geração de energias alternativas em ambiente urbano: potencial eólico e complementaridade solar

Geração de Energias Alternativas em Meio

Urbano: Potencial Eólico e Complementaridade Solar

IX Congresso da Geografia Portuguesa

Geografia: Espaço, Natureza, Sociedade e Ciência

Autores:Marc Valente

Rui Pedro Julião

Introdução

As cidades não são energeticamente autossustentáveis: Potenciais locais de produção de

energia.(m/s)

Simulação do comportamento do vento (Sandberg et. al. 2005)

Aproveitamento da cobertura do edificado (Laboratório Nacional Lawrence Berkeley,

E.U.A., 2010)

Panorama Nacional

Portugal não possui fontes fósseis de energia;

Segundo a Direção-Geral de Energia e Geologia (DGEG), o petróleo é a fonte de energia mais importada no país.

Consumo de energias fósseis em Portugal em 2012 (Balanço Energético: Sintético, DGEG)

Panorama Nacional

Contexto geográfico proporciona quantitativos elevado de produção de energias renováveis.

Velocidades de vento obtidas para a cota de 50m (adaptado de Troen, et. al.,

1989)

Valores médios anuais de insolação (adaptado de Gomes, 2011)

As Renováveis e o País

Diminuição da importação das energias fósseis: Incentivos por parte do Estado e de diversas

empresas privadas;

Renováveis representam entre 40 a 50% do total da energia consumida (DGEG – Estatísticas Rápidas de Fevereiro 2013): As mais representativas são: hídrica e eólica

(75%); Subida anual da energia fotovoltaica.

Metodologia

Metodologia adaptada de: Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP)

– Laboratório Nacional RISØ, Dinamarca:

1) Avaliação do meio (recolha de dados);

2) Aplicação do método estatístico (distribuição de Weibull);

3) Análise do potencial económico:▪ Bruto;▪ Efetivo;

4) Complementaridade solar.

Metodologia:1) Avaliação do Meio

Estações meteorológicas (idealmente normais de 30 anos): Simulação do comportamento do

vento (mesoescala);

Simulação para a baixa da cidade de Montreal, Canadá (adaptado de Gousseau, et. al. 2010)

Metodologia:2) Método estatístico (Weibull)

Dados de vento em séries temporais;

Dados de vento formatados em distribuição de frequência.

Adaptado de Seguro, et. al. (1999)

Adaptado de Seguro, et. al. (1999)

Metodologia:3) Avaliação do potencial económico

Fórmula do cálculo do potencial energético (WAsP):

En – Produção energética anual (MW/hano);

8760 – Número de horas num ano;

f (ū) – Frequência de ocorrência de classe de vento;

(Pwt(ū)) – Potência nominal da turbina.

Potencial económico bruto= En x Valor(€) do MW/h

Metodologia:3) Avaliação do potencial económico

Escala de produção de energia: Microgeração; Minigeração;

Tipos de regimes de remuneração: Geral (estável); Bonificado:▪ Aumento de 20%/ano, no entanto possui

um limite estabelecido anualmente;▪ Contrato acaba ao fim de 15 anos.

Metodologia:4) Complementaridade Solar

Avaliação do potencial solar: Mapa de valores radiométricos;

Cruzamento da informação: Mapa de valores radiométricos

críticos; Mapa dos locais-ótimos de

produção de energia eólica;

Avaliação de cada local à instalação das infraestruturas.

Impactos

Eólica: Visuais:▪ Diluídos pelo design;

Sonoros:▪ Mitigados pela evolução tecnológica no

sentido de diminuir o ruído das hélices; Solar:

Espaço:▪ Necessita de grandes áreas;

Custos;

Conclusões

Ambientes urbanos são grandes consumidores de energia;

De uma forma geral, são os energeticamente menos autossustentáveis;

A complexidade do meio altera o fluxo natural do vento;

Criação involuntária de locais potenciadores de energia;

Aumenta da sustentabilidade energética urbana;

Diminuição da dependência energética nacional.

Obrigado pela vossa atenção! BIBLIOGRAFIA

Costa P A (2004) Atlas do Potencial Eólico para Portugal Continental. Dissertação de Mestrado, Universidade de Lisboa, Lisboa.

  Decreto-Lei nº 25/2013 de 19 de Fevereiro, Diário da República - Ministério da Economia e do Emprego. [Acedido em Maio

2013]. http://www.edpsu.pt/pt/PRE/Microproducao/RegulamentaoDocs/Decreto-Lei%2025_2013.pdf

Direcção-Geral de Energia e Geologia, Ministério da Economia e do Emprego (2013). Estatísticas Rápidas de Fevereiro de 2013. Lisboa [Acedido em Maio 2013].http://www.dgeg.pt/

  Fuglsang P, Bak, C (2004) Development of the Riso wind turbine airfoils. Wind Energy, 7 (2): 145-162.

  Gomes N M (2011) Integração de Dados LiDAR com Imagens de Muito Alta Resolução Espacial para Determinação de Áreas

Urbanas com Potencial Solar. Dissertação de Mestrado, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa.  Gousseau, P., Blocken, B., et. al. (2010) CFD Simulation of Polltant Gas Dispersion in Downtown Montreal, Canada.

Departamento do Meio Urbanizado da Universidade Tecnológica de Eidhoven, Holanda. [Acedido em Maio 2013]. http://sts.bwk.tue.nl/urbanphysics/Gas%20dispersion%20in%20downtown%20Montreal.htm

  Martins J S, Moreira M, Afonso J l (2004) Medidas reguladoras, normas e legislação portugesa aplicável às enegias

renováveis e sugestões. Simpósio sobre Energias Renováveis em Portugal 2: 25-30. 

Seguro, J. V., Lambert, T. W. (2000) Modern Estimation of the Parameters of the Weibull Wind Distribution for Wind Energy Analysis. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerdynamics 85: 75-84

  Shigetomi, A., Murai, Y., Tasaka, Y., Takeda, Y., (2011) Interactive flow field around two Savonius turbines. Renewable Energy

36: 536-545.

Troen L, et. al. (1989) European Wind Atlas. Riso National Laboratory, Bruxelas.