Monografia Mucavel-Estudo do potencial energetico de ondas na praia de xai xai

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE

ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS MARINHAS E COSTEIRAS

Licenciatura em Oceanografia

Estudo do potencial energético de ondas na praia de Xai-Xai e a viabilidade do seu

aproveitamento

Autor: Edson Gabriel Mucavel

Quelimane, 02 de Dezembro de 2014

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS MARINHAS E COSTEIRAS

Monografia para a obtenção do grau de Licenciatura em Oceanografia

ESTUDO DO POTENCIAL ENERGÉTICO DE ONDAS NA PRAIA DE XAI-XAI E A

VIABILIDADE DO SEU APROVEITAMENTO

Autor Supervisor

Edson Gabriel Mucavel Eng. Simão Massochua Chidumo


AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeço a Deus por me ter guiado e iluminado nesta longa caminhada

Em segundo, agradeço a minha mãe e Pai, a quem eu devo tudo o que sou e que ainda

almejo alcançar um dia.

Deixo ficar aqui um obrigado muito especial ao Eng. Simao Massochua Chidumo, a dr.

Noca Furaca, Prof. Dr. António Hoguane, Dr. Fialho Nehama, dr. Cesar Hoguane e dr.

Charles de Cangela pela colaboração no trabalho.

Aos meus Colegas e amigos: Custodio Macucule, Jaime Armando Delifim, Edson

Focheiro, Júlia Marove, Sidio Silvio, Rosa Chibielo, Geraldo Tomas, Carolina, Mohamed

Ali Lemos, Manuel Tondo. Germildo Nhantumno, obrigado pelo companheirismo.

Aos meus irmãos Cremildo Mucavel, Susana Mucavel, Yasmin Sicandar, Junior Sicandar

obrigado por me ajudar a continuar seguindo em frente.

Aos Primos: Morais Chilundo, Eugénio Stelio Mário de Sousa, Dina António, Laida

Jamisse, Alfa Jamisse, Eunice António, Eunicia, Mariana de Sousa obrigado pelo apoio.

As minhas tias Claudina Caridade de Sousa, Queny de Sousa, Olga de Sousa, ao meu Tio

Mario, Gito, Deodato e a minha avó Maria José.

Á todo o grupo de estudantes que comigo ingressou e em especial aos que fazem a

orientação em Oceanografia eu agradeço e felicito pela óptima companhia de que pude

desfrutar durante este longo percurso.

I

DEDICATÓRIA

Á minha mãe Maria Conceição de Sousa

II

DECLARAÇÃO DE HONRA

O presente trabalho foi completamente produzido e realizado com base no material a que ao longo do

mesmo se faz referência. As ideias originais nele contidas são da inteira responsabilidade do autor.


O autor:

_____________________________________

Edson Gabriel Mucavel

III

Resumo

A população residente na praia de Xai-Xai é maioritariamente composta por pescadores, e sempre

necessitam de energia para a conservação do pescado ao longo da praia, esses recorrem ao uso de gelos

para a conservação do seu pescado por falta de outros meios alternativos como o uso de energia de

ondas.

A energia de ondas constitui uma fonte de energia renovável sem efeito poluente, é de livre acesso e uso.

Diferentemente dos combustíveis fosseis, não produz gases de efeito de estufa, é uma fonte de energia

previsível, independente da temperatura e mudanças climáticas.

Neste trabalho estudou-se o potencial energético de ondas do mar e a viabilidade do seu aproveitamento

na praia de Xai-Xai, Para os efeitos foram usados dados históricos disponibilizados pela Escola Superior

de Ciências Marinhas e Costeiras (ESCMC). Para a recolha dos mesmos usou-se uma mistura de

tecnologias simples e desenhos para medir os diferentes parâmetros ambientais, as ondas foram medidas

por meio de três técnicas diferentes: sensores de pressão, ultra-som altímetro, e uma bóia com

acelerómetro. Sendo assim foram colectados dados referentes a elevação do nível do mar, profundidade

local, altura significativa da onda, altura máxima da onda, altura média da onda e a energia da onda

durante 4 dias em intervalos de 5 minutos.

Os resultados mostraram que a altura significativa máxima verificada na Praia de Xai-Xai foi de 3.17

metros e mínima de 0.5 metros. O comprimento de onda máximo foi de 2.54 metros e mínimo de 2

metros, A frequência máxima verificada foi de 0.25HZ e mínima 0.15 HZ e a velocidade das ondas

variou de 0.39 a 0.5 m/s. A energia cinética e potencial foi a mesma com uma média de 732.7 J/m² e a

potência média da energia de ondas igual a 12 kw/m.

As principais conclusões do trabalho apontam que o recurso energético na praia de Xai-Xai é

suficientemente elevado para pequenas e médias explorações e representa uma das maiores densidades

de energia renovável na região.

Palavras-chave: Energia cinética, energia potencial, energia mecânica, potencial energético

IV

Abstract

People living on Xai-Xai beach is mostly composed of fishermen, and always require energy to the

conservation of fish along the beach, they resort to using ice for preservation of fish by their lack of

other alternative means as the use of wave energy.

The wave energy is a renewable source of energy without polluting effect, is free to access and use.

Unlike fossil fuels, produces no greenhouse gases, is a predictable source of energy, and does not

depend on temperature and climate change.

In this work studied the potential energy of ocean waves and their use on the beach of Xai-Xai, for the

purposes historical data provided by Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras (ESCMC) were

used. For data collection was used a mixture of simple technologies and designs to measure different

environmental parameters, the waves were measured using three different techniques: pressure sensors,

ultrasound altimeter, and a buoy accelerometer. Thus data were collected elevation of sea level, the local

depth of significant wave height, maximum wave height, wave height and average wave energy during 4

days in 5 minute intervals.

The results showed that maximum significant height found in Xai-Xai beach is 3.17 meters and a

minimum of 0.5 meters. The peak wavelength was 2.54 m and 2 m minimum, the maximum observed

rate is 0.25 HZ and minimum 0.15 HZ and waves speed was 0.39 minimum and 0.5 m/s maximum. The

kinetic and potential energy was the same with an average of 732.7 J/m and the average power of the

energy wave equal to 12kw/m.

The main findings of the study show that the energy resource on the beach of Xai-Xai is sufficiently

high for small and medium-sized farms and represents one of the highest densities of renewable energy

in the region.

Keywords: kinetic energy, potential energy, mechanical energy, potential energy available

V

Índice

Agradecimentos…...………………………………………………………………………………………I

Dedicatória…………………...………………………………………………………………. ………….II

Declaração de honra…………………………………………………………………………. ………….III

Resumo………...…………………………...……………………………………………………………IV

Abstract………………………………………………...…………………………………………………V

Lista de figuras……….………………………………………………………………………………….VI

Lista de Tabelas……...………………………………………………………………………………….VII

Lista de Símbolos………...…………………………………………………………………………….VIII

1.INTRODUÇÃO: ................................................................................................................................. 1

1.1.OBJECTIVOS: .............................................................................................................................. 3

Geral: ..................................................................................................................................................... 3

Específicos:............................................................................................................................................ 3

1.2.JUSTIFICATIVA: ......................................................................................................................... 3

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: ..................................................................................................... 4

2.1. Teoria das Ondas: ......................................................................................................................... 4

2.2. Energias Convencionais:............................................................................................................... 5

2.3. Energias Renovaveis: .................................................................................................................... 5

2.4. CARACTERIZAÇÃO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS: ........................................................... 6

2.4.1. Energia Solar: ........................................................................................................................ 6

2.4.2. Energia Eólica: ...................................................................................................................... 6

2.4.3. Energia dos Oceanos: ............................................................................................................ 6

2.5.Energia Térmica dos Oceanos:....................................................................................................... 7

2.6.Energia das Ondas: ........................................................................................................................ 7

2.7. Definição de onda: ........................................................................................................................ 8

2.8. Elementos da onda:....................................................................................................................... 9

2.9. Energia cinética ............................................................................................................................ 9

2.10.Energia potencial de ondas: ....................................................................................................... 10

2.11.Rebentação de ondas: ................................................................................................................ 11

2.12.Aproveitamento da energia de onda: .......................................................................................... 12

3.2. MATERIAIS USADOS:............................................................................................................. 14

3.2.1Sensores de Pressão ................................................................................................................... 14

3.2.2 Ultra-som altímetro................................................................................................................... 15

3.2.3 Acelerómetro ............................................................................................................................ 15

3.3 MÉTODOS: ................................................................................................................................... 15

3.3.1 Expressões matemáticas usadas: ............................................................................................... 16

3.3.2 Expressão da determinação da Energia cinética, potencial e total da onda: ................................ 17

3.3.3 Extracção da Potência das ondas: .............................................................................................. 17

5.RESULTADOS E DISCUSSÃO: ...................................................................................................... 19

4.1. DISCUSSÃO.............................................................................................................................. 27

5.CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES: .......................................................................................... 29

5.1. CONCLUSÃO: .......................................................................................................................... 29

5.2. RECOMENDAÇÕES: ............................................................................................................... .29

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 29

Anexo .……………………………………………………………………………………………….….IX

Lista de Figuras

Figura 1. Mecanismo de transferência de energia para as ondas. Fonte: (Adaptado de Costa, 2004).

Figura 2. Representação de uma onda sinoidal com comprimento de onda l e altura H. Fonte:

Gonçalves, 2003. Com adaptações.

Figura 3 – Esquema Ilustrativo para Determinação da Energia Potencial

Figura 4-a). Fenómeno de refracção de ondas

Figura 4-b). Aproximação de ondas em praia

Figura 4-c) Ângulo máximo antes da onda quebrar

Figura 4-d). Ondas em derrame

Figura 4-e). Onda em espiral

Figura 5. Ilustração do local de estudo. Fonte: (Christensen, et al, 2014)

Figura 6. Ilustração do cálculo da Potência da onda (kW/m) Fonte: (Cruz e Sarmento, 2004)

Figura 7. Tabela de Aplicação da variação de potência de ondas. Fonte: Eletrobrás. Citado pelo

(Laboratorio de tecnologia Submarina, S/D)

Figura 8. Gráfico 1. variação da energia cinética/potencial com o tempo no dia 30-10-2012

Figura 9. Gráfico 2. variação da energia cinética/potencial com o tempo no dia 31-10-2012

Figura 10. Gráfico 3. variação da energia cinética/potencial no dia 01-11-2012

Figura 11. Gráfico 4. da variação da energia cinética/potencial no dia 02-11-2012

Figura 12. Grafico 5. Ilustra a média da quantidade da energia cinética/ potencial da onda por dia.

Figura 13. Gráfico 6. variacao da Energia mecânica com o tempo no dia 30-10-2012

Figura 14. Gráfico 7. variação da Energia mecânica com o tempo no dia 31-10-2012

Figura 15. Gráfico 8. variação da Energia mecânica com o tempo no dia 01-11-2012

figura 16. Gráfico 9. variação da Energia mecânica com o tempo no dia 02-11-2012

VI

Figura 17. Gráfico 10. Média da quantidade da energia mecânica da onda por dia.

Figura 18. Gráfico 11. Variação diária da potência da onda entre os dias 30/10/2012 a 02/11/2012 na

praia de Xai-Xai em Gaza

Lista de Tabelas

Tabela 1-Formas de energia dos oceanos e potência global; Fonte: (Mendonça, 2006);

Tabela 2-Comparação entre as fontes de energia primária (WEC, 2004) citado por Ferreira (2007)

Tabela 3-Ilustra os cálculos correspondentes a altura da onda, período da onda, frequência da onda,

velocidade da onda e comprimento da onda

Tabela 4-Estatística: ilustra as máximas, mínimas e médias correspondentes a cada dia

Tabela 5-Classe de alturas observadas e sua respectiva média e energia correspondente

VII

Lista de Símbolos Unidade no Sistema Internacional

g - Aceleração da gravidade [m/s2]

H - altura da onda [m]

Hs-altura significativa da onda [m]

t – tempo [s]

Ec-Energia cinética [J/m²]

Ep-Energia Potencial [J/m²]

E-Energia mecânica da onda [J/m²]

c- velocidade da onda [m/s]

ƒ-frequencia [HZ]

λ-comprimento de onda [m]

h-profundidade [m]

VIII

Estudo do potencial energético de ondas na praia de Xai-Xai e a viabilidade do seu aproveitamento

1

CAPITULO I

1.INTRODUÇÃO:

No mundo cerca de 80% da demanda energética é fornecida pelos combustíveis fosseis como o gás

natural, carvão, petróleo e centrais nucleares, os quais possuem consequências prejudiciais para o meio

ambiente, das quais as mudanças climáticas, destruição da camada de ozono são as principais (Energy

information Administration, 1997). Porém esses combustíveis também são esgotáveis, por isso sectores

de produção de energia está evidenciando esforço no sentido de mudança de conduta no que concerne a

aderência ao uso de recursos energéticos renováveis e pouco poluidores.

O aproveitamento das energias renováveis a nível mundial é notório, sendo alguns Países da Europa e

EUA os principais Países aderentes a esta energia (Word Energy Council, 2007). Segundo Mahanjane,

(2009) a constate alteração dos preços de combustíveis, acompanhadas palas constantes subidas do

preço de petróleo, Moçambique não está isento rumo ao desenvolvimento para a exploração dos

recursos renováveis, pois estão em curso diversos projectos de produção de biocombustíveis (na base de

jatropha, algas) e aproveitamento de energia solar e eólica, embora o País possua um enorme potencial

em outras fontes de energia renováveis como a geotérmica de biomassa e dos oceanos.

Moçambique localiza-se na costa oriental de África, entre as Latitudes 10°20’ S e 26°50’ S. A linha de

costa tem uma extensão de cerca de 2.770 km de comprimento; a plataforma continental tem uma área

de aproximadamente 104 Km², estendendo-se até a profundidade de 200 m (Hoguane, 2007). Com vasto

potencial de biodiversidade de ecossistemas estuarinos, o País ainda não deu passos significativos no

que concerne ao aproveitamento da energia do oceano (energia das marés e das ondas).

Uma onda é uma alteração do nível do mar em virtude de haver uma perturbação numa parte do fluido

oceânico que é depois transferida para outras partes (Fleming, 2012).

As ondas do mar podem contribuir significativamente para suprir uma grande parte das necessidades

energéticas se estudos forem feitos para estabelecer formas e uso dessa energia de modo que não tenha

impactos negativos no meio ambiente. Os oceanos, contendo o maior de todos os recursos naturais,

albergam um potencial energético enorme, que pode contribuir de forma significativa para as

necessidades crescentes de energia a um nível global (Sarmento, 2004).


2

As necessidades de implementar políticas que assegurem um desenvolvimento sustentável são

particularmente pertinentes no domínio da energia. Cada vez mais somos confrontados com a exigência

de encontrar nas energias renováveis uma alternativa real e fiável às formas convencionais de produção

de energia eléctrica, responsáveis por sérias ameaças ao meio ambiente. Os oceanos, contendo o maior

de todos os recursos naturais, albergam um potencial energético enorme, que pode contribuir de forma

significativa para as necessidades crescentes de energia em Moçambique.

As oportunidades para o país são desta forma diversas, e passam pela produção de uma quantidade

relevante de energia eléctrica por uma fonte renovável, pela criação de emprego, pelo desenvolvimento

da economia na perspectiva de uma tecnologia de impacto mundial e a de uma tecnologia offshore com

aplicação potencial noutros recursos oceânicos, e pela oportunidade para empresas nacionais, como

fornecedoras de componentes, equipamentos e serviços (Cruz & Sarmento, 2004).

O aproveitamento do recurso energético de ondas oceânicas constitui-se em uma real oportunidade para

suprir parte das demandas energéticas em diversos Países, visto que algumas localidades possuem

notável potencial energético que pode ser aproveitado para geração de energia eléctrica (Assis, 2010).

O principal objectivo deste trabalho consistiu em estudar o potencial energético de ondas do mar na

praia de Xai-Xai, Provincia de Gaza e a viabilidade do seu aproveitamento.


3

1.1.OBJECTIVOS:

Geral:

Estudar o potencial energético de ondas do mar e a viabilidade do seu aproveitamento na praia de

Xai-Xai em Gaza.

Específicos:

Determinar a altura, comprimento de onda, Período e frequência e velocidade das ondas na praia de

Xai Xai;

Determinar a energia cinética e potencial das ondas; e

Determinar o potencial energético disponível nas ondas.

1.2.JUSTIFICATIVA:

A principal causa dos impactos ambientais que se verificam hoje em dia está relacionada ao uso

indiscriminado dos combustíveis fósseis. Independentemente do grau de desenvolvimento do País, o uso

destes combustíveis, seja para a geração de energia eléctrica, produção de calor ou força mecânica, ainda

é dominante na matriz energética da maioria das nações (Garcia, 2004).

Este estudo é motivado pela necessidade urgente de se adoptar medidas de utilização e exploração

integral do mar e da costa de uma forma sustentável, diversificando as actividades de sustento,

reduzindo a pressão sobre os recursos naturais e adoptando tecnologias sustentáveis de aproveitamento

desses recursos (Hoguane, 2007).

A energia de onda constitui uma fonte de energia renovável sem efeito poluente, é de livre acesso e uso.

Diferentemente dos combustíveis fosseis, não produz gases de efeito de estufa, é uma fonte de energia

previsível, independente da temperatura e mudanças climáticas.

A população residente na praia de Xai-Xai é maioritariamente composta por pescadores, que sempre

necessitam de energia para a conservação do pescado ao longo da praia, esses recorrem ao uso de gelos

para a conservação do seu pescado por falta de outros meios alternativos. O desenvolvimento de energia

renováveis, como a de ondas, constitui um mecanismo ideal para o uso e diversificação das diferentes


4

formas de energia usadas no País reduzindo a dependência extrema em relação aos recursos energéticos

extremos contribuindo, de um certo modo na redução da destruição das florestas que são vistas como

fonte de carvão e lenha. A diversificação dos recursos renováveis constituiu uma fonte para alavancar a

economia do País.

CAPITULO II

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:

Este capítulo trás uma fundamentação teórica que auxiliará na compreensão das formas utilizadas para a

avaliação da energia e aproveitamento do recurso energético de ondas oceânicas.

2.1. Teoria das Ondas:

O desenvolvimento teórico do comportamento dinâmico de um conversor sujeito à acção das ondas é

baseado em formulações hidrodinâmicas. Algumas formulações básicas aplicadas à mecânica das ondas

são apresentadas a seguir (DEAN, 1984). Assumindo o fluido com escoamento irrotacional

o vector velocidade pode ser escrito como

Onde: é operador vectorial diferencial e uma função escalar. Combinando esta equação com a

equação da continuidade e considerando fluido com escoamento incompressível resulta na

equação de Laplace:

(2)

A equação de Laplace ocorre frequentemente em diversos campos da Física e da Engenharia, possuindo

um grande número de soluções. Resolvendo a equação (2) por separação de variáveis e aplicando-se as

condições de contorno apropriadas a cada caso, para ondas de pequenas amplitudes, obtém-se a seguinte

formulação:

Onda estacionária


5

Onde:

: velocidade potencial; H é a altura da onda; g é a aceleração da gravidade; ω corresponde a

frequência da onda; h é a altura do nível médio da água ao fundo; z é a coordenada da elevação da onda

a partir do nível médio; k o número de onda; η é a elevação da superfície da água; t é o tempo e x é a

distância horizontal

2.2. Energias Convencionais:

Actualmente, cerca de 95% da energia utilizada é proveniente de carvões minerais, petróleo e gás

natural, isto é, de fontes de energia não renováveis. Torna-se evidente que essas fontes são esgotáveis,

pelo que a necessidade de encontrar energias alternativas e renováveis é cada vez maior. Das alternativas

possíveis, as actualmente investigadas são a energia solar, a eólica, a hidroeléctrica, a geotérmica e a dos

Oceanos, que inclui: energia das marés, energia das ondas, energia dos gradientes de salinidade, energia

térmica dos oceanos e energia de biomassa marinha.

2.3. Energias Renovaveis:

Nas últimas décadas tem-se desenvolvido tecnologias para o aproveitamento das energias renováveis do

planeta, a par com os impactos que causam sobre o ambiente, a sua disponibilidade ilimitada e a

diminuição das necessidades de importação de combustíveis fosseis, diversificam as fontes energéticas.

Embora as energias renováveis sejam limpas, sem prejuízos para o ambiente e com um enorme

potencial, apenas 1/5 deste recurso esta sendo explorado, pelo facto da industria dos combustíveis

fosseis apresentar elevados rendimentos, como também a escassez de tecnologias para a exploração

dessa energia.


6

2.4. CARACTERIZAÇÃO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS:

2.4.1. Energia Solar:

Designa-se Energia Solar a conversão directa de luz solar em electricidade pela via fotovoltáica ou pela

via térmica para produzir calor, todavia, o seu aproveitamento depende da luz solar e da intensidade da

radiação, relacionados com a época do ano, condições atmosféricas e, evidentemente, a posição

geográfica (Sabady, 1979).

Moçambique possui em média 5.2 kW/m2/dia de radiação solar, este potencial assegura qualquer

aplicação de sistemas solares. Por isso o potencial tem merecido aposta, dado que constitui uma

alternativa bastante viável para a electrificação das zonas rurais de difícil acesso, longe de serem

alcançadas pela rede nacional de distribuição de energia eléctrica num período de curto e médio prazo

(Ministério da Energia, 2009).

2.4.2. Energia Eólica:

O vento é uma fonte abundante de energia, económica, renovável e inofensiva para o ambiente, deriva

da energia solar, através da radiação que atinge a superfície da terra que causa movimento das massas de

ar devido ao aquecimento irregular da superfície da terra pelo sol com consequentes diferenças de

temperatura, densidade e pressão nas massas de ar (Strahler et al, 1997).

A nível nacional, projectos de produção de energia eólica estão sendo levados a cabo, onde resultados

ilustram que o país possui potencialidades suficientes para a exploração da energia gerada pelo vento,

sendo de destacar a implantação duma turbina eólica na província de Inhambane para a produção de 350

quilowatts de energia eléctrica (Ministério da Energia, 2009).

2.4.3. Energia dos Oceanos:

Os Oceanos cobrem cerca de 70% da superfície terrestre tornando-o maior receptor de energia solar, a

qual é convertida em outras formas úteis de energia como a de maré, dos gradientes térmicos e de

salinidade, das ondas e de biomassa marinha. Porém, estas formas de energia podem ser utilizadas para

gerar electricidade aplicando as diversas tecnologias convenientes, embora, desenvolvimentos

tecnológicos conducentes ao aproveitamento de algumas destas formas de energia ainda estão numa fase


7

de investigação, pois, a nível mundial, somente a energia das ondas, e das marés é que têm sido

activamente exploradas (Renewably Energy, 2009).

ENERGIA DOS OCEANOS

Forma de Energia

(TW)

Marés Correntes de maré Gradiente Térmica Ondas

Potencial global

estimada

0.03Tw 5.0 Tw 2.0 Tw 1 a 10 Tw

Tabela 1: Formas de energia dos oceanos e potência global; Fonte: (Mendonça, 2006);

2.5.Energia Térmica dos Oceanos:

A energia térmica dos oceanos deriva do aquecimento irregular da coluna de água pelo calor do sol,

gerando diferenças de temperatura entre as massas de água. Contudo, apresenta-se numa fase de

investigação de técnicas para a sua exploração.

A conversão da energia térmica dos oceanos é um método de produção de electricidade que depende da

diferença de temperatura entre as massas de água do mar. Portanto, para que as tecnologias de

aproveitamento desta energia sejam economicamente viáveis, a diferença de temperatura tem que ser de

20ºC e a profundidade da água fria não pode ser superior a 100 m abaixo da superfície (Thermal Energy,

2008).

As preocupações ambientais relativas à conversão da energia térmica dos oceanos incluem o derrame de

fluidos no ambiente e o efeito que a mistura teria nas correntes oceânicas, que, regra geral, são

influenciadas por gradientes térmicos. As tecnologias para a exploração desta fonte de energia ainda não

se encontram desenvolvidas por necessitar de grandes investimentos, portanto, especialistas julgam

vantajosa a exploração desta fonte de energia, sobretudo para comunidades que necessitam de recorrer á

importação de grandes quantidades de combustível.

2.6.Energia das Ondas:

O movimento oscilatório das ondas é utilizado para produzir energia mecânica com posterior conversão

em energia eléctrica. Os sistemas de produção de energia das ondas equiparam-se aos de energia eólica


8

pelo facto de a energia ser extraída de um fluido em movimento, que possui uma certa regularidade

sazonal, e pelo facto de aplicar-se tecnologias com designs similares.

Existem diversas formas de aproveitar a energia das ondas, porém, há que destacar uma forma, onde os

corpos flutuantes adquirem um movimento oscilatório e o transmitem a um veio que acciona um

alternador/gerador e produz energia eléctrica. Este tipo de energia apresenta-se de difícil exploração,

sobretudo, devido as dificuldades existentes na fase de ensaios em laboratórios para a elaboração de um

modelo da situação real, é bastante dispendiosa e requer uma longa preparação e diversos riscos. Porém,

o desenvolvimento de sistemas do género requer o envolvimento de equipas multidisciplinares e

empresas especializadas, as quais não existem em Moçambique, por isso projectos do género ainda não

são levados a cabo, embora o país possua um enorme potencial e locais adequados para o seu

aproveitamento (Ministério da Energia, 2009)

2.7. Definição de onda:

Uma onda é uma alteração do nível do mar em virtude de haver uma perturbação numa parte do fluído oceânico

que é depois transferida para outras partes (Fleming, 2012).

Segundo Assis (2010), os ventos actuam sobre a água dos oceanos, transferem sua energia e provocam a

formação de ondas. Os mecanismos de transferência de energia do vento para as ondas são complexos,

podendo-se identificar os seguintes aspectos:

Figura 1: Mecanismo de transferência de energia para as ondas. Fonte: (Adaptado de Costa, 2004).


9

As ondas do mar podem ser classificadas por diversos critérios, de acordo com o período ou frequência,

com as forças perturbadoras e com as forças restauradoras. As ondas de menor período têm como

principal força perturbadora o vento, que actua na interface atmosfera/oceano. O vento transfere energia

da atmosfera para o oceano, resultando no movimento irregular da superfície do oceano, que é

denominado por agitação marítima. Neste processo, a gravidade actua como força restauradora, para

recuperar a condição de equilíbrio (Gonçalves, 2003).

2.8. Elementos da onda:

Elemento duma onda é, comprimento de onda l, período T que se propaga num fluido invíscido e

incompressível (oceano) de profundidade constante h.

Figura 2. Representação de uma onda sinoidal com comprimento de onda l e altura H. Fonte:

Gonçalves, 2003. Com adaptações.

2.9. Energia cinética

De acordo com Costa, (2011) A energia cinética ocorre por causa do movimento das partículas da água e

é dada pela seguinte expressão:


10

Considerando as formulações para as velocidades horizontal e vertical das partículas u e w de uma onda

progressiva descritas a seguir:

• Velocidade horizontal da partícula:

• Velocidade vertical da partícula:

A energia cinética será, então:

Integrando e simplificando, tem-se:

2.10.Energia potencial de ondas:

A energia potencial das ondas é o resultado do deslocamento da massa da água a partir da posição de

equilíbrio, contra o campo gravitacional. Assim, o deslocamento das partículas acarreta a movimentação

da superfície livre, exigindo trabalho realizado no sistema. Esse trabalho resulta em aumento da energia

potencial. A energia potencial média para um comprimento de onda, em uma onda progressiva com

altura H e profundidade h é apresentada conforme a seguir:

Considerando apenas a parcela devido a onda, tem-se:


11

Figura 3. Esquema Ilustrativo para determinação da Energia Potencial

A energia mecânica total por unidade da área superficial da onda é dada pela soma da energia potencial

e a energia cinética. Denominando por E a soma das duas energias, tem-se:

2.11. Rebentação de ondas

Os fenómenos de rebentação das ondas estão ilustrados nas figuras abaixo. O fenómeno da refracção das

ondas ao se aproximarem da linha de costa. Esse fenómeno faz com que as ondas tendam a se alinharem

paralelas à costa Assis (2010).

Figura 4-a) Fenómeno de refracção das ondas

Figura 4-b). Aproximação das ondas em uma praia.


12

Quando o ângulo da crista da onda alcança 120º e o comprimento da onda excede 7 vezes a altura, a

configuração da onda torna-se instável e ela se quebra. Como mostra a figura 7.

Figura 4-c) . Ângulo máximo antes da onda quebrar-se

Figura 4-d). Onda em derrame

A arrebentação em espiral é a mais apreciada pelos surfistas, pois forma o chamado tubo, em sua gíria.

Se a praia é relativamente inclinada, a crista da onda se rompe com relativa rapidez após enrolar-se em

espiral.

Figura 4-e). Onda em espiral

2.12.Aproveitamento da energia de onda:

O aproveitamento do comprovado potencial energético dos oceanos configura, actualmente, como uma

possibilidade promissora para produzir energia limpa e sem impactos ao meio ambiente (Tabela 1).

Estes são recursos renováveis cujo aproveitamento para a geração de electricidade regista significativos

avanços tecnológicos, encontrando respaldo nos princípios de acessibilidade, disponibilidade e


13

aceitabilidade, propalados pelo Conselho Mundial de Energia (WEC, 2004) citado por (Ferreira, 2007)

para o desenvolvimento de alternativas energéticas.

Tabela 2: Comparação entre as fontes de energia primária (WEC, 2004) citado por Ferreira (2007)

CAPITULO III

3.MATERIAL E METODOS:

3.1 Descrição da Área de Estudo

A praia do Xai-Xai se encontra ligada ao centro da cidade de Xai-Xai por 10 km de estrada asfaltada.

Xai-Xai é a capital da Província de Gaza e está situada no vale do rio Limpopo, sendo banhada por este

rio alguns quilómetros a montante da sua foz. Dista 224 km, a nordeste, de Maputo e é um destino

turístico devido às suas praias.

As marcas a tracejado na figura abaixo mostram a posição dos instrumentos utilizados durante os 2.012

experimentos de campo: sensor de pressão exterior RBR (amarelo), sensor de pressão interna RBR e

medidor de corrente (azul) e bóia de onda (vermelho). O marcador amarelo na praia mostra a posição de

uma estação meteorológica portátil.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Limpopo


14

Figura 5. Ilustração do local de estudo. Fonte: (Christensen, et al, 2013)

3.2. MATERIAIS USADOS:

Neste trabalho foram usados dados históricos, que foram disponibilizados pela Escola superior ciências

marinhas e costeiras (ESCMC). Estes dados foram colhidos na praia de Xai-Xai na Província de Gaza,

no ano 2012 e foram analisados e processados no Excel.

Referenciar que, a amostragem teve início no dia 30 de Outubro de 2012 as 8h00. Para a recolha dos

dados usou se uma mistura de tecnologias simples e desenhos para medir os diferentes parâmetros

ambientais, as ondas foram medidas por meio de três técnicas diferentes: sensores de pressão, ultra-som

altímetro, e uma bóia com acelerómetro. Sendo assim foram colectados dados referentes a elevação do

nível do mar, profundidade local, altura significativa da onda, altura máxima da onda, altura média da

onda e a energia da onda durante 4 dias em intervalos de 5 minutos.

3.2.1Sensores de Pressão

A maioria dos sensores de pressão funciona por efeito capacitivo: um diafragma fica exposto ao meio

que se deseja medir numa câmara, e a pressão faz com que ele se mova, mais ou menos como um cone

de alto falante. Esse movimento altera a distância de um eletrodo e isso muda a capacitância entre os


15

dois. Um circuito eletrónico percebe essa mudança e gera uma tensão proporcional ao deslocamento do

diafragma. Essa tensão é linearizada e enviada ao leitor de pressão, que nada mais é um voltímetro com

escala na grandeza desejada.

Dois sensores de pressão RBR (TWR - 2050P) foram usados para ondas e elevação das marés. O TWR -

2050P tem a forma de um pequeno tubo, e é geralmente ancorado a uma distância fixa a partir da parte

inferior. Este tipo de instrumento é capaz de registar tanto a elevação da superfície média lentamente,

bem como as oscilações rápidas devido ao inchamento de entrada. A última é facilitada pela

configuração do instrumento. Medições de ondas foram feitas a cada 5 minutos, utilizando um modo

burst com 2 Hz (2.012 amostras).

3.2.2 Ultra-som altímetro

Um altímetro U- GAGE QT50 montado em uma estrutura foi utilizado para medir ondas perto da costa.

O altímetro operado a 10 Hz. O sinal digital em bruto foi filtrado e convertido, e extraiu-se os espectros

de onda, da mesma forma que para os dados da bóia. Uma vantagem do altímetro ultra-sons é que o

deslocamento da superfície é medida directamente, por conseguinte, os dados também podem ser

utilizados para estimar a energia de ondas de infra-gravidade com frequências significativamente mais

baixas do que as ondas geradas pelo vento dominantes e inchar. O sinal de onda da bóia tem de ser

filtrada (devido à falta de estabilização vertical), pelo que só pode ser utilizado para estimar a energia da

onda acima de frequências de cerca de 0,05 Hz, por exemplo.

3.2.3 Acelerómetro

O princípio de funcionamento do transdutor de aceleração, baseia-se nos cristais piezoelétricos, que

depois de sujeitos à compressão, geram um pequeno sinal eléctrico proporcional à aceleração. Quando

se encontra em funcionamento, o transdutor acompanha a vibração transmitida pelo equipamento em

estudo, a massa no interior do transdutor tende a manter-se estacionária no espaço. Um transdutor

sensível à aceleração denomina-se por acelerómetro

3.3 MÉTODOS:

Para a avaliação do recurso energético das ondas é necessário dispor de dados referentes aos parâmetros

que caracterizam as ondas do mar, nomeadamente: altura das ondas, período, frequência, velocidade e

comprimento onda.


16

3.3.1 Expressões matemáticas usadas:

A frequência da onda ƒ é definida como o inverso do período T:

[1]

A frequência angular define-se por:

[1.1]

E o número de onda k é o inverso do comprimento de onda:

[1.2]

A velocidade das ondas em qualquer profundidade é representada pela equação geral:

c= [gλ/2πtanh (2πh/λ)] ½ (Brown, Colling, Park, et al, 1999) [2]

Onde c é velocidade da onda em qualquer profundidade, g é aceleração da gravidade, λ é comprimento

da onda.

A amplitude da onda é:

[2.1]

A elevação da superfície livre x, tpode ser representado por:

[3]

Onde:

[3.1]

Sendo o vector posição, o vector número de onda, t o tempo e a frequência angular.


17

3.3.2 Expressão da determinação da Energia cinética, potencial e total da onda:

De acordo com Costa, (2011) A energia cinética ocorre por causa do movimento das partículas da água e

é dada pela seguinte expressão:

[4]

Segundo Costa, (2011) energia potencial das ondas é o resultado do deslocamento da massa da água a

partir da posição de equilíbrio, contra o campo gravitacional. Assim, o deslocamento das partículas

acarreta a movimentação da superfície livre, exigindo trabalho realizado no sistema. Esse trabalho

resulta em aumento da energia potencial. A energia potencial média para um comprimento de onda, em

uma onda progressiva com altura H e profundidade h é apresentada conforme a seguir considerando

apenas a parcela devido a onda, tem-se:

[5]

A energia mecânica total das ondas por unidade de área será dada por:

E = 1/8 (ρgH²) (Brown, Colling, Park, et al, 1999) [6]

3.3.3 Extracção da Potência das ondas:

A energia disponível nas ondas é maior quanto mais largo e a sua intensidade diminui

proporcionalmente a profundidade devido a interacção com o leito marinho. O custo de transmissão e

conversão da energia é directamente proporcional a distância da costa.

A Potência de uma onda é proporcional ao quadrado da sua amplitude e ao seu período como mostra a

figura 6. Ondas de elevada amplitude (cerca de 2 m) e de período elevado (7 a 10 s) excedem

normalmente os 50 kW por metro de frente de onda (Cruz e Sarmento, 2004).


18

Figura 6. Ilustração do cálculo da Potência da onda (kW/m) Fonte: (Cruz e Sarmento, 2004)

Sendo assim pode se notar com base na tabela abaixo a aplicação da potência da energia de energia de

ondas

Figura 7. Tabela de Aplicação da variação de potência de ondas. Fonte: Eletrobrás. Citado pelo

(Laboratorio de tecnologia Submarina, S/D)

A quantidade de energia transferida e a altura das ondas geradas pelo vento dependem não só da

intensidade do vento, mas da dimensão da zona onde este actua, que se designa por fetch ou

comprimento de geração. Em cada uma destas etapas ocorre concentração de energia de modo que

níveis de potência solar da ordem de 100 W/m2 podem eventualmente se transformar em ondas com

níveis de potência acima de 1000 W por metro de comprimento de onda (THORPE, 1999) citado por

Assis, (2010).


19

CAPITULO IV

5.RESULTADOS E DISCUSSÃO:

A tabela 3 mostra a altura da onda, período da onda, frequência da onda, comprimento da onda e

velocidade da onda durante as observações do tempo de estudo.

30-10-2012 a 02-11-2012

Observação Hs (m) T (s) ƒ (HZ) c © (m/s) λ (m)

1 1.1 4.5 0.22 0.47 2.12

2 0.5 4 0.25 0.50 2.00

3 1.4 5 0.20 0.45 2.24

4 1.4 5 0.20 0.45 2.24

5 2.5 4 0.25 0.50 2.00

6 2 6.5 0.15 0.39 2.55

7 2.2 5 0.20 0.45 2.24

8 2.73 5 0.20 0.45 2.24

9 2.23 4.5 0.22 0.47 2.12

10 2.8 4.5 0.22 0.47 2.12

11 2.8 4.5 0.22 0.47 2.12

12 3.17 4.5 0.22 0.47 2.12

13 2.88 6 0.17 0.41 2.45

14 2.4 5.5 0.18 0.43 2.35

15 1.96 4.5 0.22 0.47 2.12

16 1.97 4.5 0.22 0.47 2.12

17 1.46 5.5 0.18 0.43 2.35

18 2.35 4.5 0.22 0.47 2.12

19 2.09 4 0.25 0.50 2.00

20 2.53 5 0.20 0.45 2.24

21 2.14 5 0.20 0.45 2.24

22 2.74 5 0.20 0.45 2.24

23 2.89 4.5 0.22 0.47 2.12

24 2.82 5 0.20 0.45 2.24

25 2.7 4 0.25 0.50 2.00

Tabela 3: Ilustra os cálculos correspondentes a altura significativa da onda, período da onda, frequência

da onda, velocidade da onda e comprimento da onda


20

A tabela 4 mostra as máximas, mínimas, e médias correspondentes a cada dia. A altura significativa

máxima da onda foi de 3.17 m no dia 31.10.2012 e a mínima foi de 0.5 m 30.10.2012. O período

máximo da onda observada foi de 7 segundos no dia 01.11.2012 e a mínima foi de 4segundos no dia

30.10.2012. E quanto a frequência e comprimento da onda, verificou-se uma frequência máxima de

0.25Hz para as observações do dia 30.10.2012 e a mínima foi de 0.15 Hz no mesmo dia. E o

comprimento de onda foi verificado um máximo de 2.54 m no dia 31.10.2012 e o mínimo foi de 2m no

dia 30.10.20 e a velocidade máxima foi de 0.5 m/s observada no dia 01.11.2012 e mínima 0.39 m/s

observada no dia 30.10.2012

Data

Hs

max

(m

)

Hs

min

(m

)

Hs

med

ia (

m)

ƒ (

HZ

)

ƒ m

in (

HZ

)

ƒ m

edia

(H

Z)

T m

ax (

s)

T m

in (

s)

T m

édio

(s)

λ m

ax (

m)

λ m

in (

m)

λ m

edia

(m

)

c m

ax (

m/s

)

c m

in (

m/s

)

c m

ed (

m/s

)

30.10.2012 2.5 m 0.5 m 1.48 m 0.25 Hz 0.15 Hz 0.21 Hz 5 s 4 s 4.83 s 2.23 m 2 m 2.19 m 0.5 0.39 0.445

31.10.2012 3.17 m 2.2 m 2.21 m 0.22 Hz 0.2 Hz 0.21HZ 6.5 s 4.4 s 4.66 s 2.54 m 2.12 m 2.15 m 0.47 0.41 0.44

01.11.2012 2.88 m 1.56 m 2.69 m 0.22 Hz 0.16 Hz 0.19 Hz 7 s 4 s 5.08 s 2.44 m 2.12 m 2.25 m 0.5 0.43 0.465

02.11.2012 2.89 m 2.09 m 2.53 m 0.22 Hz 0.2 Hz 0.21 Hz 5 s 4.5 s 4.75 s 2.23 m 2 m 2.17 m 0.5 0.41 0.455

Tabela 4. Estatística: ilustra as máximas, mínimas e médias correspondentes a cada dia

A tabela 5. Ilustra os intervalos correspondentes a classe de alturas observadas com o objectivo de

verificar quais as ondas mais frequentes

Hs (m) Observações Hs media (m) Ec /Ep (J/m²) E (J/m²) P (kW/m)

3-3,5 1 3.25 5766.601563 11533.20313 24.46594

2-2,5 7 2.26 3272.05625 6544.1125 13.76498

2,5-3 10 2.75 4844.726563 9689.453125 20.38094

1-1,5 4 1.25 1000.976563 2001.953125 4.210938

1,5-2 2 1.625 1691.650391 3383.300781 7.116484

0,5-1 1 0.75 360.3515625 720.703125 1.515938

Tabela 5. Classe de alturas observadas e sua respectiva média e energia correspondente

Os gráficos asseguir mostram a variação da energia cinética e potencial com o tempo, de acordo com as

observações dos dias 30/10/2012 a 02/11/2012. Referir que a energia cinética/potencial máxima


21

registada foi de 11500J no dia 01/11/2012 as 12 horas e a mínima foi de 0.10J no dia 30/10/2012, as 20

horas.

Figura 8. Gráfico 1. Variação da energia cinética/potencial com o tempo no dia 30-10-2012

Figura 9. Gráfico 2. Variação da energia cinética/potencial com o tempo no dia 31-10-2012


22

Figura 10. Gráfico 3. Variação da energia cinética/potencial no dia 01-11-2012

Figura 11. Gráfico 4. Variação da energia cinética/potencial no dia 02-11-2012


23

A figura 12 mostra os valores médios da quantidade da energia potencial e cinética da onda por dia,

sendo que a máxima registada foi de 1500J no dia 01.11.2012 e a mínima registada foi de 20J no dia

30.11.2012.

Figura 12. Gráfico 5. Media da quantidade da energia cinética/ potencial da onda por dia.

Os gráficos asseguir mostram a variação da energia mecânica com o tempo de acordo com as

observações dos dias 30/10/2012 a 02/11/2012. Referir que a energia mecânica máxima registada foi de

23000 J/m² no dia 01/11/2012 as 12 horas e a mínima foi de 0.20 J/m² no dia 30/10/2012, as 20 horas.


24

Figura 13. Gráfico 6. Variação da Energia mecânica com o tempo no dia 30-10-2012



25


figura 16. Gráfico 9. Variação da Energia mecânica com o tempo no dia 02-11-2012


26

A figura 17 mostra os valores médios da quantidade da energia mecânica da onda por dia, sendo que a

máxima registada foi de 3000 J/m² no dia 01.11.2012 e a mínima registada foi de 40 J/m² no dia

30.11.2012.

Figura 17: Gráfico 10. Média da quantidade da energia mecânica da onda por dia.

A figura 18 mostra a variação diária da potência da onda com máxima observada de 25.38 kW por metro

no dia 01.11.2012 e a mínima foi de 0.49 kW/m no dia 30.10.2012.

Figura 18: Gráfico 11. Variação diária da potência da onda entre os dias 30/10/2012 a 02/11/2012 na

praia de Xai-Xai em Gaza.


27

4.1. DISCUSSÃO

A altura significativa máxima observada na Praia de Xai-Xai foi de 3.17 metros e mínima de 0.5 metros

como mostra a Tabela (3) sendo as ondas com média de 2.75 metros as mais frequentes. De acordo com

Cress, (2002) Ondas de elevada amplitude (cerca de 2 m) e de período elevado (7 a 10 s) excedem

normalmente os 40-50 kW por metro de frente de onda. A altura de onda é fundamental para que a

energia da mesma seja maior.

O comprimento de onda máximo foi de 2.54 metros e mínimo de 2 metros como mostra a Tabela (3)

uma vez determinada a potência média de 12kw/m de frente de onda pode se afirmar que cada onda

possui em média 25kW de energia de onda. O período máximo de Ondas foi de 6.5 segundos e mínimo

de 1.46 segundos como mostra a Tabela (3). De acordo com (Christensen, et al, 2014) o período médio

de onda na praia de Xai-Xai é de cerca de 8,5 segundos. Os dados correspondem as medições feitas no

dia 31 de Outubro de 2012. Este facto justifica a provável diferença ligeira com o presente estudo

realizado no mesmo local mas com maior intervalo de tempo de estudo.

A frequência máxima verificada foi de 0.25HZ e mínima 0.15 HZ como mostra a Tabela (3) de acordo

com (Christensen, et al, 2014) a indicação de grupos de ondas variou com uma frequência de 0 a 0.25

HZ no dia 31 de outubro de 2012, 10:00 UTC. Mais uma vez o resultado difere ligeiramente do presente

estudo provavelmente por se ter analisado em intervalos de tempo diferentes.

A energia cinética e potencial foi a mesma com uma média 732.7 J/m², De acordo com (Costa, 2011) A

energia cinética ocorre por causa do movimento das partículas da água e é dada pela variação da altura

significativa da onda. Enquanto a energia potencial das ondas é o resultado do deslocamento da massa

da água a partir da posição de equilíbrio, contra o campo gravitacional. Assim, o deslocamento das

partículas acarreta a movimentação da superfície livre, exigindo trabalho realizado no sistema. A energia

potencial média vária com o comprimento de onda, altura (H) e profundidade.

A velocidade das ondas variou de 0.39 a 0.5 m/s sendo as ondas de maior comprimento de onda as de

maior velocidade. De acordo com Pinpkin et al (1987) a velocidade da onda é função de seu

comprimento: quanto maior este parâmetro, maior a sua velocidade. Além disso, um grupo ou trem de

ondas viaja na metade da velocidade das ondas individuais.

A razão para isto é que as ondas que estão à frente do trem de ondas perdem energia quando elevam a

superfície da água, desaparecendo e sendo repostas por ondas que vem atrás. Por outro lado, pela


28

interrupção do movimento circular no final do grupo de ondas, há fornecimento de energia extra, que

aparece na forma de uma nova onda que se forma na retaguarda.

Como mostram os resultados, a potência média da energia é igual a 12kw/m com uma média superior da

energia verificada em alguns Países Europeus. De acordo com (Cres, 2002) Na bacia do Mediterrâneo, o

nível de potência anual ao largo das costas dos Países Europeus varia entre 4 e 11 kW / m.

As ondas de Xai-Xai atingem 25kw/m de frente de onda como mostra a figura (18), De acordo com

(cruz e Sarmento, 2004) Do ponto de vista do mercado externo os estudos efectuados levam a crer que a

energia das ondas será economicamente viável em zonas com recursos energéticos superiores a 15

kW/m (fluxo de energia médio anual transportado em cada metro de frente de onda) valor que é

suplantado pelas condições naturais de Portugal: 45 kW/m em alto mar e um pouco menos de 30 kW/m

em profundidades de cerca de 50 m.

A energia de ondas na Praia de Xai-Xai poderia ser usada para colmatar a necessidade dos pescadores na

conservação do pescado, iluminação e força motriz para uma pequena fábrica ou até iluminação e força

motriz para uma vila de 200 famílias dependendo da tecnologia de conversão implantada na praia.

A pouca experiência de Moçambique em matéria de inovação tecnológica e as barreiras técnicas

associadas à natureza de exploração de energia de ondas constituirá um desafio mas as oportunidades

para o País são desta forma diversas, e passam pela produção de uma quantidade relevante de energia

eléctrica por uma fonte renovável. Sendo assim poderia se optar em instalações de dispositivos costeiros

para conversão de energia.

De acordo com (cruz e Sarmento, 2004) Os dispositivos costeiros são aqueles que se encontram fixos ou

que são construídos de raiz na orla costeira. Esta proximidade confere-lhes vantagens imediatas, tais

como uma maior facilidade de instalação e manutenção, ausência de grandes extensões de cabos

submarinos e de sistemas de fixação complexos, mas retiram-lhes a possibilidade de usufruírem dos

regimes mais poderosos de ondas, característicos de zonas de grande profundidade.

De facto os efeitos de dissipação de energia devidos ao atrito (fruto da interacção entre a onda e o fundo

do mar) manifestam-se para profundidades inferiores a 80 m e os associados à rebentação das ondas são

dominantes para profundidades inferiores a 10 m, pelo que em média um dispositivo costeiro tem apenas

disponível entre 25% e 50% do recurso disponível para um dispositivo afastado da costa. Esta limitação

pode ser parcialmente eliminada no processo de selecção do local de implementação do dispositivo,

procurando-se zonas onde existe uma concentração natural de energia.


29

Apesar das desvantagens em termos de implantação de dispositivos costeiros para a conversão dessa

energia, seria mais viável apostar nestes dispositivos uma vez que seria a primeira experiencia usada em

Moçambique e em Xai-Xai a tecnologia de conversão de energia de ondas em energia eléctrica. E o

acesso por terra facilitaria na manutenção do equipamento.

CAPITULO V

5.CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES:

5.1. CONCLUSÃO:

O recurso energético na praia de Xai-Xai é suficientemente elevado para pequenas e médias

explorações. De acordo com os resultados deste estudo conclui se que as ondas de Xai-Xai possuem em

média uma energia de 12kw/m com comprimento de onda igual a 2 metros e velocidade de onda igual a

0.45 m/s a uma frequência de 0.21 HZ e período aproximadamente a 6 segundos. O que representa uma

das maiores densidades de energia renovável na região.

5.2. RECOMENDAÇÕES:

Aumentar o intervalo do tempo de estudo de forma a observar a taxa de variação mensal, ou

sazonal da energia de ondas

Determinar a energia potencial da onda considerando outros factores não apenas a parcela devido

a onda

Identificar locais de maior concentração de energia de ondas

Estudar o melhor tipo de dispositivo costeiro para conversão da energia de ondas


30

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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publication on 16 June 2009.

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Christensen; Kai H., Breivik; Øyvind. et al: Waves and dangerous currents at Xai-Xai Beach,

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Costa; Paulo Roberto: CONTROLE DA FREQUÊNCIA DO CONVERSOR PARA GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE PELAS ONDAS DO MAR (2011)

Department ofMechanical Engineering, University of Bath, Bath, UK The manuscript was received

on 26March 2009 and was accepted after revision for publication on 16 June 2009.

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Hoguane, António Mubango (2007), Perfil diagnóstico da zona Costeira de Moçambique,

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31

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Nuclear, Electric and Alternate Fuels. U.S. Department of Energy. Washington, DC 20585. Extraído

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Tejo. Dissertação de Mestrado. 187 pp. Portugal. Instituto Superior Técnico. Extraído a 7 de Agosto

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http://www.me.gov.mz/prt/index.php?option=com_content&task=view&id=81&Itemid=57



Anexo

O recurso energético das ondas encontra-se exemplificado na Figura 1 onde o potencial de cada zona é

representado em kW por metro de frente de onda

Figura 1.Distribuição do potencial mundial das ondas em kW/m de frente de onda. Fonte: (Cruz e

Sarmento, 2004)

Figura 2: ilustração de diferentes pontos de instalação de dispositivos de conversão de energia de

ondas.Fonte: (Cruz e Sarmento, 2004

IX

Documents

Monografia Mucavel-Estudo do potencial energetico de ondas na praia de xai xai