Disciplina

Área

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Tecnologias de Conversão de Energia

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Nível

A classificação é composta por um exame (E), dois minitestes (T1 e T2) e um trabalho de laboratório (L). A nota final (FG) é calculada usando FG = 0,5×E + 0,2×(T1 + T2) + 0,1×L.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

0.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

Após a conclusão da unidade curricular o aluno: • Estará familiarizado com a teoria hidrodinâmica linear das ondas de superfície e da sua aplicação aos sistemas de energia das ondas; • terá conhecimento introdutório da modelação hidrodinâmica de sistemas de energia das ondas e da simulação do seu controlo; • terá conhecimento introdutório de técnicas de ensaio e de monitorização de sistemas de energia do oceano; • estará familiarizado com o estado da arte dos equipamentos electro-mecânicos de conversão de energia das ondas; • terá adquirido os conhecimentos básicos relativos aos sistemas de amarração e ancoramento marítimos; • estará familiarizado com o projecto e configuração de parques de dispositivos de aproveitamento de energia oceânica.

Programa

Breve nota histórica. Tipos de conversores de energia das ondas. Teoria linear das ondas de superfície. Ondas regulares e irregulares. Espectros. Conteúdo energético das ondas. Modelação de sistemas de corpos oscilantes e de coluna de água oscilante. Interacções lineares entre ondas e estruturas fixas e oscilantes. Recurso de Energia da Ondas. Análise no domínio da frequência. Coeficientes hidrodinâmicos e o seu cálculo. Análise no domínio do tempo. Métodos de controlo e sua eficácia. Dispositivos com vários graus de liberdade. Interferência entre conversores em agregados. Sistemas de amarração e ancoragem. Aplicação da análise dimensional. Técnicas de ensaio em modelo. Sistemas electro-mecânicos específicos de conversão de energia: circuitos hidráulicos de alta pressão; geradores eléctricos lineares e turbinas de ar. Estruturas offshore. Operações offshore e segurança. Ligações eléctricas submarinas.

Metodologia de avaliação

A classificação é composta por um exame (E), dois minitestes (T1 e T2) e um trabalho de laboratório (L). A nota final (FG) é calculada usando FG = 0,5×E + 0,2×(T1 + T2) + 0,1×L.

Pré-requisitos

Mecânica dos fluidos, conhecimentos básicos de programação.

Componente Laboratorial

O trabalho de laboratório consiste em testar um modelo à escala de um conversor de energia das ondas tipo coluna água oscilante no canal de ondas IST. O modelo é feito de peças de PVC e ABS. O laboratório está equipado com sondas resistivas para medir o deslocamento da superfície livre, um sistema de rastreamento de movimentos (câmaras de infravermelhos) para adquirir movimentos de corpos flutuantes com seis graus de liberdade e sensores de medição de pressão de ar. Para adquirir os dados, os alunos realizam o laboratório em grupos com a supervisão do corpo docente. Os dados adquiridos permitem calcular da largura de captura, bem como o operador de resposta em amplitude (RAO) para movimentos de arfagem, avanço-recuo e cabeceio do conversor de energia das ondas.

Princípios Éticos

Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Para o pós-processamento dos dados do laboratório, os alunos precisam executar um código de computador que calcula os operadores de resposta em amplitude e outros parâmetros relevantes. para além disso, os alunos necessitam de validar os resultados calculados.

Componente de Competências Transversais

O trabalho de laboratório deve ser realizado em grupos e requer pensamento crítico e inovador, contribuindo para as capacidades de trabalho em equipa e para melhorar a comunicação científica e técnica entre os futuros engenheiros.

Bibliografia

Principal

"Ocean Waves and Oscillating Systems"

J. Falnes

2002

Cambridge: Cambridge University Press.


"Modelling of Wave Energy Conversion"

A. F. O. Falcão

2020

Lecture Notes, IST.


"Handbook of Wave Energy"

A. Pecher and J. P. Kofoed (editors)

2017

Springer Open.


"Wave and Tidal Energy"

D. Greaves and G. Iglesias (Editors)

2018

Wiley.


"Ocean Wave Energy Conversion, Resource, Technologies and Performance"

A. Babarit

2017

ISTE Press, Elsevier.