O documento discute a energia das ondas como uma fonte renovável de energia. Ele descreve como as ondas do mar transportam energia significativa globalmente e como Portugal em particular tem um grande potencial para geração de energia das ondas devido à sua extensa costa. O documento também fornece uma classificação de vários sistemas propostos para converter a energia cinética das ondas em energia elétrica.

1. Energia das Ondas
Sistemas Hídricos
Bruno Garcia

2. Contexto Energético
 O desenvolvimento de tecnologias com capacidade de gerar
electricidade a partir de fontes de energia renovável é um
objectivo da sociedade industrializada.
 Destas, as principais incluem a energia eólica, solar e
hidroeléctrica.
 No entanto, nenhuma destas tecnologias associada às suas
fontes constitui uma solução única à procura energética
mundial.

3. O Papel dos Oceanos
 É neste contexto do ponto que a extracção da energia
proveniente dos oceanos faz sentido.
 A sua elevada disponibilidade e densidade energética tem
dado origem a inúmeros estudos de novos métodos de
produção de energia mais limpos e eficientes.

4. Energia das Ondas
• As ondas do mar são uma forma indirecta da energia solar.
• O aquecimento diferenciado da atmosfera gera diferenças de
pressão, dando origem ao vento, e este, a partir de uma
complexa interacção com a superfície do mar, dá origem às
ondas.
• A transferência de energia do vento para a água é feita na
forma de:
– energia potencial (massa de água acima ou abaixo do nível
médio das águas do mar)
– energia cinética (movimento de partículas).

5. A Onda
 A quantidade de energia transferida é dependente da
velocidade do vento, do tempo que este sopra e do
comprimento sobre a superfície do mar.
 Uma onda, quando formada, pode viajar milhares de
quilómetros com ínfimas perdas energéticas.
 O nível da energia das ondas é expresso em potência por
unidade de comprimento por frente de onda.

6. A Onda como Recurso Mundial
 A previsibilidade, consistência, e densidade energética (a
maior das energias renováveis) desta fonte são vantagens
importantes.
 Para este recurso em zonas de mar alto, valores típicos anuais
de energia transportada por onda rondam os 20 a 70 kW por
metro de frente de onda.
 Globalmente, admite-se que ronda os 2000 e 4000 TWh
anuais, sendo equiparável à energia eléctrica média anual
consumida mundialmente.

7. Recurso Mundial
Distribuição do potencial mundial das ondas em kW/m de frente de onda

8. Portugal
No caso de Portugal, estes valores rondam os 21 GW
disponibilizando-se :
 16 GW no continente.
 6 GW para as Regiões Autónomas.

9. Portugal
Sendo este um país com uma extensa linha de
costa, onde o consumo é superior nesses locais, o
recurso disponibilizado pelas ondas do mar pode
tornar-se fundamental para o fornecimento energético
do país, sendo indispensável para a independência
energética do exterior.

10. Portugal

11. Crescimento

13. Os aspectos mais importantes são :
 Irregularidade da amplitude, fase e direcção das ondas, que
geram dificuldades na obtenção da máxima eficiência de um
dispositivo, considerando a enorme gama de frequências de
excitação (variabilidade temporal e espacial do recurso);
 Elevada carga estrutural em condições climatéricas extremas;
 Transformação de baixas frequências de agitação em energia
eléctrica;
 Ambiente corrosiva e hostil do oceano – elevada manutenção
dos dispositivos.

14. Factores sociais e ambientais a ter em conta:
 Aparência visual e ruído (específicas de cada dispositivo);
 Redução da altura de onda pode ser uma forte
consideração em alguns locais;
 Habitat marinho;
 Resíduos tóxicos;
 Conflitos com outros utilizadores da zona marítima;
 Instalação no local.

15. Classificação e Descrição de Sistemas de
Conversão de Energia das Ondas
Na literatura é possível encontrar critérios de
classificação baseados nos seguintes aspectos:
 Localização;
 Princípio de funcionamento;
 Dimensão e/ou orientação do dispositivo;
 Métodos de extracção utilizados na conversão da
energia das ondas.

16. Localização
 Dispositivos costeiros (onshore ou shoreline);
 Dispositivos próximos da costa (near-shore). Situados a
dezenas de metros da linha de costa, no mar, em molhes ou
em quebramares. Determinados sistemas podem estar sobre
o fundo oceânico a profundidades na ordem dos 20 m;
 Dispositivos oceânicos (offshore). Estão afastados da costa,
sendo neste caso sistemas flutuantes. As profundidades
envolvidas são superiores, onde a energia transportada pelas
ondas é maior.

17. Classificação de dispositivos quanto à
distância à linha de costa

18. Princípio de funcionamento
 Existem três concepções básicas de dispositivos utilizadas
no aproveitamento da energia das ondas:
 Coluna de água oscilante, CAO (OWC na notação inglesa);
 Corpos Oscilantes de absorção pontual (Point Absorbers)
ou progressivos (Surging devices) – Corpos activados
pelas ondas (Wave Activated Bodies – WAB);
 Dispositivos de galgamento.

19. Dimensão e/ou orientação do
dispositivo
Esta classificação pretende descrever o princípio de operação e a
geometria do dispositivo
 Absorvedores pontuais (Point absorbers);
 Atenuadores (Atennuators);
 Terminadores (Terminators).

20. Métodos de extracção de energia
a) Turbinas a ar
b) Turbinas hidráulicas
c) Geradores lineares
d) Gerador magnetohidrodinâmico (MHD)
e) Sistema Hidráulico

21. Uma classificação alternativa às expostas nesta secção está
relacionada com o estado de desenvolvimento do dispositivo e
não pelo modo de operação
1. Primeira geração;
2. Segunda geração;
3. Terceira geração.

23. Coluna de água oscilante (CAO)

24. Coluna de água oscilante (CAO)
Estrutura fixa
CAO Limpet

25. Coluna de água oscilante (CAO)
Estrutura fixa
Central piloto europeia da Ilha do Pico – Central do
Pico

26. Coluna de água oscilante (CAO)
Estrutura flutuante
Oceanlinx

27. Coluna de água oscilante (CAO)
Estrutura flutuante
Mighty Whale

28. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Translacção
AquaBuOY

29. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Translacção
IPS Buoy Sloped IPS Buoy

30. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Translacção
WaveBob

31. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Translacção
FO3

32. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Translacção
Wave Star Energy

33. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Rotação
Pelamis

34. Corpos Oscilantes
Estrutura flutuante de Rotação
SEAREV

35. Corpos Oscilantes
Submersos de Rotação
Treefinder OWEC, princípio de funcionamento

36. Corpos Oscilantes
Submersos de Rotação
WaveRoller

37. Corpos Oscilantes
Submersos de Rotação
BioWave

38. Corpos Oscilantes
Submersos de Rotação
Oyster

39. Corpos Oscilantes
Submersos de Translacção
CETO

40. Corpos Oscilantes
Submersos de Translacção
Archimedes Wave Swing

41. Dispositivos de Galgamento
Estrutura Fixa
Sea Wave Slot-Cone Generator (SSG)

42. Dispositivos de Galgamento
Estrutura Flutuante

43. Dispositivos de Galgamento
Estrutura Flutuante
WavePlane

44. CONCLUSÃO
A energia das ondas possui, das energias renováveis, a que tem
mais potencial de crescimento em Portugal.
Assim o estudo de viabilidade dos inúmeros sistemas propostos
torna-se premente. Para que se atinja uma tecnologia “madura”.

45. FIM
QUESTÕES
???

46. • PS
Desaconselha-se o seguimento destes estudos
pelos alunos da Lusófona.