Avaliação experimental da dissipação energética de um novo conversor de energia das ondas

Abstract

The coastline can be considered as a promising source of energy, mainly due to ocean currents and waves. This energy can be utilized by wave energy converters, but it also has to be controlled due to the problems that confront the coastline, especially problems related to coastal erosion.Waves can have destructive characteristics because of their high Energy. Interacting with the coast can generate coastal currents that are responsible for sediment transport, causing erosion.The wave energy converter laboratorially tested in this dissertation is called REEFS (Renewable Electric Energy From Seas). By its constitution, it displays a characteristic that distinguishes it of the other devices, that is a structure similar to a reef. REEFS have the particularity of producing electrical energy and also the ability to reduce incident stirring energy. This dissipated energy results mainly from the fact that by passing over the device it induces the burst of the higher waves and consequently the reduction of the energy of the incident wave.Within this scope, in the present dissertation is laboratory tested the energy dissipation originated by the device, collecting the time series of the surface elevation of the water through resistive probes. These time series are decomposed into their harmonic components using the Fast Fourier Transform. The energy of each wave component is calculated through the linear theory of gravity wave propagation. Adding the energy of the harmonic components gives the total energy associated with the wave described by the respective time series of elevations of the free surface of the water. To analyze the amount of energy dissipated, the energies upstream and downstream of the device are compared.

O litoral pode ser considerado como uma promissora fonte de energia, devido sobretudo, às ondas e correntes oceânicas. Ora essa energia pode ser aproveitada, por conversores de energia das ondas, mas também tem de ser controlada devido aos problemas que conferem à orla costeira, principalmente problemas relacionados com a erosão costeira. As ondas podem ter características destrutivas devido à sua elevada Energia. A interagirem com a costa podem gerar correntes litorais que são responsáveis pelo transporte de sedimentos, causando erosão.O conversor da energia das ondas testado laboratorialmente na presente dissertação designa-se por REEFS (Renewable Electric Energy From Seas). Pela sua constituição, apresenta uma característica que o distingue dos restantes dispositivos, que é uma estrutura semelhante a um recife. O REEFS tem a particularidade de produzir energia elétrica e também a capacidade de reduzir a energia de agitação incidente. Essa energia dissipada resulta principalmente de que, ao passar por cima do dispositivo, este induz a rebentação das ondas mais elevadas e consequentemente a redução da energia da onda incidente.Dentro deste âmbito, na presente dissertação é testada laboratorialmente a dissipação de energia originada pelo dispositivo, recolhendo as séries temporais da elevação superfície da água através de sondas resistivas. Estas séries temporais são decompostas nas suas componentes harmónicas usando a Transformada de Fourier. A energia de cada componente de onda é calculada através da teoria linear de propagação de ondas de gravidade. Somando-se a energia das componentes harmónicas obtém-se a energia total associada à onda descrita pela respetiva série temporal de elevações da superfície livre da água. Para analisar a quantidade de energia dissipada são comparadas as energias a montante e a jusante do dispositivo.