Caracterização do potencial eólico urbano: o caso de Lisboa

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Avaliação do potencial eólico para geração de energia eléctrica

Trabalho Final de Mestrado para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica /Energia

Avaliação do potencial eólico da zona de Évora - Contribuição para a redução de emissões de CO2

Neste trabalho é analisado o potencial eólico da região de Évora, tendo sido considerados quatro locais: Mitra, Portel, Reguengos e Colégio Verney. Com os dados de potência obtidos, foram escolhidas duas turbinas existentes no mercado, de potências nominais diferentes, para uma análise mais objectiva do real potencial da região. Apurou-se que, com a instalação de três turbinas menores, se obtém praticamente a mesma potência, por um preço consideravelmente inferior. Foi ainda possível verificar-se que a quantidade evitada de C02 para a atmosfera, ao considerar uma turbina de 5000 W (B) ou três 1000 W (A), é semelhante, concluindo-se que, considerando a eficiência, potencial, preço e emissões de co2 evitadas, a instalação de diversas turbinas A é a melhor opção. Este trabalho reveste-se de particular interesse considerando o facto de ser do conhecimento geral que, nas regiões costeiras e montanhosas, o potencial eólico está bastante estudado, ao passo que nas regiões interiores tal não acontece. ABSTRACT: ln this work, we assess the potential wind power in Évora, and four locations have been considered: Mitra, Portel, Reguengos and Évora. Based on the local wind power potential, two kinds of turbines were selected, for a more objective analysis of the region's useful wind power. It was found that the option for three small turbines allows the extraction of the same wind power that is extracted by the bigger turbine and at a considerably lower installation cost. lt was also found that the reduction in co2 emissions to the atmosphere, when considering the cases of one 5000 W (B) turbine and three 1000 W (A) turbines, is similar, therefore was concluded that, given the efficiency, potential, price and reduction of C02 emissions, the installation of several A turbines is the best option. This work is of particular interest because in coastal and mountain areas the wind potential is quite known, while this is not the case of inland areas.

Perspetivas de utilização do potencial eólico em Timor-Leste

A exigência energética global está mais orientada para a utilização das fontes de Energias Renováveis (FERs), comprometendo e garantindo um desenvolvimento sustentável. Este trabalho tem como objetivo contribuir para o atingir das metas do PED 2011-2030, no que refere à utilização das FER, em particular do potencial eólico em Timor-Leste. Timor-Leste tem apresentado um grande interesse na política de aproveitamento de FER para alcançar a meta de longo prazo de PED 2030, comprometendo-se com o desenvolvimento sustentável através de ERs. Este trabalho pretende contribuir em particular com o estudo do aproveitamento de energia eólica. Com base no clima do vento de longo termo entre 2004 – 2012, da estação meteorológica (EM) de Díli e conjugando estes com os dados da campanha experimental de Martifer cedidos, de Dezembro 2008 - Novembro 2009, obteve-se o coeficiente de variabilidade (Cvariab.) inter-anual. Foi assim possível construir o mapa médio do vento de longo termo, com modelo atmosférico de mesoscala, numa resolução refinada de 3×3 km. Para a identificação dos locais mais favoráveis do vento, foi utilizado o modelo ArcGIS para georreferenciação do recurso. A filtragem das restrições e os constrangimentos do terreno permitiu construir o mapa do vento sustentável de Timor-Leste, por distritos, subdistritos, sucos, do enclave de Oecússi e a ilha de Atauro, o que conduziu à hierarquização de cinco zonas favoráveis (zona 1 - 5). A contribuição para o plano energético de Timor-Leste consiste em duas fases: - a 1ª fase o aproveitamento eólico em três PEs nas zonas monitorizadas (3 e 5) oriundo de dados cedidos pela Martifer, contabilizou-se um total de 424.694 MWh de produção de energia anual, tendo-se verificado o custo normalizado de energia (LCOE) no valor médio calculado de 0,046 €/kWh; - na 2ª fase a construção de acesso e o desenvolvimento de PEs nas zonas 1, 2 e 4 para o Cenário de Max-Renovável. Assim sendo, viabilizam a "Perspetiva de Utilização da Energia Eólica" no quadro do PED 2011 - 2030 de Timor-Leste, que viria reduzir o custo de produção de energia atual, e a emissão de CO2; Abstract: Prospects of Using Wind Energy in Timor-Leste The demand for global energy is more focused on the use of Reneweable Energy sources (REs), ensuring and committing itself to sustainable development. This study was prompted by the wish to contribute to the achievement the goals of the Strategic Development Plan (PED 2011-2030) regarding the use of REs, particularly the wind energy in Timor-Leste. Timor-Leste has presented a great interest in the use of renewable energy sources policy to achieve the long term goal of the PED 2030, committing to a sustainable development through renewable energy. This thesis intends to contribute in particular with the study of the use of wind energy. Based on the long term wind climate between 2004 and 2012 of the Díli weather station and combining these data with the Martifer campaign experimental data of December 2008 - November 2009, the interannual variation coefficient (Cv) was obtained. Thus, it was possible to build the map of long term average wind with atmospheric mesoscale model in a refined resolution of 3×3 km. The ArcGIS model was used for the identification of the most favorable locations of the wind for its georeferencing. The constraining of filtering and the constraints of the terrain allowed to construe the sustainable wind map of Timor-Leste in distritos, subdistritos, sucos, and also of the enclave of Oecussi and Atauro island, which led to the ranking of five favorable areas (zone 1-5) for an immediate experimental campaign of wind characterization and utilization of this resource in wind parks. The contribution to Timor-Leste's energy plan consists of two phases: - the first phase of three wind farms in zone (3 and 5) from data provided by Martifer, a total of 424,694 MWh, and levelyzed cost of electricity (LCOE) in the calculated average value of 0.046 €/kWh; - in the second phase the construction of access and development of wind farms in zones 1, 2 and 4 for the Max-Renewable Scenario. As such, they make possible the "Perspective of Wind Energy Use" in Timor Leste’s PED 2011 - 2030, which would reduce current energy production costs and CO2 emissions.

Identificação do potencial renovável para produção de electricidade na perspectiva da microgeração

Tese de doutoramento, Energia e Ambiente (Energia e Desenvolvimento Sustentável), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Construção de um parque eólico industrial

Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Análise dos métodos de descrição do regime eólico e suas aplicações

A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em quase todos os lugares. A geração da eletricidade através de fontes alternativas de energia como a eólica e a solar ganha grande importância diante da situação mundial em relação à preservação do meio ambiente e da necessidade de depender menos dos combustíveis fósseis como fontes de energia. No Brasil, algumas medidas precisas de vento, realizadas recentemente em diversos pontos do território nacional, indicam a existência de um imenso potencial eólico ainda não explorado. Para tanto se faz necessário estudos e revisões bibliográficas dos métodos de descrição e dimensionamento do regime eólico bem como as suas aplicações. Para isso foi feito uma análise do recurso eólico disponível na Região de Botucatu, utilizando os principais métodos de análise estatística e de determinação da energia produzida por um aerogerador.

Estudio y análisis de las necesidades computacionales de un parque eólico

[ES] La energía eólica es una de las fuentes de energía renovable más importante hoy día con un continuo crecimiento a nivel mundial. España también ha apostado por las renovables y más concretamente por la energía eólica, materializándose con importantes instalaciones en gran parte de las comunidades autónomas entre ellas, Canarias. Con la realización de este trabajo se pretende estudiar el potencial eólico disponible en la zona donde se pretenda instalar o mantener un parque eólico, empleando para ello la ayuda de un supercomputador, el cual se encargará, por medio de un software de predicción meteorológica, que ayudarán en la decisión de dónde ubicar un parque eólico y, posteriormente, en la fase de explotación, predecir la potencia que un parque eólico inyectará en la red eléctrica con la antelación suficiente para que permita planificar las centrales de reserva de generación de energía tradicional u otras acciones que se consideren de interés. Durante el desarrollo del trabajo emplearemos el software “WRF” de predicción meteorológica. Esto generará un alto coste computacional y es por lo que proponemos realizar los cálculos empleando la ayuda de un supercomputador. Para concluir el trabajo mostraremos las características del supercomputador Atlante, situado en Las Palmas de Gran Canaria, y analizaremos el coste que le supondría a una empresa, la compra o el alquiler de un supercomputador.

Parque eólico Cassino

La energía eólica, así como otras energías renovables, ha experimentado en la última década un gran auge que va extendiéndose alrededor de todo el mundo, cada vez más concienciado de la importancia de las energías renovables como una fuente alternativa de energía. Se han sumado al reto todos los países acogidos al Protocolo de Kyoto, que a fin de reducir emisiones están potenciando la energía eólica como la fuente de energía renovable hoy día más viable para la generación eléctrica. Brasil alcanzó en 2011 los 1.509 MW instalados, lo que representa el 50% de Latinoamérica, seguido por México con el 31%. Las características del sector eléctrico así como un marco legal favorable y el alto potencial eólico, hacen que la perspectiva de crecimiento en este tipo de energía sea muy favorable durante los próximos años, con estimaciones de unos 20.000 MW para 2020. El asentamiento del sector en el país de algunos de los fabricantes más importantes y los avances en cuanto a eficiencia de los aerogeneradores, mayor aprovechamiento de la energía de los vientos menos intensos, amplía las posibles ubicaciones de parques eólicos permitiendo una expansión grande del sector. El parque eólico objeto del proyecto está ubicado en el estado de Rio Grande do Sul, al sur del país, y está constituido por 33 aerogeneradores de 2,0 MW de potencia unitaria, lo que supone una potencia total instalada de 66 MW. La energía eléctrica generada en él será de 272,8 GWh/año. Esta energía se venderá mediante un contrato de compraventa de energía (PPA, Power Purchase Agreement) adjudicado por el gobierno Brasileño en sus sistemas de subasta de energía. En el proyecto se aborda primeramente la selección del emplazamiento del parque eólico a partir de datos de viento de la zona. Estos datos son estudiados para evaluar el potencial eólico y así poder optimizar la ubicación de las turbinas eólicas. Posteriormente se evalúan varios tipos de aerogeneradores para su implantación en el emplazamiento. La elección se realiza teniendo en cuenta las características técnicas de las máquinas y mediante un estudio de la productividad del parque con el aerogenerador correspondiente. Finalmente se opta por el aerogenerador G97-2.0 de GAMESA. La ejecución técnica del parque eólico se realiza de forma que se minimicen los impactos ambientales y de acuerdo a lo establecido en el Estudio de Impacto Ambiental realizado. Este proyecto requiere una inversión de 75,4 M€, financiada externamente en un 80 % y el 20 % con recursos propios del promotor. Del estudio económico-financiero se deduce que el proyecto diseñado es rentable económicamente y viable, tanto desde el punto de vista técnico como financiero. Abstract Wind energy, as well as other renewable energies, has experienced over the last decade a boom that is spreading around the world increasingly aware of the importance of renewable energy as an alternative energy source. All countries that ratified the Kyoto Protocol have joined the challenge promoting wind energy in order to reduce emissions as the more feasible renewable energy for power generation. In 2011 Brazil reached 1509 MW installed, 50% of Latin America, followed by Mexico with 31%. Electric sector characteristics as well as a favorable legal framework and the high wind potential, make the perspective of growth in this kind of energy very positive in the coming years, with estimates of about 20,000 MW by 2020. Some leading manufacturers have settled in the country and improvements in wind turbines efficiency with less intense winds, make higher the number of possible locations for wind farms allowing a major expansion of the sector. The planned wind farm is located in the state of Rio Grande do Sul, in the south of the Brazil, and is made up of 33 wind turbines of 2,0 MW each, representing a total capacity of 66 MW. The electricity generated, 272,8 GWh/year will be sold through a power purchase agreement (PPA) awarded by the Brazilian government in its energy auction systems. The project deals with the site selection of the wind farm from wind data in the area. These data are studied to evaluate the wind potential and thus optimize the location of wind turbines. Then several types of turbines are evaluated for implementation at the site. The choice is made taking into account the technical characteristics of the machines and a study of the productivity of the park with the corresponding turbine. Finally selected wind turbine is Gamesa G97-2.0. The technical implementation of the wind farm is done to minimize environmental impacts as established in the Environmental Impact Study. This project requires an investment of 75,4 M€, financed externally by 80% and 20% with equity from the promoter. The economic-financial study shows that the project is economically viable, both technically and financially.

Identificação do potencial renovável para produção de electricidade na perspectiva da microgeração

Tese submetida à Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências e aprovada em provas públicas para a obtenção do Grau de Doutor em Energia e Ambiente (especialidade em Energia e Desenvolvimento Sustentável).

Análisis de la viabilidad técnica y financiera de la generación de energía eléctrica a partir del recurso eólico en el municipio de Pereira

La electricidad es un insumo fundamental para el desarrollo actual de la humanidad, es la pieza clave en aspectos que cubren desde necesidades básicas como el acceso a la salud, educación, vivienda y alimentos, hasta hacer parte esencial del desarrollo tecnológico y económico de un territorio -- En Colombia, la cadena productiva de la generación de energía -bajo una matriz predominante hidroeléctrica- tiene asociados impactos ambientales y sociales como la alteración de los regímenes hidrológicos, el transporte de sedimentos, las migraciones ícticas, el desplazamiento de las comunidades, las condiciones de seguridad alimentaria de las poblaciones afectadas aguas abajo y los procesos de erosión remontante asociados con la construcción de represas, entre otros -- El impacto no solo se presenta en la etapa de construcción, puesto que la generación, transmisión, distribución y uso final generan una huella de carbono bastante significativa -- Si bien el sector eléctrico no es el único generador de gases nocivos, dicha plataforma económica genera por sí sola el 40% de emisiones de dióxido de carbono mundiales y por lo menos el 25% del total de todos los gases efecto invernadero, tal como lo afirma el GWEC, Global Wind Energy Council (Sawyer, 2011: 66); por lo que la implementación de una solución de producción de energía limpia implica la reducción sustancial de las emisiones nocivas para el planeta tierra -- Con el propósito de intensificar la aplicación de energías renovables dentro de la matriz energética internacional, la ONU designó el 2012 como el año oficial de las energías renovables -- El resultado se ve reflejado en la iniciativa Energía Sostenible para Todos - SE4ALL, mediante la cual se plantean tres objetivos que deberán ser alcanzados con la participación y contribución de los países miembros de la ONU: 1) Acceso universal a servicios modernos de energía, 2) Mejora en eficiencia energética y 3) Duplicación de la participación de energías renovables en la matriz energética mundial (SE4ALL, 2012) -- Sumado a esto, el desarrollo y aplicación de energías renovables son herramientas importantes para la mitigación y adaptación al cambio climático en la medida en que reducen gases de efecto invernadero (GEI) y diversifican la canasta energética de los países (FEDESARROLLO, 2013) -- Este trabajo evalúa la posibilidad de incrementar la competitividad nacional y regional a partir de la generación local de energía en el municipio de Pereira y las ventajas de la generación distribuida respecto a la generación centralizada en términos de eficiencia energética, evidenciando el potencial eólico del municipio para su utilización en la generación de energía eléctrica -- La energía eólica, fuente autóctona de electricidad, representa una alternativa para la modificación del modelo productivo convencional, siendo una tecnología competitiva no solo dentro de las renovables sino también con respecto a la cogeneración de energía -- La implementación de ella tiene implícito un mejor aprovechamiento del espacio, un impacto ambiental bajo y un desarrollo a nivel de investigación y tecnología importante -- Su implementación no contamina, contribuyendo a la disminución de emisiones de dióxido de carbono, aportando de este modo en la solución de la crisis ecológica mundial y la desaceleración del cambio climático -- La tecnología eólica representa entonces una alternativa a tener en cuenta para la generación de energía limpia, frente a otras formas tradicionales altamente contaminantes o de gran impacto ambiental -- Pese a todos los factores de importancia que ha adquirido el desarrollo en la materia, existe un número muy limitado de investigaciones que aborden la temática de aplicabilidad de estos criterios en Colombia; específicamente en Pereira no existía a la fecha ningún adelanto investigativo -- La importancia de este estudio radica en el potencial descubierto en un entorno que no había sido explorado, llegando a ser determinante para el futuro desarrollo tecnológico en este campo y dando apertura a otras investigaciones que complementen el presente estudio

Proyecto de instalación eléctrica para el abastecimiento de una vivienda mediante energías renovables

El proyecto se centra en abastecer la demanda eléctrica del Centro Canino Berquier (Añorbe – Zona Media de Navarra), que cuenta una residencia canina, una consulta veterinaria y una vivienda, mediante un sistema aislado de la red y el uso de energías renovables. El abastecimiento de energía eléctrica mediante energías renovables, contará con un sistema de generación, almacenamiento y distribución, para garantizar un suministro en cantidad y calidad suficiente, del Centro Canino Berquier, Entre las opciones de abastecimiento doméstico renovable, tras un análisis preliminar de los recursos existentes en el emplazamiento del Centro Canino Berquier, se opta por una instalación híbrida eólica fotovoltaica autónoma, respaldada por un grupo electrógeno. Para el correcto dimensionado del mismo, se han seguido los siguientes pasos: - Estimación de los consumos del Centro Canino Berquier. - Caracterización del potencial eólico, evaluación y selección de la turbina eólica. - Radiación solar disponible, dimensionado, inclinación y orientación del generador FV. - Determinación de la capacidad de las baterías y del resto de componentes del sistema. - Cálculo del cableado y elementos de protección. - Esquema de conexiones. Si bien el proyecto, aparentemente, no aporta valor añadido en cuanto a la solución adoptada, (se ha empleado una tecnología técnicamente evaluada y económicamente viable), resulta recomendable como guía a la hora de afrontar proyectos de abastecimiento similares al nuestro.

Metodologia de projeto de turbinas eólicas de pequeno porte.

O potencial eólico do Brasil, de vento firme e com viabilidade econômica de aproveitamento, é de 143 GW. Isso equivale ao dobro de toda a capacidade da geração já instalada no país. No Brasil, a energia eólica tem uma sazonalidade complementar à energia hidrelétrica, porque os períodos de melhor condição de vento coincidem com os de menor capacidade dos reservatórios. O projeto desenvolvido neste trabalho nasceu de uma chamada pública do FINEP, e sob os auspícios do recém criado CEPER. Ao projeto foi incorporado um caráter investigativo, de contribuição científica original, resultando em um produto de tecnologia inovadora para aerogeradores de baixa potência. Dentre os objetivos do projeto, destacamos a avaliação experimental de turbinas eólicas de 5000 W de potência. Mais especificamente, dentro do objetivo geral deste projeto estão incluídas análise estrutural, análise aerodinâmica e análise de viabilidade de novos materiais a serem empregados. Para cada uma das diferentes áreas de conhecimento que compõem o projeto, será adotada a metodologia mais adequada. Para a Análise aerodinâmica foi realizada uma simulação numérica preliminar seguida de ensaios experimentais em túnel de vento. A descrição dos procedimentos adotados é apresentada no Capítulo 3. O Capítulo 4 é dedicado aos testes elétricos. Nesta etapa, foi desenvolvido um banco de testes para obtenção das características específicas das máquinas-base, como curvas de potência, rendimento elétrico, análise e perdas mecânicas e elétricas, e aquecimento. Este capítulo termina com a análise crítica dos valores obtidos. Foram realizados testes de campo de todo o conjunto montado. Atualmente, o aerogerador de 5kW encontra-se em operação, instrumentado e equipado com sistema de aquisição de dados para consolidação dos testes de confiabilidade. Os testes de campo estão ocorrendo na cidade de Campos, RJ, e abrangeram as seguintes dimensões de análise; testes de eficiência para determinação da curva de potência, níveis de ruído e atuação de dispositivos de segurança. Os resultados esperados pelo projeto foram atingidos, consolidando o projeto de um aerogerador de 5000W.