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.

Plataforma Off-shore com Turbina Eólica Simulação e Controlo

O objetivo deste trabalho é o de simular e controlar a plataforma de um aerogerador flutuante. Este aerogerador flutuante consiste numa plataforma do tipo semi-submersível, nomeadamente o DeepCwind acoplado a um aerogerador de 5 MW, mais especificamente o NREL offshore 5-MW baseline wind turbine. Descreve-se o modelo físico do aerogerador flutuante, a formulação teórica a ele subjacente, bem como a caraterização dos diferentes estados do vento e do mar utilizados para simulação. O modelo não linear do aerogerador flutuante foi simulado, utilizando o FAST como emulador do aerogerador flutuante, para condições ambientais determinísticas, por forma a compreender a dinâmica associada à plataforma. Modelos lineares foram obtidos, por linearização do modelo não linear, aplicando técnicas de identificação de sistemas e utilizando o módulo de linearização do simulador FAST. Estes modelos foram posteriormente comparados, utilizando um único modelo para síntese de controladores. Controladores esses, desenvolvidos com base num modelo linear simplificado que consiste no pitch da plataforma, transformando o problema global da plataforma num problema bidimensional. Projetou-se um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) e um controlador em espaço de estados por colocação de pólos. A simulação do modelo não linear, com o controlo do pitch da plataforma, para diferentes condições ambientais, demonstrou o bom desempenho dos controladores. Foi possível com ambos os controladores garantir os requisitos do sistema controlado, em que se exigia que se evitasse ressonâncias e em que o pitch da plataforma fosse nulo, por forma a garantir a perpendicularidade do plano das pás (plano do rotor) do aerogerador em relação à direção do vento.

PREVISÃO DA ENERGIA EÓLICA - SANTIAGO - CABO VERDE

Neste trabalho procura-se utilizar modelos de previsão de séries temporais para prever a produção da energia elétrica a partir da energia eólica em Cabo Verde, particularmente na ilha de Santiago. É um problema que tem recebido especial atenção dos pesquisadores nos últimos anos. Prever o futuro, e em especial o comportamento de séries temporais, é fundamental em análises e apoio à tomada de decisões, e continua sendo um desafio para a estatística e para computação. Foram utilizados modelos, Holt-Winters, ARIMA e redes neuronais artificiais, Função de Base Radial (RNAs-RBF) e Perceptron de múltiplas camadas (RNAs- MLP). O modelo Holt-Winters é um modelo de previsão exponencial, conhecido por lidar com elementos de tendência e sazonalidade de uma série temporal. O modelo ARIMA que possui apenas uma variável, descreve o comportamento de uma variável em termos de seus valores passados. As redes neurais têm-se mostrado grandes ferramentas na aplicação de previsões de séries temporais. Neste contexto, neste trabalho propõe-se a realização de uma análise comparativa desses modelos não-lineares para a previsão, tentando encontrar qual o modelo que melhor se adapta à série temporal. Todo o trabalho foi realizado com recurso ao programa estatístico R versão 3.0.1 (2013-05- 16)

O impacto das energias renováveis na economia dos países emergentes: o caso de Cabo Verde

A elevada dependência dos combustíveis fósseis é uma das principais dificuldades sentidas no actual sistema energético de Cabo Verde. O preço dos combustíveis constitui um peso significativo, representando cerca de 70%, da estrutura de custos do preço de energia eléctrica. Com este trabalho, pretende-se analisar o impacto das energias renováveis no sistema energético e na economia de Cabo Verde, destacando a sua contribuição para a formação do PIB, no Preço, na Balança de Pagamentos, no Emprego, e no Serviço da Dívida, e estabelecer uma comparação com as ilhas da Macaronésia, em particular a Região Autónoma dos Açores. Contribuindo assim, para a discussão que poderá demonstrar que o potencial de renováveis por explorar, trará benefícios económicos para o país, pois a expectativa é superar os 50% de taxa de penetração de Energias Renováveis na produção de electricidade em Cabo Verde até 2020. Prevê-se que o consumo de electricidade que em 2010 era de 335 MWh, duplique até o ano de 2020, atingindo os 670 GWh. Segundo estudos efectuados, o país possui um potencial estimado de 2.600 MW de Energias Renováveis, tendo sido analisados mais de 650 MW em projectos concretos com custos de produção possivelmente inferiores aos dos combustíveis fósseis. Cabo Verde goza de boas condições para o aproveitamento de Energias Renováveis, mas a contribuição desse potencial, sobretudo eólica e solar, continuam muito limitado, pelo que o país deverá apostar no incremento da utilização dessas formas de energia para reduzir a dependência externa em matéria de energia. The high dependence on fossil fuels is one of the main difficulties in the current energy system in Cape Verde. The price of fuel is a significant, accounting for about 70%, and the cost structure of the price of electricity. With this work, seeks to analyze the impact of renewable energy in the energy system and the economy of Cape Verde, highlighting their contribution to the formation of BIP, in the Balance of Payments, in Employment, and the Service of Debt, and to draw a comparison with the islands of Macaronésia, in particular the Autonomous Region of Azores. Thus contributing to the discussion that may show that the potential of renewable energy by exploring will bring economic benefits to the country, because the expectation is to exceed the 50% penetration rate of Renewable Energy in the production of electricity in Cape Verde until 2020. It is estimated that the consumption of electricity in 2010 was 335 MWh, will double by the year 2020, reaching the 670 GWh. According to studies carried out, the country has an estimated potential of 2,600 MW of Renewable Energy, having been analyzed more than 650 MW in concrete projects with production costs possibly less than the fossil fuels. Cape Verde enjoys good conditions for the use of renewable energy, but the contribution of this potential, especially wind and solar, are still very limited, so that the country should invest in increasing the use of these forms of energy to reduce the dependence on foreign sources of energy.

Projecto de Cooperacao Bilateral entre Cabo-Verde e os Países Baixos - Energias Renováveis - Relatório Final - 2ª Fase

o interesse da República de Cabo Verde na utiliza9ao da energia renovável é basicamente económico. O país é muito pobre e todo o custo de energia pesa profundamente na sua economia nacional,visto nao existirem recursos de energia "tradicional". A utiliza~ao da energia renovável para bombagem de água é por isso, de grande importancia porque reduz a importa~ao de petróleo. Tanto a energia eólica como a energia solar oferecem grandes possibilidades em Cabo Verde. O país está sendo atingido pelo pior e mais langa período de seca jamais experimentado na sua história. Pode-se imaginar os problemas enfrentados para abastecimento de água a populac~o, abeberamento de animais e irriga- .., , ,,, , ~ao das poucas areas agrlcolas. O abastecimento de água potável é extremamente importante neste país, é apenas para a sobrevivencia da maior parte da sua popula9ao rural (190.000 habitantes), com pouco poder aquisitivo dado a diminuisao da área agrícola irrigada e a quantidade de gado, nos últimos 15 anos. Na agricultura irrigada, de momento totalizando apenas 2.000 ha, utilizase relativamente grande quantidade de combustível, porque 50% consiste em irrigasao por bombagem. Por esta razao o governo de Cabo Verde estimula fortemente a utilizasao das energias renováveis. As actividades neste campo come~aram em 1977 com a cria~ao da Divisao de Energias Renováveis (DER) dentro do Ministério do Desenvolvimento Rural (MUR). O governo de Cabo Verde e a PNUD (Projecto PNUD CVI/76/X05 - Demonstrasao de Energia Nao Convenciorial) puseram fundos a disposi~ao. Este projecto contribuiu com 3 aerogeradores e um volontário, Sr. Van Meel, que trabalhou anteriormente no Grupo de Energia Eólica de Eindhoven e que faz parte do CWD. Desde o seu início, a Divisao deu prioridade a bombagem de água para o abastecimento de água potável, o que foi e continua a ser urna necessidade urgente nas Ilhas de Cabo Verde. Os Servi~os da Igreja Mundial ofereceram 25 aerobombas Dempster com ventoinha de 8' de diametro e mais tarde a UNICEF distribuiu 10 Dempsters de ]4'. Gradualmente mais organiza90es financiadoras envolveram-se nas actividades da DER, como por exemplo a ClMADE, FAC, Embaixada An~ricana, Embaixada do Canadá, ICCO, etc. O Ministério do Desenvolvimento e Coopera9ao dos Países Baixos (DGIS) encarregou- se, em 1979, da norneasao do voluntárío da PNUD. Também em 1979 a USAID envolveu-se. Foi reconhecido e implementado um projecto de energia renovável (ref. 1). Este projecto comecou em Agosto de 1980. O papel prin cipal do projecto consistia na aquisiq~o de material e equipamento para urna nova oficina da DER. Urna das premissas do projecto era que o DGIS prestaria assistencia él Divisao. A pedido do DGIS a CWD realizou um estudo sobre a viabilidade de aplica9ao de aerobombas durante o primeiro semestre de 1980 (ref. 2). O estudo revelou que 75% das necessidades de água por bombagem em Cabo Verde, pode ria ser desempenhado pelos moinhos. - O projecto proposto diz respeito nao apenas a assistencia técnica, mas também ao financiamento da nova oficina e a aquisi9ao de cerca de 30 moi nhos. Este projecto bilateral entre Cabo Verde e os Países Baixos - Energias Renováveis", depois da aprova<;ao de Cabo Verde e do DGIS, veia a comecar no dia 1 de Julho de 1981 e estendeu-se por 3 anos. O período de 1977 a Julho de 1981 classifica-se agora como a primeira fase das actividades. Durante este período o CWD contribuiu com a assist€ncia técnica. O período de Julho de 1981 a Julho de 1984 é classificado como segunda fase e será relatado neste documento. O projecto foi executado pela DER. O Director da DER é, desde Fevereiro de 1983, o Sr. Daniel Livramento, licenciado em Física (Brasil 1982). Outros funcionários do corpo directivo sao o Sr. David Cardoso (desde Novem bro de 1983) e muito recentemente, desde Maio de 1984, o Sr. F. Ferreira7 A colaboracao dos Países Baixos para o projecto tem sido efectuada por En genheiros Consultores do DHV, em nome e como associados do CWD. O Sr. K.Versteegh, consultor do CWD, comecou a trabalhar para o projecto em 1 de Julho de 1981 e o Sr. N.Pieterse,~consultordo CWD, em 15 de Setembro de 1981. O Sr. Van Meel deixou o projecto a 1 de Novembro de 1981. O projecto foi avaliado em Novembro de 1983, por urna missao tripartida (Cabo Verde, USAID, DGIS) - Ref. 3. As conclusoes desta missao de avaliacao foram, em geral, positivas e o prolongamento do projecto foi fortemen te recomendado, com €nfase sobre aprodu~ao local. Entretanto, a DER e o CWD prepararam urna proposta para a extensao do projecto por mais 3 anos (Ref. 4). Esta extensao foi aprovada por Cabo Verde e pelo DGIS. O Sr. Versteegh foi substituído em Julho de 1984 e o Sr. Pieterse será substituido em Setembro de 1984 pelos Srs. J.Diepens e H. van der Spek, respectivamente. O conteúdo deste relatório é o seguinte: No capitulo 2 é apresentada urna exposi~ao do trabalho que incluiu um resumo das actividades realizadas na fase 1. Nos restantes capítulos descrevem-se as actividades durante a segunda fase. O relatório divide-se em tr€s partes: la. Parte (capítulo 3 a 8) refere-se ao trabalho executado: instalacao, funcionamento e rnanutencao de aerobombas servi~o~ e materiais distribuidos J pessoal e organiza9ao finalidade e sistema económico revisao da pot€ncia da água bombeada apoio ao projecto relatórios 2a. Parte salienta alguns aspectos importantes do projecto: funcionamento e manuten9ao de aerobombas (Cp. 19) metodologia de selec~ao de locais (Cp. 10) alguns estudos dos sistemas de funcionamento (Cp. 1]) elabora~ao de dados do vento (Cp. ]2) rendirnento das aerobombas utilizadas pela DER (Cp. ]3) 3a. Parte apresenta as conclusoes e recomendações (Cp. 14)