Disciplina
Energia das Ondas
Área
Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Tecnologias de Conversão de Energia
Activa nos planos curriculares
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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
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"
Cambridge: Cambridge University Press.
"Modelling of Wave Energy Conversion"
A. Pecher and J. P. Kofoed (editors)
D. Greaves and G. Iglesias (Editors)
"Ocean Wave Energy Conversion, Resource, Technologies and Performance"