Autor: Jaifer Corrêa Martins (Currículo Lattes)
Resumo
Dispositivos de conversão de energia das ondas em energia elétrica (WEC - do inglês: Wave Energy Converter) vêm sendo estudados nas últimas décadas como uma alternativa para suprir a demanda energética mundial. O dispositivo de galgamento é um dos diversos conversores de energia das ondas do mar em energia elétrica e seu princípio de funcionamento consiste em uma rampa que guia a água das ondas incidentes para um reservatório localizado acima do nível médio do mar. A água acumulada no reservatório escoa através de uma turbina de baixa queda gerando energia elétrica. No presente trabalho é realizado um estudo numérico relacionado ao efeito da geometria da rampa (razão entre a altura e comprimento da rampa: H1/L1) e a submersão (S) da mesma sobre o desempenho de um dispositivo de galgamento onshore em escala real para duas ondas monocromáticas diferentes e três diferentes áreas construtivas () do dispositivo, empregando o Design Construtal e a Busca Exaustiva. Mais especificamente, pretende-se avaliar a influência da razão entre altura e comprimento da rampa (H1/L1) que maximiza a potência disponível (Pd) obtida a partir da quantidade total de massa de água acumulada no reservatório para diferentes frações de área (), várias distâncias entre o fundo do dispositivo e o fundo do tanque (S) e diferentes ondas monocromáticas (T), com a finalidade de se determinar a geometria ótima do dispositivo. Neste trabalho, é avaliado apenas o princípio físico de funcionamento do dispositivo. Consequentemente, as geometrias ótimas obtidas aqui servem como uma recomendação teórica para futuros estudos e construções desse tipo de conversor de energia das ondas. Neste estudo, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte da fração volumétrica são resolvidas com o método dos volumes finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é empregado para abordar a mistura água e ar. O emprego do Design Construtal permitiu um aumento no desempenho fluidodinâmico do dispositivo para todos os casos simulados. Os resultados mostraram que as melhores geometrias são obtidas para as menores razões de H1/L1 para todas as profundidades. Estes indicaram ainda que o efeito da razão H1/L1 sobre Pd foi semelhante para dois diferentes períodos de onda T. Além disso, conforme esperado, a diminuição do período (T) conduziu a uma diminuição da potência disponível (Pd).