Nova tecnologia extrai duas vezes mais energia das ondas do mar

Os pesquisadores desenvolveram uma tecnologia de protótipo que pode dobrar a energia colhida das ondas do mar, em um avanço que poderia finalmente tornar a energia das ondas uma alternativa renovável viável.

Mas os desafios de desenvolver tecnologias que possam extrair com eficiência essa energia natural e resistir ao ambiente hostil do oceano mantiveram a energia das ondas estagnada em estágio experimental.

Agora, uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade RMIT criou um conversor de energia das ondas que é duas vezes mais eficiente na coleta de energia do que qualquer tecnologia semelhante desenvolvida até hoje.

A inovação, publicada na revista Applied Energy, se baseia em um design de turbina dupla pioneiro no mundo.

O pesquisador principal, Professor Xu Wang, disse que a energia das ondas é uma das fontes mais promissoras de energia limpa, confiável e renovável.

“Embora a energia eólica e a solar dominem o mercado de energias renováveis, elas estão disponíveis apenas 20-30% do tempo”, disse Wang.

“A energia das ondas está disponível 90% do tempo, em média, e a potência potencial contida nas ondas offshore é imensa.

“Nossa tecnologia de protótipo supera alguns dos principais desafios técnicos que têm impedido a implantação em larga escala da indústria de energia das ondas.

“Com mais desenvolvimento, esperamos que esta tecnologia possa ser a base para uma nova e próspera indústria de energia renovável, oferecendo enormes benefícios ambientais e econômicos.”

Como funciona o conversor de energia das ondas

Uma das abordagens experimentais mais populares é coletar a energia das ondas por meio de um conversor do tipo boia conhecido como “ponto de absorção”, ideal para locais offshore.

Essa tecnologia, que coleta energia do movimento para cima e para baixo das ondas, é geralmente econômica para fabricar e instalar.

Mas ele precisa ser sincronizado com precisão com o movimento da onda de entrada para coletar a energia de forma eficiente.

Isso geralmente envolve uma série de sensores, atuadores e processadores de controle, adicionando complexidade ao sistema que pode causar baixo desempenho, bem como problemas de confiabilidade e manutenção.

O protótipo criado pelo RMIT não precisa de tecnologia de sincronização especial, já que o dispositivo flutua naturalmente para cima e para baixo com a ondulação da onda.

“Ao ficarmos sempre em sincronia com o movimento das ondas, podemos maximizar a energia que é coletada”, disse Wang.

“Combinado com nossas exclusivas rodas de turbina dupla em contra-rotação, este protótipo pode dobrar a potência de saída obtida das ondas do mar, em comparação com outras tecnologias experimentais de absorção pontual.”

O dispositivo simples e econômico foi desenvolvido por pesquisadores de engenharia da RMIT em colaboração com pesquisadores da Universidade Beihang na China.

Duas rodas de turbina, que são empilhadas uma sobre a outra e giram em direções opostas, são conectadas a um gerador por meio de eixos e um sistema de transmissão acionado por polia por correia.

O gerador é colocado dentro de uma boia acima da linha d’água para mantê-lo fora da água do mar corrosiva e estender a vida útil do dispositivo.

O protótipo foi testado com sucesso em escala de laboratório e a equipe de pesquisa está ansiosa para colaborar com parceiros da indústria para testar um modelo em escala real e trabalhar para viabilidade comercial.

“Sabemos que funciona em nossos laboratórios, então as próximas etapas são ampliar essa tecnologia e testá-la em um tanque ou em condições oceânicas da vida real”, disse Wang.

“Aproveitar nosso recurso de energia das ondas não poderia apenas nos ajudar a reduzir as emissões de carbono e criar novos empregos de energia verde, mas também tem um grande potencial para resolver outros problemas ambientais.”

“Por exemplo, conforme a frequência da seca aumenta, a energia das ondas poderia ser usada para alimentar usinas de dessalinização neutras em carbono e fornecer água doce para a indústria agrícola – uma adaptação inteligente ao desafio de um clima em mudança.”

Referência

Han Xiao, Zhenwei Liu, Ran Zhang, Andrew Kelham, Xiangyang Xu, Xu Wang,
Study of a novel rotational speed amplified dual turbine wheel wave energy converter,
Applied Energy, 2021, 117423, ISSN 0306-2619,
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.117423