser transferida para as instituições de Cabo Verde para que seja aplicada como ferramenta participativa prática, não apenas no campo da energia e da água, mas também em qualquer outro campo de planificação e de introdução de tecnologia.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas energias renováveis: o potencial da energia solar na ilha de São Vicente – Cabo Verde

Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.