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Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
2016/2017
Mestrado Integrado de Engenharia Mecânica
Estudantes:
Eduardo Nunes, [email protected]
Francisco Amaro, [email protected]
Júlio Pancrácio, [email protected]
Luís Freitas, [email protected]
João Joanes, [email protected]
1M1_02
Orientador:
Teresa Duarte
Monitor:
Daniel Almeida,
31/10/2016
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Resumo
Ao longo deste relatório, será desenvolvido, de forma abrangente e completa, o tema proposto,
para a disciplina do projeto FEUP, energias eólica e hídrica. Este tema tem um papel fulcral na
compreensão da sociedade contemporânea e futura. Ao longo do tema, serão abordados um
alargado conjunto de tópicos. Primeiramente, abordaremos a constituição e funcionamento das
estruturas de aproveitamento energético e a sua ligação com a profissão de engenheiro
mecânico, passando depois, para a análise das condições mais favoráveis para a criação destas
estruturas. Seguidamente, para além de uma visão mais económica, onde analisaremos os custos
da exploração deste tipo de energias, focaremos ainda as nossas atenções para os impactos
positivos e negativos das energias renováveis na natureza e na sociedade. Por fim, finalizaremos
o relatório explorando o investimento das energias eólica e hídrica em solo nacional, referindo
exemplos de importância.
Palavras Chave
Custos; Rendimento; Impactos; FEUP; Energia Eólica; Energia Hídrica; Vantagens e
Desvantagens; Investimento
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Agradecimentos
Na realização deste trabalho, integrado no plano curricular do Projeto FEUP, todo o processo de
criação do mesmo envolveu uma interação que foi para além dos membros do grupo de trabalho.
Deste modo, torna-se imperativo destacar que este projeto foi feito em conjunto, com a
contribuição de diferentes membros da comunidade educativa da faculdade e não só. Este apoio
começou desde logo no primeiro dia de aulas, onde se deu a início uma semana exclusiva
dedicada ao Projeto FEUP.
Todas as palestras que foram apresentadas representaram passos importantes na compreensão
da realidade e exigência associada ao ensino universitário. Nelas foram fornecidas ferramentas
importantes para a realização do trabalho, pelo que vimos por este meio agradecer a todos os
oradores e participantes que aí participaram.
Para além disso, e por último, é imprescindível agradecer à professora Teresa Duarte e ao monitor
Daniel Almeida não só por todo o apoio prestado e pelos valorosos conhecimentos que
prestaram, mas também pela disponibilidade disposta na abordagem de todos os assuntos
relacionados com o tema.
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Índice
1. Introdução ............................................................................................................................. 5
2. Constituição e funcionamento das estruturas de aproveitamento energético ..................... 6
2.1. Energia Eólica ...................................................................................................................... 6
2.2. Energia Hídrica .................................................................................................................... 9
3. A importância da engenharia mecânica .............................................................................. 10
4. Condições para aproveitamento de Energia Eólica ............................................................. 11
5. Condições para aproveitamento de Energia Hídrica ........................................................... 14
6. Custos da energia eólica ...................................................................................................... 16
7. Desvantagens na utilização de energias renováveis (eólica e hídrica) ................................. 18
7.1. Hídrica ............................................................................................................................... 18
7.2. Eólica ................................................................................................................................ 21
8. Vantagens na utilização de energias renováveis (eólica e hídrica) ...................................... 23
8.1. Criação de riqueza ............................................................................................................ 23
8.2. Criação de emprego .......................................................................................................... 24
8.3. Redução da emissão de gases dos combustíveis fósseis .................................................. 25
8.4. Redução das importações e da dependência energética ................................................. 26
9. Energia hídrica e eólica em Portugal ................................................................................... 28
9.1. Energia Hídrica ............................................................................................................. 28
9.1.1. Evolução da hidroeletricidade em Portugal ............................................................... 28
9.1.2. Potencial hidroelétrico em Portugal .......................................................................... 30
9.2. Energia Eólica .............................................................................................................. 31
9.2.1. Evolução da energia eólica em Portugal ........................................................................ 31
9.2.2. Potencial de energia eólica em Portugal.................................................................... 35
10. Conclusão ........................................................................................................................ 36
11. Bibliografia ....................................................................................................................... 37
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Introdução
Desde a primeira revolução industrial que o consumo e exploração dos combustíveis fósseis têm
vindo a aumentar exponencialmente a nível mundial. Surgiu então a necessidade de procurar
novas fontes de energia, assim as energias renováveis são um tema relevante, quer do ponto de
vista económico, quer ambiental. A utilização destes recursos tem vindo a aumentar com o
desenvolver das tecnologias neles empregues, de modo a permitir que as dificuldades na sua
exploração diminuam e tornem mais rentáveis e aliciantes para um investimento capaz de
revolucionar esta área.
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Constituição e funcionamento das
estruturas de aproveitamento energético
2.1. Energia Eólica
A energia eólica é aproveitada através de turbinas eólicas, situadas geralmente em zonas de
elevada altitude. Embora existam diversos tipos de aerogeradores (figuras 1 e 2), o modelo mais
utilizado na atualidade é a turbina com torre tubular e eixo de rotor horizontal.
Figura 1: Turbina de eixo horizontal Figura 2: Turbina de eixo vertical
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Na figura 3 é possível perceber quais os componentes internos e externos de uma destas
turbinas.
Estas infraestruturas estão divididas em três componentes: o rotor, a cabina ou nacelle e a torre,
tendo cada uma função específica e fundamental para o bom funcionamento da turbina.
O rotor, constituído por duas ou mais pás, é o elemento principal da estrutura, uma vez que é
este que começa a transferência de energia do vento para os geradores, onde é gerada a
eletricidade. Estas pás têm que aliar a maior área de contacto com o vento e o menor peso
possível, de modo a que possam otimizar a produção de energia cinética. Os materiais escolhidos
para a construção dos rotores são os compostos sintéticos (plásticos), por serem leves e bastante
moldáveis. São também muito utilizadas nas turbinas de grande dimensão o aço e as ligas de
alumínio. Apesar disto, “a tendência atual aponta para o desenvolvimento na direção de novos
materiais compósitos híbridos, por forma a tirar partido das melhores características de cada um
dos componentes, designadamente sob o ponto de vista do peso, robustez e resistência à fadiga.”
[2].
Figura 3: Estrutura interna de uma turbina elétrica 1. Fundação (alicerces) 2. Transformador e ligação à rede elétrica 3. Torre 4. Escada de acesso 5. Mecanismo de orientação direcional 6. Cabina ou nacelle 7. Gerador 8. Anemómetro 9. Travão 10. Caixa de velocidades 11. Pá 12. Eixo de rotação da pá 13. Cubo das pás
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No entanto, é na cabina que se situa toda a “tecnologia” que permite esta máquina funcionar de
forma (quase) autónoma. Se quisermos alinhar os componentes por ordem a partir do rotor,
obtemos o veio principal, onde também se encontram os travões hidráulicos, a caixa de
velocidades ou multiplicador, que vai aumentar o número de rotações do eixo, e por fim os
geradores. Num patamar diferente encontra-se um mecanismo de orientação direcional, os
sensores de vento (anemómetro) e um pára-raios.
Por fim, a torre, que tem como função suportar o peso da cabina e rotor, tal como possíveis
condições atmosféricas adversas, mas também tem que elevar o mesmo rotor a uma altitude em
que a velocidade do vento seja superior.
Estas torres têm geralmente mais de 50 metros de altura e uma forma tubular, e são fabricadas
em aço ou betão.
Olhando para a forma como funciona uma turbina eólica, podemos dizer que internamente é
como um carro elétrico invertido. No carro, a bateria fornece energia elétrica a uma caixa de
velocidades, que está ligada a um eixo que faz girar as rodas. Por outro lado, na turbina, tudo
começa no movimento do rotor, por ação do vento, que faz rodar o veio principal de baixa
rotação, ligado à caixa de velocidades, onde esta rotação é acelerada e passada para um segundo
eixo mais pequeno, de alta rotação, que está ligado ao gerador, onde é transformada a energia
elétrica.
Figura 4: componentes internos da cabina
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O funcionamento desta estrutura não era rentável nem seguro sem dois componentes: os travões
hidráulicos e o mecanismo de orientação direcional. Por um lado, os travões permitem que
quando a velocidade do vento é muito elevada, o rotor pare, evitando assim situações em que a
rotação leva a desequilíbrios que podem que podem culminar no colapso da estrutura. No caso
de os travões hidráulicos atuam no veio principal, e no caso de falharem, existe um travão
mecânico de disco que é utilizado como recurso, em situações de emergência. Por outro lado, o
mecanismo de orientação direcional deteta através de sensores exteriores a direção do vento, e
permite a rotação da cabina e do rotor, de modo que esta esteja sempre contra o vento,
maximizando a sua eficiência.
2.2. Energia Hídrica
A energia hídrica é atualmente aproveitada através de centrais hidroelétricas instaladas nos
cursos dos rios. À semelhança do que acontece nos aerogeradores com o vento, estas centrais
transformam a energia potencial da água em eletricidade. Na figura 5 podemos observar um
exemplo de uma central hidroelétrica em Portugal
Uma central hidroelétrica, mais conhecida como barragem, é instalada no curso de um rio e,
através de consecutivas retenções e descargas de água, gera energia elétrica.
A barragem hidroelétrica consiste num paredão que acumula a água a montante, nas albufeiras.
Isto permite que com a água, seja acumulada energia potencial. Ao longo do paredão existem
portas estanques que, quando abertas, permitem que a água escoe por canais até às turbinas,
máquinas rotativas que são acionadas pela energia criada pela queda da água nas suas pás. Estas
turbinas estão ligadas a alternadores, e o seu movimento faz o alternador gerar energia elétrica,
que é conduzida através da rede elétrica para as centrais elétricas, para ser posteriormente
distribuída. Na figura 6 podemos observar o esquema de funcionamento interno de uma central.
Figura 5: Barragem da Aguieira [3].
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A importância da engenharia mecânica
O vasto conjunto de competências que um engenheiro mecânico adquire torna-o num elemento
indispensável para qualquer projeto ligado a energias renováveis. Espera-se que um engenheiro
mecânico seja capaz de aplicar os seus conhecimentos técnicos de maneira a analisar e
interpretar cada caso específico de aproveitamento de energias renováveis, e posteriormente
projetar e construir a infraestrutura que melhor se enquadra na zona.
Sendo a engenharia mecânica uma profissão com uma rede de conhecimentos muito vasta, um
profissional deste ramo tem um conjunto imenso de competências fundamentais ao
desenvolvimento deste tipo de infraestruturas.
Na área da energia, cabe a este analisar qual o potencial de uma possível intervenção, por
exemplo: onde instalar aerogeradores numa serra, de modo otimizar a produção de energia com
o mínimo impacto ambiental possível, ou então em que zona de um rio se deve instalar uma
barragem, de modo que, mais uma vez, a produção de energia seja otimizada, mas seja tido em
conta também o impacto que esta obra vai ter na população local e na Natureza.
Na área da produção e posterior gestão da mesma, o engenheiro mecânico deve ser capaz de
desenhar e encontrar os materiais certos para cada peça, de modo que aliem um custo de
produção reduzido a uma durabilidade alta, minimizando os riscos de acidente e os custos de
manutenção. Cabe também a este gerir a logística de cada projeto.
Por fim, a área da investigação. O desenvolvimento de novas tecnologias e a aplicação de novos
materiais às infraestruturas relacionadas com as energias renováveis (p.e. novos compósitos para
as pás dos rotores dos aerogeradores) são fundamentais para a criação de um futuro sustentável
para a população mundial.
Figura 6: Ilustração do funcionamento de uma central hidroelétrica [1].
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Desta forma, podemos concluir que a engenharia mecânica tem um papel fundamental no
desenvolvimento e aproveitamento de energia limpa, num Mundo cada vez mais dependente das
energias renováveis, e consequentemente, dos engenheiros mecânicos [1,2].
Condições para aproveitamento de Energia
Eólica Um dos atuais modos de obtenção de energia renovável é a energia eólica, que utiliza a força do
vento para gerar energia elétrica. Atualmente, essa fonte renovável tem uma enorme
participação na produção total de energia elétrica em Portugal.
Para que seja possível produzir energia eólica, a localização dos aerogeradores é fundamental,
uma vez que instalados nos locais ideais são mais eficazes na produção de energia elétrica. Os
dois fatores essenciais na produção de energia eólica são a velocidade dos ventos e a altitude da
sua localização. Em Portugal observamos que os parques eólicos estão distribuídos de modo a
obedecer a ambos os fatores, uma vez que a maioria dos aerogeradores portugueses estão
localizados no centro e norte do país onde se encontram as cadeias montanhosas com ventos de
intensidade favorável.
Figura 7: gráfico das diferenças de altitude [4] Figura 8: velocidade do vento[5]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Ao analisar a figura 9 verifica-se os parques eólicos localizados em locais de maiores altitudes e
ventos constantes possuem uma potência maior do que aqueles que não se encontram nas
mesmas condições.
A produção de energia eólica divide-se em dois ramos principais a marítima (figura 11) e a
terrestre (figura 10), atualmente todos os aerogeradores em pleno funcionamento em Portugal
são terrestres, ou seja, estão situados no continente. Os aerogeradores marítimos, estão situados
no oceano sendo pouco exploradas em Portugal, no entanto este ano a primeira fase de teste de
um aerogerador marítimo terminou com bons resultados, o que futuramente poderá gerar
resultados bons para o país, pois Portugal desfruta de uma grande área oceânica, com grande
abundância de ventos onde poderá explorar esta forma de energia limpa.
Figura 9: parques eólicos [6]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Figura 10: aerogeradores terrestres [7]
Figura 11: aerogeradores marítimos [8]
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Condições para aproveitamento de Energia
Hídrica
Quando se fala em energias renováveis, não podemos deixar de falar da energia hídrica, esta não
só é gerada através das barragens, como também das marés, e tem papel fundamental na energia
total produzida em Portugal. De acordo com a Associação de Energias Renováveis (APREN), no
primeiro trimestre de 2016 a rede hídrica de produção de energia foi responsável por 41.7% de
toda energia (figura 12).
Portugal dispõe de uma rede hídrica que proporciona a utilização de barragens para produção de
energia, mesmo não possuindo muitos rios propícios a tal. Apesar disso, os rios principais são
muito bem aproveitados, por exemplo o rio Douro com oito barragens, gerando
aproximadamente 6.471 GWh anualmente. De acordo com a Energias de Portugal (EDP) Portugal
conta com 72 barragens produtoras de energia.
Janeiro a março 2016
Figura 12: Percentagem de utilização dos diferentes tipos de energia [9].
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Portugal uma vez mais possui condições, não só para aproveitar os seus rios, como também o seu
vasto oceano, pois as zonas costeiras portuguesas têm condições favoráveis para o
aproveitamento da energia das marés e também das ondas. No entanto, este tipo de
aproveitamento de energia ainda se encontra em fase de desenvolvimento e testes, mas Portugal
destaca-se como país pioneiro, dado que foi o primeiro a instalar equipamentos capazes de
transformar o movimento das ondas em energia, por exemplo o parque de Ondas da Aguçadoura.
Figura 13: Parque de ondas Aguçadora [10].
Figura 14: Barragem do Alqueva [11].
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Custos da energia eólica A energia eólica, apesar de não ser afetada pelas flutuações nos preços dos combustíveis,
apresenta-se como uma tecnologia de elevado investimento inicial, quando comparada com as
tecnologias convencionais de combustão fóssil, onde os custos para operação são substanciais.
De acordo com a Associação Europeia de Energia Eólica (EWEA, na sigla Inglesa), a instalação de
uma turbina eólica estandardizada de 2 MW na Europa custa em média 1,228 Milhões de €/ MW,
sendo que 75% desse investimento é efetuado na turbina e nos seus componentes.
Tabela com dados de 2008
Figura 15: [12]
Video wind europe
Figura 16: Investimento anual em energia eólica 2010-15 [13].
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Hoje em dia começam a surgir, no norte da Europa, parques eólicos no mar, os chamados
"parques offshore". Em Portugal, o facto da plataforma costeira afundar muito rapidamente
dificulta, por enquanto, a instalação deste tipo de parques. Os aerogeradores de eixo horizontal
são constituídos por uma torre metálica com uma altura que pode oscilar entre 25 e 80 m e por
turbinas com duas ou três pás, cujos diâmetros do rotor se situam em valores idênticos à altura
das torres. As turbinas de última geração têm uma capacidade de produção de energia de 1.6 a
5 MW. Os rotores que atualmente são utilizados para a produção comercial de eletricidade
apresentam coeficientes de potência máximos compreendidos entre 0,4 e 0,5 (rendimentos
entre 65% e 85%) [14].
Adaptado do US DOE
Fonte da Energia
Custo($/kWh)
Carvão 0.09-0.15
Gás Natural 0.07-0.14
Nuclear 0.095
Eólica 0.07-0.20
Painéis Fotovoltaicos
0.125
Solar Térmica 0.24
Geotérmica 0.05
Biomassa 0.10
Hídrica 0.08 Figura 17: custos dos diferentes tipos de energia [15]
Figura 18: [16]
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18
Desvantagens na utilização de energias
renováveis (eólica e hídrica)
7.1. Hídrica
A energia hídrica é a maior fonte de energia renovável no mundo, sendo o seu impacto ambiental
substancialmente reduzido, quando comparado com os combustíveis fosseis. Apesar disso, a
construção de estruturas, capazes de aproveitar a energias dos cursos de água, implicam um
enorme leque de alterações, não só ambientais, como sociais.
A construção destas megaestruturas cria uma perturbação no equilíbrio do ecossistema, pondo
em causa o seu correto funcionamento, trazendo problemas:
O impacte sobre os ecossistemas aquáticos, pois, apesar de minimizados com a
construção de sistemas de transposição para peixes (figura 19) [17], ou até mesmo de
transposição manual [18], criam um perigo para peixes e outros organismos, podendo
estes ser feridos ou mesmo mortos pelas laminas das turbinas.
Figura 19: Sistema de transposição para peixes [19]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Além dos perigos diretos criados por estas estruturas, outros seres vivos podem ser
afetados pelo seu funcionamento. Com a criação de uma albufeira a montante da
barragem, a acumulação de água estagnada leva ao aumento dos sedimentos e dos
nutrientes, criando um nicho ecológico perfeito para o aparecimento de algas
perturbadoras do ecossistema (figura 20).
Por fim, com o aumento do nível de água na barragem, os seus operadores serão
obrigados a libertá-la em grandes quantidades. Esta água é, por norma, mais fria e com
menor concentração de oxigénio dissolvido, o que poderá afetar de forma massiva o
equilíbrio do ecossistema (flora e fauna) a jusante da barragem [21].
Figura 20: Albufeira infestada por algas [20]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Estas grandes estruturas, para além de afetarem a natureza, também têm impacte social e
demográfico nas populações humanas das zonas envolventes. Com a criação de uma barragem é
necessário a destruição de uma ampla área, dependendo das caraterísticas do relevo e da
quantidade de energia que se pretende produzir. A criação de uma albufeira tem um impacto
ambiental extremo, destruindo habitats e terrenos agrícolas. Em certos casos, pode levar à
completa deslocalização de uma determinada comunidade, como sucedido durante a construção
da Barragem das Três Gargantas no rio Yang-tsé (figura 21). Esta barragem, a maior do mundo,
levou a deslocalização de mais de 1.2 milhões de pessoas, inundando 13 cidades, 130 vilas e 1.350
aldeias, onde foram violados os direitos humanos, existindo imensas dificuldades em relocalizar
as populações afetadas, por este reservatório com mais de 600 km de comprimento [22].
Figura 21: Barragem das Três Gargantas [23]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
21
7.2. Eólica
A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, no
entanto, hoje em dia, a sua produção inconsistente, com custos avultados, dificulta uma
implementação e desenvolvimento monetariamente sustentável. Ao contrário da energia hídrica,
a energia eólica é menos lesiva para o meio ambiente. Infelizmente, não é perfeita, trazendo
problemas dificílimos de solucionar, tais como:
A existência de um impacto visual na paisagem (figura 22), afetando, nas proximidades,
os moradores, não só pelo seu impacto visual, mas também pela produção de poluição
sonora (43dB), sendo, por isso, obrigatório todas as habitações se encontrarem, no
mínimo, a 200 metros dos aerogeradores [24].
Figura 22: Impacto visual dos aerogeradores na paisagem [25]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
22
O impacto sobre as aves locais, pois criam obstáculos estranhos ao seu voo, podendo
estas colidir com os aerogeradores. Por outro lado, interferem, de uma forma ainda sem
explicação bem definida, com o ciclo migratório de certas aves e mamíferos (figura 23)
[26].
A sua inconsistência em termos de produção de energia, pois, apesar de se encontrar em
locais estratégicos, para uma melhor rentabilização da produção de energia, o vento é
um fator natural independente da vontade do homem, não podendo assim ser
controlado. Isto, torna a produção de energia eólica, atualmente, um método com
elevado risco de investimento [28].
Figura 23: Impacto dos aerogeradores na vida selvagem [27]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
23
Vantagens na utilização de energias
renováveis (eólica e hídrica)
Por outro lado, a criação de novas formas de produção de energia, como o caso da energia hídrica
e eólica, trás vantagens, direta e indiretamente, a curto prazo, tais como: criação de riqueza (PIB),
de emprego, redução da emissão de gases com efeito de estufa, redução das importações,
redução da dependência energética [29].
8.1. Criação de riqueza
As energias renováveis resultaram no aumento da contribuição direta e indireta para o PIB, que
representará cerca de 3.800 milhões de Euros em 2020, mais de 4.300 Milhões de Euros em
2030 e excederá os 5.400 milhões de euros no cenário exportador. Podendo deduzir destes
dados, que se trata de um ramo do investimento em crescimento (figura 24).
Figura 24: Contribuição das energia renoveis no PIB [30]
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8.2. Criação de emprego
Com o investimento na área das energias renováveis, novas estruturas vão sendo
contruídas. Estas construções aumentam a necessidade de funcionários, não só para as
operarem, mas também para ajudar no desenvolvimento de mecanismos que as tornem
mais rentáveis (figura 25).
Figura 25: Criação de emprego pelas energias renováveis [31]
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8.3. Redução da emissão de gases dos combustíveis fósseis
Com o investimento nas energias renováveis, a dependência pelos combustíveis
fosseis diminuirá. Isto levará, não só ao encerrar de muitas centrais a carvão,
sendo apenas permitido gás natural, mas também à diminuição das emissões de
CO2 para a atmosfera (figura 26).
Figura 26: Evolução das emissões evitadas através da implementação de alternativas renováveis [32]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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8.4. Redução das importações e da dependência energética
Através do investimento em energias renováveis, grande parte dos países, deixou de
estar tão dependente dos países produtores de combustíveis fosseis. Assim, estes
países puderam fortalecer as suas economias e torná-las mais independentes
(figuras 27, 28).
Figura 27: Evolução da taxa de dependência energetica [33]
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Figura 28: Custos evitados na importação de combustíveis fosseis [34]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Energia hídrica e eólica em Portugal
9.1. Energia Hídrica
9.1.1. Evolução da hidroeletricidade em Portugal
O uso da hidroeletricidade em Portugal iniciou-se no final do século XIX. A introdução à utilização
desta nova “tecnologia” para obter energia elétrica teve como causa a necessidade de alimentar
pequenas instalações de iluminação de espaços públicos e industriais. Mais concretamente, a
primeira central de hidroelétrica foi instalada em março de 1894 no poço do Aguieirinho, em Vila
Real, que era potenciada pelas águas do rio Congo. Contudo, esta primeira experiência
disponibilizava uma pequena potência energética de 120 KW.
No entanto, apenas por volta de 1920 se instalou de forma permanente o facto de que a energia
hídrica seria uma fonte considerável para a produção de energia em Portugal, com a criação de
centrais hidroelétricas e dimensões superiores àquela que se instalou inicialmente, com o intuito
de atingir alguns objetivos ao nível da produção industrial. Dessas mesmas centrais construídas
em 1920, destacava-se a central de Lindoso, que fornecia uns aceitáveis 28 MW de energia.
Todos estes pequenos passos foram dando outra importância à energia hídrica em Portugal.
Porém, foi na década de 50 que se deu o maior salto rumo à consolidação da hidroeletricidade
no país como uma fonte de energia fundamental. Este enorme avanço deveu-se ao professor
Ferreira Dias, ao afirmar que “… (Base II) a produção de energia elétrica será principalmente de
origem hidráulica. As centrais térmicas desempenharão as funções de reserva e apoio,
consumindo os combustíveis pobres na proporção mais económica e conveniente.”.
Nesse sentido, foi feita uma enorme revolução no país, procedendo-se à criação de inúmeras
centrais de hidroeletricidade, de onde se destacam as construções nos rios Cávado, Zêzere e
Douro, que se permitiam a produção de 1040 MW de energia. Todos estes esforços foram o
impulso que levou a que a energia hídrica representasse, em certa altura, 95% da energia elétrica
produzida a nível nacional. Esta mesma evolução estonteante prosseguiu-se ate à década de 90,
quando houve uma ligeira estagnação, devido à falta de novas iniciativas de construções.
Mais tarde, em 1997, o protocolo de Quioto estabeleceu que, devido ao aumento da emissão de
gases que contribuíam para o efeito de estufa, os países da União Europeia deveriam trabalhar
em prol de:
reforço da participação das energias renováveis;
liberalização do mercado da eletricidade, desde a produção até à comercialização;
promoção da eficiência energética e da utilização racional da energia;
reorganização das normas fiscais aplicáveis;
utilização crescente de biocombustíveis e de eletricidade nos transportes.
Neste sentido, em Portugal, estabeleceu-se que até 2020, as energias hídrica e eólica
deveriam assegurar 63% da produção de energia elétrica em Portugal [35, 36, 37].
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Figura 29
Figura 30: criação de barragens em Portugal
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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9.1.2. Potencial hidroelétrico em Portugal
Sendo que a capacidade para se instalar centrais hidroelétricas está dependente da
orografia do território, o potencial hidroelétrico está diretamente relacionado com a
capacidade de escoamento de uma determinada região e com os recursos hídricos
superficiais que se encontram disponíveis.
Neste sentido, é possível inferir que em Portugal continental o escoamento varia
muito acentuadamente de umas regiões para outras, sendo que nas zonas altas do
Noroeste do país este chega a ultrapassar os 2200 mm anuais, enquanto que nas
superfícies planas do Alentejo por vezes não chega aos 50 mm anuais.
Figura 31: Produção elétrica das barragens portuguesas [38]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
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Para além disso, verifica-se também uma grande variabilidade temporal no escoamento, tendo
em conta que os meses mais húmidos do ano representam em média 90% do escoamento
anual.
Relativamente aos recursos hídricos superficiais, existe, em média, uma disponibilidade de 385
mm anuais.
O potencial desta fonte de energia elétrica foi também, de certa forma, promovido pelas
normas impostas pela União Europeia que possibilitam que os países utilizem os seus recursos
hídricos de forma maioritariamente livre, desde que sustentável, com preocupações sociais e
económicas.
Para analisar as perspetivas de desenvolvimento da energia hidroelétrica enquanto fonte de
energia elétrica em Portugal e para materializar essa mesma avaliação do potencial em
números, foi feito um estudo dos rios portugueses e das suas bacias hidrográficas e,
consequentemente, das hipotéticas implantações que aí se poderiam fazer e dos possíveis
rendimentos energéticos que adviriam. Desta forma, chegou-se à conclusão de que existe um
potencial hidroelétrico teórico de 32 100 GWh e num potencial efetivo de 13 900 GW [39, 40,
41].
9.2. Energia Eólica
9.2.1. Evolução da energia eólica em Portugal
Em Portugal, a energia eólica ganhou importância numa fase mais tardia que nos restantes países
europeus. No final da década de 70, países como Alemanha, Dinamarca, Holanda e a vizinha
Espanha eram dos mais produtores de energia eólica na Europa, com potências de energia a
variar entre os 360 e os 15 MW, Portugal produzia uns meros 2MW de energia. Neste panorama,
tendo em conta que a Europa contribuía para 25% da potência eólica mundial, pode-se concluir
que Portugal se encontrava muito pouco desenvolvido, situando-se a léguas de distância do nível
de desenvolvimento de Espanha.
No entanto, apesar de algo tardio visto no contexto dos outros países, o desenvolvimento no
capítulo da energia eólica nacional acabou por surgir de forma exponencial. Em 1989, fruto desse
desenvolvimento, foi atribuído o primeiro certificado verde de energia eólica em Portugal, na ilha
de Santa Maria, nos Açores. O conceito de “Certificado Verde” foi criado com o intuito de
promover o uso de energia elétrica através de energias renováveis, e foi visto na altura como uma
reflexão da qualidade representada nos nove aerogeradores presentes no parque eólico em
questão. A principal causa para este enorme desenvolvimento ao nível da produção de energia
eólica relaciona-se com a restruturação do setor elétrico que começou em 1995.
A instauração de programas como o Programa Energia e o Programa E4 - Eficiência Energética e
Energias Endógenas e a declaração de legislações que foram sendo publicadas nos anos seguintes
ajudaram para que o objetivo expresso de fazer crescer o peso das energias renováveis no país.
Para além disso, tal como se pode verificar no caso da energia hídrica, o Protocolo de Quioto
também ajudou à crescente importância das energias renováveis no país.
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
32
O crescimento foi repentino e abrupto, especialmente no Norte e Centro do país, em particular
na primeira década do novo milénio. Entre 2001 e 2007, o a potência eólica instalada aumentou
cerca de 65% ao ano, sendo que no período 2003-2004 elevou para mais do dobro. O
desenvolvimento ocorreu de tal forma que nos finais de 2007, Portugal já ocupava a 6ª posição a
nível mundial de potência eólica instalada. Nessa mesma altura, já havia uma dispersão
equilibrada por todo o território nacional de parques eólicos e em 2008 a energia eólica passou
a representar aproximadamente 25% da energia produzida por energias renováveis.
Figura 32: [42] Figura 33
Figura 33: Parques eólicos portugueses [43]
Figura 34: [44]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
33
O enorme salto que ocorreu neste período já vinha sendo previsto e
antecipado, algo que se pode comprovar, por exemplo, num artigo do
jornal “O Público” em 2002, em que o seu autor, Ricardo Garcia,
afirmou o seguinte: “A evolução da energia eólica em Portugal está
quase toda concentrada nos últimos quatro anos. E o salto maior ainda
está por vir - e não por acaso. Por um lado, o país é obrigado a isto,
por força de uma diretiva comunitária, segundo a qual, até 2010, 39
por cento de toda a eletricidade produzida em Portugal terá de vir de
fontes renováveis - como a água dos rios, as correntes de ar, os raios
do sol ou a força das ondas. As novas hidrelétricas planeadas para os
próximos anos, mesmo que venham todas a ser construídas, não darão
conta do recado. E, segundo a Associação Portuguesa de Produtores
Independentes de Energia Elétrica de Fontes Renováveis (Apren), é no
vento que se poderá ir buscar a parcela que falta. Por outro lado, para
cumprir a meta nacional de energias limpas até 2010, o Governo tem
reforçado os apoios e atenuado as barreiras ao desenvolvimento dos
parques eólicos.”
O peso da energia eólica na produção de energia elétrica continua a
aumentar, uma vez que atualmente, os recursos energéticos mais
consumidos, como o carvão e o petróleo, têm vindo a escassear e o
país encontra-se frágil economicamente, pelo que não pode existir
dependência energética, visto que isso apenas traria mais custos.
Atualmente, Portugal já quase que atingiu o seu limite de capacidade
eólica. Através da análise dos locais com viabilidade económica e
geomorfológica para se instalarem parques eólicos, chegou-se à
conclusão de que o país tem ainda um potencial sustentável de mais
de 5000 MW de energia.
A evolução até ao presente foi de tal forma grande que metade da
potência instalada em Portugal vem das energias renováveis e chega
a haver “…dias em que a totalidade do consumo no país foi abastecida
a partir de energias renováveis”, afirma Teresa Ponce de Leão em
declarações ao jornal “O Público”. Para além disso, constata que a
inevitável evolução da tecnologia irá possibilitar tirar mais proveito dos
parques eólicos. Este enorme avanço ao nível da energia eólica foi de
tal forma importante que múltiplos artigos de jornal
constataram isso mesmo [LUSA. (2015)]. Portugal quase esgota
energia eólica, por explorar a energia solar [Público].
Figura 35:
Figura 36
Figura 37
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
34
Atualmente, em Portugal, a maioria dos parques eólicos estão assentes no Norte do país, uma
vez que é a região do país com mais montanhas e onde o vento é mais regular. Recentemente,
um estudo realizado pela DGEG-Direção Geral de Energia e Geologia- chegou à conclusão de que
em 2013 existiam já 2627 aerogeradores dentro dos 228 parques eólicos existentes, pelos quais
está distribuído uma potência total de energia de 4708,6 MW [45].
Figura 38: [46]
Figura 39: Energia eólica na costa portuguesa [47]
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
35
9.2.2. Potencial de energia eólica em Portugal
Devido à sua localizção geográfica e à sua geomorfologia, em Portugal a produção de energia
eólica só é rentável com a instalção de aerogeradores e parques eólicas em montanhas. Isto deve-
se ao facto de serem esses os únicos locais onde o vento é suficientemente regular e onde a
velocidade do mesmo é adequada para atingir os objetivos em causa. Um valor para aquela que
deve ser a velocidade do vento que esteja a alimentar os aerogerador é, aproximadamente, uma
velocidade média anual de 15 km/h.
Tendo em conta que o território nacional possui uma maior densidade de zonas montanhosas a
norte do rio Tejo, é essa a zona que disponibiliza uma maior potência de energia eólica. Para além
disso, apesar da extensa planície que representa o Alentejo, também existem algumas, ainda que
raras, zonas no sul do país com algum relevo a nível de altitude. Exemplos disso são a costa
Vicentina e a Ponta de Sagres.
Uma vez que Portugal é um país com algumas dificuldades económicas, a escolha dos locais onde
se instalam parques eólicos deve ser ponderada. Para além das barreiras impostas pelas reservas
naturais existentes e pelas zonas onde não é legalmente possível construir parques eólicos, deve-
se também potenciar ao máximo os aerogeradores, procurando instalá-los em zonas onde a
velocidade de vento [48].
Figura 40: Diferença de altitude no território português
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
36
Conclusão
Com o desenvolvimento deste projeto, podemos concluir que tanto a energia eólica, como a
hídrica são muito importantes, não só porque geraram energia através meios não poluentes, mas
também por beneficiarem todo país socialmente e economicamente. Isto, por serem energias
que para além de criarem uma fonte de emprego são mais baratas e menos poluentes. Outro
fator a destacar no relatório é o bom aproveitamento que Portugal faz das suas condições
geográficas, para a produção de energia sustentável, dado que o país possui regiões propícias
para a construções de estruturas capazes de produzir energia através de recursos sustentáveis.
Portugal tem se tornando referência no que trata à utilização de energias limpas, tanto por ser
pioneiro na implementação de estruturas que permitem o aproveitamento da energia criada
pelas, mas também por ser um dos maiores produtores de energia eólica.
Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica
37
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