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Apresentação do trabalho sobre levantamento do potencial da energia maremotriz sobre o rio Bacanga, apresentado no VIII SEMEAR.
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O APROVEITAMENTO DA ENERGIA MAREMOTRIZ NA MATRIZ
ENERGTICA
Autor: Antonio Carlos Barkett Botan
Mestrando em Engenharia de Energia - UNIFEI
Orientador: Prof. Dr. Geraldo Lucio Tiago Filho
Diretor do Instituto de Recursos Naturais - UNIFEI
Resumo
O Brasil um pas que apresenta uma grande potencial energtico proveniente de fontes renovveis hdricas. Contudo, apesar da
grande abundancia dessa matriz energtica, o pas aproveita apenas cerca de 30% do potencial energtico disponvel, sendo desta
parcela considerado apenas fontes hdricas provenientes de rios, representados por grandes e pequenas centrais hidreltricas.
parte disto, a energia potencial proveniente das mars no so aproveitadas, visto que uma fonte de energia previsvel e que
poderia fazer parte do quadro de fontes de energia disponveis em operao no pas. O presente trabalho vem a apresentar um
estudo de aproveitamento da energia potencial das mars previsvel e que poderia auxiliar na gerao de energia eltrica, inclusive
nos horrios de ponta de consumo de energia.
Palavras-chave: previso de demanda, energia maremotriz, gerao de energia eltrica.
A Matriz Energtica Nacional
Produo de Energia Primria
Fontes
No-renovveis Renovveis
Petrleo Gs natural
Carvo vapor e carvo metalurgico
Uranio
Energia hidrulica Lenha
Produtos da cana-de-aucar
Outras fontes
A Energia Eltrica
A gerao de energia eltrica no Brasil em centrais de servio pblico e
autoprodutores atingiu 531,8 TWh em 2011, resultado 3,1% superior ao de 2010.
Grfico 1 - Oferta Interna de Energia Eltrica por Fonte 2011. (Fonte: BEN 2012)
Grfico 2 Capacidade instalada de gerao eltrica. (Fonte: BEN 2012)
Energia Maremotriz
Previsibilidade
Grande disponibilidade territorial
Tecnologia em ascenso
Fatores favorveis ao emprego das marmotrizes:
Previsibilidade das mars
Ocorrem cada 12:25 horas
Sua previso astronmica pode ser verificada atravs de tbuas de mar no site
da Marinha Brasileira
A previsibilidade das mars podem ser afetadas significativamente pelas
condies meteorolgicas no local: aumento da presso atmosfrica ou ventos
soprando da terra para o mar podem reduzir os nveis de mars, por exemplo.
Alm dos aspectos meteorolgicos, as caractersticas geomorfolgicas da costa
tambm representam um papel importante na modelagem das mars.
Tabua de mars
https://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/
Aproveitamento da Energia Marmotriz
Energia Potencial
Energia Cintica
Estudo de caso: Esturio do Bacanga
Em 1968, no estado do Maranho, foi construda uma barragem sobre o rio Bacanga
com o principal objetivo de diminuir a distncia da capital So Lus ao porto de Itaqui. O
aproveitamento da energia das mars foi vislumbrado na poca da construo da
barragem, fortemente influenciado pela construo da usina de La Rance na Frana em
1966.
Segundo Ferreira (2007),
atravs de um levantamento
de dados batimtricos no
esturio, o trecho a montante
que compreende desde a
barragem at o estreitamento
do rio tem uma rea de 2,6
km, e a jusante a rea de 3,8
km.
Objetivo do Trabalho
Apresentar atravs da energia potencial de mars para o caso de Bacanga, a
viabilidade de se inserir este aproveitamento de energia renovvel na matriz
energtica nacional no auxlio da demanda de energia eltrica.
Metodologia Atravs das tabuas de mar com previso para todo o ano de 2013, pde-se traar o perfil da amplitude de mars na costa de So Luis-MA.
dia Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
1 4,80 5,25 5,95 5,40 4,90 4,10 3,55 2,95 3,35 3,95 5,10 5,30
2 4,75 4,85 5,65 4,70 4,40 3,85 3,40 3,15 3,80 4,40 5,30 5,90
3 4,55 4,50 5,15 4,40 4,05 3,85 3,35 3,50 4,25 4,85 5,80 6,25
4 4,40 4,30 4,70 4,10 4,05 3,95 3,50 3,80 4,55 5,20 6,10 6,45
5 4,20 4,35 4,25 4,15 4,20 4,05 3,70 4,15 4,95 5,60 6,30 6,45
6 4,30 4,70 4,15 4,50 4,45 4,10 4,05 4,30 5,25 5,85 6,20 6,30
7 4,60 5,15 4,35 4,85 4,60 4,35 3,95 4,60 5,55 6,05 5,90 5,85
8 5,05 5,50 4,75 5,15 4,90 4,20 4,15 4,85 5,65 5,95 5,45 5,20
9 5,45 5,75 5,20 5,30 4,70 4,15 4,30 5,05 5,60 5,65 4,85 4,60
10 5,60 6,05 5,50 5,15 4,60 4,20 4,40 5,15 5,35 5,15 4,40 4,25
11 6,10 6,10 5,70 5,15 4,50 4,20 4,60 5,15 4,85 4,50 4,20 3,95
12 6,35 6,00 5,75 4,90 4,35 4,15 4,60 4,95 4,35 4,20 4,25 3,90
13 6,40 5,65 5,60 4,65 4,15 4,10 4,55 4,60 4,20 4,15 4,55 4,05
14 6,15 5,15 5,35 4,35 4,00 3,90 4,35 4,40 4,20 4,50 4,80 4,15
15 5,80 4,60 5,00 3,90 3,75 3,75 4,30 4,25 4,65 4,95 4,90 4,10
16 5,15 3,85 4,55 3,50 3,40 3,80 4,10 4,30 5,10 5,25 4,70 4,30
17 4,45 3,40 3,90 3,20 3,30 3,75 4,20 4,75 5,60 5,55 4,85 4,35
18 3,75 2,75 3,25 2,75 3,15 4,15 4,50 5,25 5,85 5,40 4,80 4,30
19 3,20 2,55 3,00 2,80 3,50 4,65 5,00 5,70 6,00 5,45 4,60 4,40
20 2,85 2,70 2,45 3,25 4,00 5,10 5,45 6,15 6,00 5,25 4,50 4,35
21 2,80 3,15 2,65 3,85 4,65 5,65 5,90 6,25 5,75 5,05 4,25 4,25
22 2,95 3,70 3,10 4,50 5,20 6,10 6,30 6,30 5,45 4,65 3,95 4,10
23 3,35 4,05 3,65 5,05 5,70 6,25 6,40 6,15 4,95 4,30 3,60 3,85
24 3,60 4,60 4,35 5,80 6,15 6,45 6,45 5,75 4,40 3,85 3,25 3,60
25 4,00 5,10 4,95 5,95 6,25 6,45 6,25 5,15 3,75 3,25 3,10 3,50
26 4,45 5,45 5,35 6,30 6,50 6,30 5,90 4,55 3,10 2,80 3,05 3,45
27 4,75 5,85 5,85 6,50 6,40 5,85 5,30 3,75 2,50 2,50 3,40 3,85
28 5,10 6,00 6,15 6,40 6,15 5,25 4,55 3,05 2,45 2,80 3,85 4,35
29 5,30 6,35 6,05 5,70 4,50 3,85 2,70 2,70 3,30 4,40 4,90
30 5,50 6,25 5,50 5,10 4,10 3,40 2,55 3,35 3,95 5,00 5,45
31 5,45 5,90 4,60 2,95 2,90 4,50 5,80
Tabela 1. Altura mdia diria de mar
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
5,500
6,000
6,500
7,000
5% 15% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 95%
Alt
ura
da
mar
(
m)
Permanncia %
Hm = 4,65m
Segundo Ferreira (2008), o potencial energtico do movimento das mars ao longo de
um perodo de mar de 6,2 horas, pode ser calculado pela seguinte expresso
demonstrada na equao 1:
(1)
Onde: P= potencia hidrulica da mar (kW) A = rea do reservatrio em km; H = altura de mar em m; h = altura de queda em m; g = acelerao da gravidade em m/s; m = massa da gua do mar em kg; T = perodo da mar em s.
Da equao 1, para o caso em questo,
pode-se determinar:
Aplicando a equao 1 para a rea montante do esturio do Bacanga em 2,6 km na
frequncia de 50% obtida na curva de permanncia onde a altura de mar mdia de
4,65 m, tem-se que a potencia disponvel no movimento da mar em 12.650 kW.
Para o turbinamento deve-se considerar a rea do canal de passagem do oceano ao
esturio/reservatrio, e com o valor da vazo em funo da altura de mar calcula-
se a potencia hidrulica do sistema. A potencia hidrulica considerada na usina
dada pela equao 2 (Ferreira, 2007):
Onde: Zmar: cota mxima equivalente mar de frequncia (m); Zres: cota do reservatrio (m); m: massa especfica da gua do esturio/reservatrio.
(2)
Segundo Macintyre (1983), Bernshtein introduziu o conceito de energia potencial
anual aproveitvel, isto , o trabalho realizado durante um ano pela mar de uma
dada bacia para elevar e baixar o nvel. A equao deduzida por Bernshtein
apresentada na equao 3:
(3) kWh/ano
Com isto, determina-se que a Energia Potencial das mars na bacia deste estudo,
na ordem de 68.237.845 kWh/ano, ou 68,238 GWh/ano.
Concluses
Os dados analisados e os resultados obtidos neste trabalho so valores mdios para uma breve
avaliao do panorama energtico que poderia ser obtido pelo uso da energia das mars no
Brasil. As maiores incidncias de valores considerveis para a gerao de energia maremotriz no
Brasil so advindas da regio Norte e Nordeste do pas. Mas pelo resultado obtido para meio
ciclo (6,2 horas considerando apenas a preamar com operao em simples efeito) de 12.650 kW
apenas na costa de So Luis, resultaria em valor dirio de aproximadamente 50.600 kW com
operao em duplo efeito.
So valores bastante considerveis, o que auxiliaria muito a matriz energtica limpa nacional.
Devido sua frequncia e previsibilidade, a insero da energia maremotriz na matriz teria papel
importante no auxlio s grandes hidreltricas, diminuindo o papel das termoeltricas que
operam a 100%, quando deveriam operar apenas nos horrios de ponta.
Referncias Bibliogrficas
EPE [Empresa de Pesquisa Energtica]. Balano Energtico Nacional 2012 Relatrio Final. Nota Tcnica. EPE. Rio de Janeiro, 2012.
FERREIRA, R. M. Aproveitamento da Energia das Mars - Estudo de Caso: Esturio do Bacanga, MA. Dissertao do programa de
Ps-Graduao de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2007.
FERREIRA, R. M., ESTEFEN, S. Aproveitamento da Energia das Mars para a Gerao de Eletricidade - Usina Maremotriz Do
Bacanga. Revista PCH Notcias & SHP News, ano 9, N 38, 2008.
JOG, M. G. Hydro-Electric and Pumped Storage Plants. John Willey & Sons, pag. 133-185, 1989.
LIMA, S. L., SAAVEDRA, O. R., BARROS, A. K., CAMELO, N. J. Projeto da Usina Maremotriz do Bacanga: Concepo e Perspectivas.
Disponvel em acessado em
20/02/2013.
MACINTYRE, A. J. Maquinas Motrizes Hidrulicas. Cap. 12, pag. 269-297. Guanabara Dois, 1983.
NETO, P. B. L., SAAVEDRA, O. R., CAMELO, N. J., RIBEIRO, L. A. S., FERREIRA, R. M. Explorao de Energia Maremotriz para Gerao
de Eletricidade: Aspectos Bsicos e Principais Tendncias. Ingeniare - Revista Chilena de Ingeniera, vol. 19 N 2, pp. 219-232,
2011.
Obrigado!
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