Autor: Flavio Medeiros Seibt (Currículo Lattes)
Resumo
A crescente demanda por produção de energia elétrica e a necessidade de preservação dos recursos naturais, tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias de conversão de baixo impacto ambiental. O potencial energético dos oceanos está distribuído sob diferentes formas, das quais a energia das ondas se destaca por concentrar a maior parte deste recurso. O dispositivo de placa submersa consiste em uma placa horizontal, plana e imersa sob a superfície do mar. A passagem das ondas sobre essa estrutura origina um escoamento horizontal, sob a placa, que alterna constantemente de sentido. Esse escoamento pode ser aproveitado como propulsão para uma turbina hidráulica, fazendo com que o dispositivo atue como um conversor de energia das ondas do mar. Este estudo apresenta uma análise numérica do princípio de funcionamento deste equipamento, isto é, sem considerar a presença da turbina abaixo da placa. Para isso, foram realizadas avaliações da influência de parâmetros geométricos da placa submersa e características das ondas incidentes no dispositivo com relação a sua eficiência de conversão de energia. Para as simulações numéricas foi utilizado um domínio bidimensional que se baseia no modelo multifásico Volume of Fluid (VOF), para o tratamento da região de interface água-ar. O domínio computacional foi construído e discretizado (geração da malha) no software GAMBIT, enquanto a solução das equações que regem o problema foi realizada com o software FLUENT, que utiliza o Método de Volumes Finitos (MVF) para obtenção de um sistema algébrico de equações. As ondas foram geradas por uma condição de contorno de velocidade variável no tempo, impondo as componentes horizontal e vertical de velocidade das partículas de fluido, com base na teoria de ondas de Stokes de 2ª ordem. A análise do escoamento sob a placa submersa permitiu observar que as magnitudes da velocidade e da vazão mássica são maiores nos casos em que a placa tem menor comprimento e é posicionada próxima a superfície. Os resultados indicaram que dependendo das características do dispositivo (construtivas, de instalação e operacionais) é possível atingir uma eficiência em torno de 35 %.