A Tabela 4 compara a potência extraída pelos dispositivos conversores para o estado de mar predominante da região de estudo.
Tabela 4 – Comparação entre as potências extraídas (kW) pelos conversores analisados.
Conversor Potência extraída (kW)
SSG 1072 Oyster 85 Pelamis 65 AWS 28 Wave Dragon 750 Fonte: do autor.
De acordo com as matrizes de potência dos dispositivos conversores, apresentadas na seção 3.4 deste trabalho, tem-se que para o estado de mar predominante para a região de estudo (conforme Figura 21), os conversores SSG e Wave Dragon são os conversores que melhor se adaptam, extraindo maior potência das ondas em relação aos demais conversores apresentados. Para as condições de mar com Hs de 1,5 m e Te de 6 s, tem-se a potência de
1072 kW extraída pelo conversor SSG, enquanto que para o conversor Wave Dragon, tem-se a potência de 750 kW.
As maiores potências extraídas pelo conversor Wave Dragon se dão para ondas de maior Hs e Te, porém, verifica-se que maiores valores de Hs proporcionam maior influência no
aumento da potência extraída. Para o conversor SSG, verifica-se que o aumento gradual na combinação entre Hs e Te proporcionam maiores potências, entretanto, observando os
parâmetros separadamente, tem-se que incrementos em Hs reportam maiores potências, em
comparação a incrementos em Te.
O conversor SSG foi designado a ser ancorado à costa, no entanto, por atuar em águas rasas, o padrão de ondas encontrado é menos energético e os impactos ambientais associados, podem ser mais significativos (ZANCANELLA, 2016). Apesar deste fato, a principal vantagem deste dispositivo é a sua robustez e a possibilidade de ser incorporado em quebra-mares e outras estruturas costeiras, permitindo o compartilhamento de custos (MARGHERITINI; VICINANZA; FRIGAARD, 2009).
O conversor Wave Dragon ocupa uma elevada área para sua instalação, bem como, consiste em uma estrutura com elevado peso, o que torna a sua instalação mais restrita. O referido conversor é amarrado ao fundo oceânico em águas relativamente profundas,
recomenda-se a sua instalação em profundidades superiores aos 40 m, para que seja aproveitado o potencial das ondas mais energéticas (KOFOED et al., 2006).
Os dispositivos Pelamis, AWS e Oyster apresentam os menores valores de potência absorvida das ondas, visto que a combinação dos parâmetros Hs e Te para o estado de mar
mais frequente apresenta o valor máximo de 65 kW para o conversor Pelamis, enquanto que o conversor AWS apresenta 28 kW e o conversor Oyster apresenta potência de 85 kW.
Para o conversor AWS, observa-se que as maiores potências extraídas ocorrem para o estado de mar que possui altos valores nas combinações entre Hs e Te, sendo observado o
valor máximo de 2425 kW, para o estado de mar com Hs de 6,5 m e Te de 13 s. Percebe-se
pelo diagrama do conversor AWS, que a partir do valor de 4,5 m para Hs, é necessário valores
a partir de 6 s para Te,para que o dispositivo possa absorver potência de ondas, caso contrário,
o clima de ondas não será efetivo para aproveitamento em conversores.
Visto que o conversor AWS é um dispositivo submerso, o mesmo não cria impactos visuais, fazendo com que a aceitação pública não seja um problema, além de estar menos propenso a sofrer com os efeitos resultantes de tempestades, uma vez que na profundidade em que é instalado, os efeitos de tempestades não são sentidos com grande intensidade (PRADO et al., 2006).
O conversor Pelamis foi designado a ser instalado em águas profundas, visto que sua estrutura física possui grande extensão e o mesmo possui melhor aproveitamento da energia das ondas quando é submetido a um clima de ondas mais energético, de acordo com uma combinação de valores elevados para Hs e Te, maior do que o padrão verificado para a região
de estudo. Devido a sua característica, o conversor Pelamis não se adequa ao estado de mar encontrado. Para um estudo mais detalhado sobre esse conversor, torna-se necessário obter o padrão das ondas em maiores profundidades, para analisar a viabilidade da conversão da energia das ondas por esse dispositivo. Veigas et al. (2015) analisou quatro diferentes conversores e verificou que para o requisito área ocupada, uma usina composta pelo conversor Pelamis requer maior espaço para instalação do que uma usina que utiliza demais conversores.
O conversor Oyster também é dependente de maiores valores de Hs e Te para o
aproveitamento da energia das ondas, visto que se consegue extrair até 291 kW para Hs a
partir de 4 m e Te a partir e 6 s. As técnicas envolvidas no fundeio do conversor Oyster
permitem que o dispositivo seja facilmente removido para manutenção e reinstalação, quando necessário, característica comum encontrada em dispositivos que permanecem ancorados. O conversor Oyster pode ser instalado em profundidades de 12 m, o que em muitos locais,
estaria localizado relativamente próximo à costa. Para o estado de mar predominante da região de estudo, o conversor possui um baixo aproveitamento da energia das ondas, sendo mais recomendável, buscar locais que possuem parâmetros de Hs e Te mais elevados para a
instalação desse dispositivo (WHITTAKER et al., 2007).
De acordo com as análises realizadas, pode-se inferir que o conversor mais indicado para a profundidade de 17 m é o conversor SSG, o qual é capaz de absorver maior potência nas condições de mar predominantes para a região, em comparação aos demais dispositivos para a mesma condição de mar.
O estado de mar predominante para as demais profundidades analisadas (12 m, 8 m e 4 m) mostrou-se muito semelhante às condições encontradas para a profundidade de coleta dos dados. Em síntese, o conversor SSG também teria bom desempenho se instalado em uma das profundidades mencionadas e, como é considerado um dispositivo onshore, presume-se que a sua instalação na profundidade de 4 m seria interessante do ponto de vista do aproveitamento de potência das ondas. O conversor Oyster, apesar de ser considerado um dispositivo nearshore, apresenta baixos valores de absorção de potência das ondas para o estado de mar predominante em todas as profundidades analisadas, necessitando de um padrão de mar com maiores valores de Hs e Te para melhor aproveitamento do recurso energético disponível nas
ondas.
Conforme verificado, diferentes tecnologias de conversão possuem desempenhos diferentes em diferentes locais de instalação. Devido às características peculiares de cada dispositivo conversor, torna-se importante verificar o estado de mar predominante, bem como as horas de duração desse estado de mar, o qual será o fator determinante na produção de energia gerada por cada dispositivo conversor.
5 CONCLUSÃO
Este trabalho apresentou uma análise comparativa entre diferentes tipos de conversores de energia das ondas, de acordo com o estado de mar predominante para a região de Tramandaí/RS. Além disso, buscou-se realizar uma análise simplificada sobre as modificações que ocorrem nas ondas à medida que se propagam em direção à costa.
A diferença entre os valores encontrados para a potência disponível nas ondas em diferentes profundidades foi muito pequena. Essa característica no padrão da potência é comum em litorais que possuem batimetria de pouca declividade e com batimétricas quase paralelas à costa e linha de costa retilínea. Para litorais com batimetria mais irregular, as
análises da variação de potência com a profundidade tornam-se mais interessantes, pois os parâmetros de onda sofrem modificações mais intensas à medida que as ondas se propagam em direção a costa e, como visto, o potencial energético das ondas é modificado. Essa análise é importante para avaliar a viabilidade de instalação de dispositivos conversores de energia das ondas em diferentes profundidades, os quais são influenciados pela altura significativa e pelo período médio de energia das ondas que predominam no local.
Os diagramas de ocorrência mostraram que o estado de mar mais frequente corresponde ao padrão de ondas com Hs entre 1,0 m a 1,5 e Te entre 5 s a 6 s. Quando
analisadas as matrizes de potência dos dispositivos conversores de acordo com o estado de mar mais frequente, percebeu-se que, para o sítio de coleta de dados, a potência extraída pelos dispositivos é baixa em comparação a locais de maior profundidade com predomínio de ondas de maior Hs. Os conversores que melhor aproveitam a potência de ondas para o estado de mar
predominante são o SSG e Wave Dragon. O dispositivo selecionado para as condições encontradas foi o SSG, o qual se adaptou a todas as profundidades analisadas, visto que o padrão encontrado para o estado de mar predominante é muito semelhante entre profundidades. Todavia, cada dispositivo possui suas particularidades, vantagens e desvantagens, de acordo com as condições de mar predominante, local e profundidade em que forem instalados.
Por fim, salienta-se que se torna necessário uma análise mais aprofundada a respeito da geração de energia, eficiência e rendimento de conversores de energia das ondas, a fim de verificar a real condição de geração de energia e a porcentagem de demanda que os conversores serão capazes de atender. Além disso, também é importante verificar a quantidade de horas anuais que um estado de mar é predominante, pois a partir desse valor, é possível estimar a geração de energia média a partir do dispositivo conversor.
