Estudo numérico de conversão da energia cinética das correntes marinhas em energia elétrica na Plataforma Continental Sul-Sudeste Brasileira
Autor: Eduardo de Paula Kirinus (Currículo Lattes)
Resumo
Energias renováveis de fontes marinhas já apresentam potencial possível de exploração, tornando determinante o inicio de estudos e investigações sobre taxas de conversão de energia, bem como dos impactos hidrodinâmicos e morfodinâmicos em longo prazo. Ondas e correntes oceânicas estão sendo pesquisadas ao redor do mundo como possíveis fontes de energia. Descobertas recentes relatam que em lugares energeticamente viáveis, os estudos estão focados em impactos locais, desconsiderando as variações de longo prazo. Este estudo demonstra a importância de se avaliar recursos energéticos através de simulações de longo período, para aumentar o conhecimento sobre os processos de variabilidade espacial e temporal que controlam o padrão dinâmico de locais viáveis para a implantação de energias renováveis oceânicas. O principal objetivo deste trabalho é encontrar locais próximos a região costeira da Plataforma Continental Sul-Sudeste Brasileira, que sejam viáveis para a exploração da energia das correntes e ondas, além de avaliar os impactos hidrodinâmicos e morfodinâmicos de longo período. Os modelos hidrodinâmico TELEMAC-3D e espectral de ondas TOMAWAC foramutilizados para o período de 10 anos, entre os anos de 2003 e 2012, para a acessar a viabilidade de ondas e correntes. O modelo morfodinâmico SISYPHE acoplado ao modelo TELEMAC-3D também foi utilizado para o mesmo período em abordagem de cenários, com e sem a presença dos sítios de turbinas para realizar as comparações dos impactos ambientais. Fontes de alta intensidade das correntes e altura de ondas foram encontradas em cinco localidades na costa da Plataforma Continental Sul do Brasil e Plataforma Continental Sudeste do Brasil, onde foram subsequentemente analisados para a frequência de ocorrência, análise de variabilidade em relação a meses e estações do ano, assim como, variabilidade espacial e temporal. Os resultados apontaram que a energia renovável provinda das correntes oceânicas possui maior estabilidade para a conversão na Plataforma Continental Sul do Brasil, enquanto que para as ondas, as melhores condições encontradas foram na Plataforma Continental Sudeste do Brasil. As estações mais fracas para a conversão energética foram o outono e o verão, para correntes e ondas respectivamente, com variação entre as estações dominantes. A variabilidade das ondas demonstrou grande correlação com a dinâmica atmosférica em relação a passagem de sistemas frontais, em oposição às correntes que foram principalmente forçadas pelo fluxo local dirigido por vento. Através destes resultados, regiões viáveis para as correntes na região costeira da Plataforma Continental Sul-Sudeste Brasileira foram reduzidas e limitadas através da definição de cinco critérios como batimetria, proximidade com a costa, frequência de altas intensidades de velocidade, variabilidade sazonal e mensal. Sítios de turbinas foram adicionados ao módulo de conversão de energias acoplado ao modelo hidrodinâmico para que as mudanças impactantes do fluxo, devido a conversão, fossem desenvolvidas corretamente. Os resultados demonstraram que nos três locais selecionados, as turbinas não apresentam taxas de conversão semelhantes, ao contrário, àquelas localizadas nas bordas dos sítios apresentaram melhores taxas de conversão. Em relação aos impactos, a corrente superficial decresceu dentro dos sítios provocando ajustes na coluna de água, quebrando o padrão vertical natural da corrente, e desenvolvendo fluxos laterais que, com o tempo, afetam a dinâmica de fundo, causando mudanças nos depósitos sedimentares, além de impactar as taxas de transporte de sedimentos pelo fundo. As turbinas propostas neste trabalho converteram um total de 1840 GWh ao longo dos 10 anos de estudo, considerando neste valor, as perdas mecânicas e o cabeamento, além de outras fontes de perda. Este valor é equivalente a energia consumida por 56.166 residências durante 10 anos.