Energias Renováveis: Eólica e Hídricaprojfeup/submit_16_17/uploads/relat_1M01... · Uma central hidroelétrica, mais conhecida como barragem, é instalada no curso de um rio e,

Energias Renováveis: Eólica e Hídrica

2016/2017

Mestrado Integrado de Engenharia Mecânica

Estudantes:

Eduardo Nunes, [email protected]

Francisco Amaro, [email protected]

Júlio Pancrácio, [email protected]

Luís Freitas, [email protected]

João Joanes, [email protected]

1M1_02

Orientador:

Teresa Duarte

Monitor:

Daniel Almeida,

31/10/2016

Projeto FEUP Energias Renováveis: Eólica e Hídrica

2

Resumo

Ao longo deste relatório, será desenvolvido, de forma abrangente e completa, o tema proposto,

para a disciplina do projeto FEUP, energias eólica e hídrica. Este tema tem um papel fulcral na

compreensão da sociedade contemporânea e futura. Ao longo do tema, serão abordados um

alargado conjunto de tópicos. Primeiramente, abordaremos a constituição e funcionamento das

estruturas de aproveitamento energético e a sua ligação com a profissão de engenheiro

mecânico, passando depois, para a análise das condições mais favoráveis para a criação destas

estruturas. Seguidamente, para além de uma visão mais económica, onde analisaremos os custos

da exploração deste tipo de energias, focaremos ainda as nossas atenções para os impactos

positivos e negativos das energias renováveis na natureza e na sociedade. Por fim, finalizaremos

o relatório explorando o investimento das energias eólica e hídrica em solo nacional, referindo

exemplos de importância.

Palavras Chave

Custos; Rendimento; Impactos; FEUP; Energia Eólica; Energia Hídrica; Vantagens e

Desvantagens; Investimento


3

Agradecimentos

Na realização deste trabalho, integrado no plano curricular do Projeto FEUP, todo o processo de

criação do mesmo envolveu uma interação que foi para além dos membros do grupo de trabalho.

Deste modo, torna-se imperativo destacar que este projeto foi feito em conjunto, com a

contribuição de diferentes membros da comunidade educativa da faculdade e não só. Este apoio

começou desde logo no primeiro dia de aulas, onde se deu a início uma semana exclusiva

dedicada ao Projeto FEUP.

Todas as palestras que foram apresentadas representaram passos importantes na compreensão

da realidade e exigência associada ao ensino universitário. Nelas foram fornecidas ferramentas

importantes para a realização do trabalho, pelo que vimos por este meio agradecer a todos os

oradores e participantes que aí participaram.

Para além disso, e por último, é imprescindível agradecer à professora Teresa Duarte e ao monitor

Daniel Almeida não só por todo o apoio prestado e pelos valorosos conhecimentos que

prestaram, mas também pela disponibilidade disposta na abordagem de todos os assuntos

relacionados com o tema.


4

Índice

1. Introdução ............................................................................................................................. 5

2. Constituição e funcionamento das estruturas de aproveitamento energético ..................... 6

2.1. Energia Eólica ...................................................................................................................... 6

2.2. Energia Hídrica .................................................................................................................... 9

3. A importância da engenharia mecânica .............................................................................. 10

4. Condições para aproveitamento de Energia Eólica ............................................................. 11

5. Condições para aproveitamento de Energia Hídrica ........................................................... 14

6. Custos da energia eólica ...................................................................................................... 16

7. Desvantagens na utilização de energias renováveis (eólica e hídrica) ................................. 18

7.1. Hídrica ............................................................................................................................... 18

7.2. Eólica ................................................................................................................................ 21

8. Vantagens na utilização de energias renováveis (eólica e hídrica) ...................................... 23

8.1. Criação de riqueza ............................................................................................................ 23

8.2. Criação de emprego .......................................................................................................... 24

8.3. Redução da emissão de gases dos combustíveis fósseis .................................................. 25

8.4. Redução das importações e da dependência energética ................................................. 26

9. Energia hídrica e eólica em Portugal ................................................................................... 28

9.1. Energia Hídrica ............................................................................................................. 28

9.1.1. Evolução da hidroeletricidade em Portugal ............................................................... 28

9.1.2. Potencial hidroelétrico em Portugal .......................................................................... 30

9.2. Energia Eólica .............................................................................................................. 31

9.2.1. Evolução da energia eólica em Portugal ........................................................................ 31

9.2.2. Potencial de energia eólica em Portugal.................................................................... 35

10. Conclusão ........................................................................................................................ 36

11. Bibliografia ....................................................................................................................... 37


5

Introdução

Desde a primeira revolução industrial que o consumo e exploração dos combustíveis fósseis têm

vindo a aumentar exponencialmente a nível mundial. Surgiu então a necessidade de procurar

novas fontes de energia, assim as energias renováveis são um tema relevante, quer do ponto de

vista económico, quer ambiental. A utilização destes recursos tem vindo a aumentar com o

desenvolver das tecnologias neles empregues, de modo a permitir que as dificuldades na sua

exploração diminuam e tornem mais rentáveis e aliciantes para um investimento capaz de

revolucionar esta área.


6

Constituição e funcionamento das

estruturas de aproveitamento energético

2.1. Energia Eólica

A energia eólica é aproveitada através de turbinas eólicas, situadas geralmente em zonas de

elevada altitude. Embora existam diversos tipos de aerogeradores (figuras 1 e 2), o modelo mais

utilizado na atualidade é a turbina com torre tubular e eixo de rotor horizontal.

Figura 1: Turbina de eixo horizontal Figura 2: Turbina de eixo vertical


7

Na figura 3 é possível perceber quais os componentes internos e externos de uma destas

turbinas.

Estas infraestruturas estão divididas em três componentes: o rotor, a cabina ou nacelle e a torre,

tendo cada uma função específica e fundamental para o bom funcionamento da turbina.

O rotor, constituído por duas ou mais pás, é o elemento principal da estrutura, uma vez que é

este que começa a transferência de energia do vento para os geradores, onde é gerada a

eletricidade. Estas pás têm que aliar a maior área de contacto com o vento e o menor peso

possível, de modo a que possam otimizar a produção de energia cinética. Os materiais escolhidos

para a construção dos rotores são os compostos sintéticos (plásticos), por serem leves e bastante

moldáveis. São também muito utilizadas nas turbinas de grande dimensão o aço e as ligas de

alumínio. Apesar disto, “a tendência atual aponta para o desenvolvimento na direção de novos

materiais compósitos híbridos, por forma a tirar partido das melhores características de cada um

dos componentes, designadamente sob o ponto de vista do peso, robustez e resistência à fadiga.”

[2].

Figura 3: Estrutura interna de uma turbina elétrica 1. Fundação (alicerces) 2. Transformador e ligação à rede elétrica 3. Torre 4. Escada de acesso 5. Mecanismo de orientação direcional 6. Cabina ou nacelle 7. Gerador 8. Anemómetro 9. Travão 10. Caixa de velocidades 11. Pá 12. Eixo de rotação da pá 13. Cubo das pás


8

No entanto, é na cabina que se situa toda a “tecnologia” que permite esta máquina funcionar de

forma (quase) autónoma. Se quisermos alinhar os componentes por ordem a partir do rotor,

obtemos o veio principal, onde também se encontram os travões hidráulicos, a caixa de

velocidades ou multiplicador, que vai aumentar o número de rotações do eixo, e por fim os

geradores. Num patamar diferente encontra-se um mecanismo de orientação direcional, os

sensores de vento (anemómetro) e um pára-raios.

Por fim, a torre, que tem como função suportar o peso da cabina e rotor, tal como possíveis

condições atmosféricas adversas, mas também tem que elevar o mesmo rotor a uma altitude em

que a velocidade do vento seja superior.

Estas torres têm geralmente mais de 50 metros de altura e uma forma tubular, e são fabricadas

em aço ou betão.

Olhando para a forma como funciona uma turbina eólica, podemos dizer que internamente é

como um carro elétrico invertido. No carro, a bateria fornece energia elétrica a uma caixa de

velocidades, que está ligada a um eixo que faz girar as rodas. Por outro lado, na turbina, tudo

começa no movimento do rotor, por ação do vento, que faz rodar o veio principal de baixa

rotação, ligado à caixa de velocidades, onde esta rotação é acelerada e passada para um segundo

eixo mais pequeno, de alta rotação, que está ligado ao gerador, onde é transformada a energia

elétrica.

Figura 4: componentes internos da cabina


9

O funcionamento desta estrutura não era rentável nem seguro sem dois componentes: os travões

hidráulicos e o mecanismo de orientação direcional. Por um lado, os travões permitem que

quando a velocidade do vento é muito elevada, o rotor pare, evitando assim situações em que a

rotação leva a desequilíbrios que podem que podem culminar no colapso da estrutura. No caso

de os travões hidráulicos atuam no veio principal, e no caso de falharem, existe um travão

mecânico de disco que é utilizado como recurso, em situações de emergência. Por outro lado, o

mecanismo de orientação direcional deteta através de sensores exteriores a direção do vento, e

permite a rotação da cabina e do rotor, de modo que esta esteja sempre contra o vento,

maximizando a sua eficiência.

2.2. Energia Hídrica

A energia hídrica é atualmente aproveitada através de centrais hidroelétricas instaladas nos

cursos dos rios. À semelhança do que acontece nos aerogeradores com o vento, estas centrais

transformam a energia potencial da água em eletricidade. Na figura 5 podemos observar um

exemplo de uma central hidroelétrica em Portugal

Uma central hidroelétrica, mais conhecida como barragem, é instalada no curso de um rio e,

através de consecutivas retenções e descargas de água, gera energia elétrica.

A barragem hidroelétrica consiste num paredão que acumula a água a montante, nas albufeiras.

Isto permite que com a água, seja acumulada energia potencial. Ao longo do paredão existem

portas estanques que, quando abertas, permitem que a água escoe por canais até às turbinas,

máquinas rotativas que são acionadas pela energia criada pela queda da água nas suas pás. Estas

turbinas estão ligadas a alternadores, e o seu movimento faz o alternador gerar energia elétrica,

que é conduzida através da rede elétrica para as centrais elétricas, para ser posteriormente

distribuída. Na figura 6 podemos observar o esquema de funcionamento interno de uma central.

Figura 5: Barragem da Aguieira [3].


10

A importância da engenharia mecânica

O vasto conjunto de competências que um engenheiro mecânico adquire torna-o num elemento

indispensável para qualquer projeto ligado a energias renováveis. Espera-se que um engenheiro

mecânico seja capaz de aplicar os seus conhecimentos técnicos de maneira a analisar e

interpretar cada caso específico de aproveitamento de energias renováveis, e posteriormente

projetar e construir a infraestrutura que melhor se enquadra na zona.

Sendo a engenharia mecânica uma profissão com uma rede de conhecimentos muito vasta, um

profissional deste ramo tem um conjunto imenso de competências fundamentais ao

desenvolvimento deste tipo de infraestruturas.

Na área da energia, cabe a este analisar qual o potencial de uma possível intervenção, por

exemplo: onde instalar aerogeradores numa serra, de modo otimizar a produção de energia com

o mínimo impacto ambiental possível, ou então em que zona de um rio se deve instalar uma

barragem, de modo que, mais uma vez, a produção de energia seja otimizada, mas seja tido em

conta também o impacto que esta obra vai ter na população local e na Natureza.

Na área da produção e posterior gestão da mesma, o engenheiro mecânico deve ser capaz de

desenhar e encontrar os materiais certos para cada peça, de modo que aliem um custo de

produção reduzido a uma durabilidade alta, minimizando os riscos de acidente e os custos de

manutenção. Cabe também a este gerir a logística de cada projeto.

Por fim, a área da investigação. O desenvolvimento de novas tecnologias e a aplicação de novos

materiais às infraestruturas relacionadas com as energias renováveis (p.e. novos compósitos para

as pás dos rotores dos aerogeradores) são fundamentais para a criação de um futuro sustentável

para a população mundial.

Figura 6: Ilustração do funcionamento de uma central hidroelétrica [1].


11

Desta forma, podemos concluir que a engenharia mecânica tem um papel fundamental no

desenvolvimento e aproveitamento de energia limpa, num Mundo cada vez mais dependente das

energias renováveis, e consequentemente, dos engenheiros mecânicos [1,2].

Condições para aproveitamento de Energia

Eólica Um dos atuais modos de obtenção de energia renovável é a energia eólica, que utiliza a força do

vento para gerar energia elétrica. Atualmente, essa fonte renovável tem uma enorme

participação na produção total de energia elétrica em Portugal.

Para que seja possível produzir energia eólica, a localização dos aerogeradores é fundamental,

uma vez que instalados nos locais ideais são mais eficazes na produção de energia elétrica. Os

dois fatores essenciais na produção de energia eólica são a velocidade dos ventos e a altitude da

sua localização. Em Portugal observamos que os parques eólicos estão distribuídos de modo a

obedecer a ambos os fatores, uma vez que a maioria dos aerogeradores portugueses estão

localizados no centro e norte do país onde se encontram as cadeias montanhosas com ventos de

intensidade favorável.

Figura 7: gráfico das diferenças de altitude [4] Figura 8: velocidade do vento[5]


12

Ao analisar a figura 9 verifica-se os parques eólicos localizados em locais de maiores altitudes e

ventos constantes possuem uma potência maior do que aqueles que não se encontram nas

mesmas condições.

A produção de energia eólica divide-se em dois ramos principais a marítima (figura 11) e a

terrestre (figura 10), atualmente todos os aerogeradores em pleno funcionamento em Portugal

são terrestres, ou seja, estão situados no continente. Os aerogeradores marítimos, estão situados

no oceano sendo pouco exploradas em Portugal, no entanto este ano a primeira fase de teste de

um aerogerador marítimo terminou com bons resultados, o que futuramente poderá gerar

resultados bons para o país, pois Portugal desfruta de uma grande área oceânica, com grande

abundância de ventos onde poderá explorar esta forma de energia limpa.

Figura 9: parques eólicos [6]


13

Figura 10: aerogeradores terrestres [7]

Figura 11: aerogeradores marítimos [8]


14

Condições para aproveitamento de Energia

Hídrica

Quando se fala em energias renováveis, não podemos deixar de falar da energia hídrica, esta não

só é gerada através das barragens, como também das marés, e tem papel fundamental na energia

total produzida em Portugal. De acordo com a Associação de Energias Renováveis (APREN), no

primeiro trimestre de 2016 a rede hídrica de produção de energia foi responsável por 41.7% de

toda energia (figura 12).

Portugal dispõe de uma rede hídrica que proporciona a utilização de barragens para produção de

energia, mesmo não possuindo muitos rios propícios a tal. Apesar disso, os rios principais são

muito bem aproveitados, por exemplo o rio Douro com oito barragens, gerando

aproximadamente 6.471 GWh anualmente. De acordo com a Energias de Portugal (EDP) Portugal

conta com 72 barragens produtoras de energia.

Janeiro a março 2016

Figura 12: Percentagem de utilização dos diferentes tipos de energia [9].


15

Portugal uma vez mais possui condições, não só para aproveitar os seus rios, como também o seu

vasto oceano, pois as zonas costeiras portuguesas têm condições favoráveis para o

aproveitamento da energia das marés e também das ondas. No entanto, este tipo de

aproveitamento de energia ainda se encontra em fase de desenvolvimento e testes, mas Portugal

destaca-se como país pioneiro, dado que foi o primeiro a instalar equipamentos capazes de

transformar o movimento das ondas em energia, por exemplo o parque de Ondas da Aguçadoura.

Figura 13: Parque de ondas Aguçadora [10].

Figura 14: Barragem do Alqueva [11].


16

Custos da energia eólica A energia eólica, apesar de não ser afetada pelas flutuações nos preços dos combustíveis,

apresenta-se como uma tecnologia de elevado investimento inicial, quando comparada com as

tecnologias convencionais de combustão fóssil, onde os custos para operação são substanciais.

De acordo com a Associação Europeia de Energia Eólica (EWEA, na sigla Inglesa), a instalação de

uma turbina eólica estandardizada de 2 MW na Europa custa em média 1,228 Milhões de €/ MW,

sendo que 75% desse investimento é efetuado na turbina e nos seus componentes.

Tabela com dados de 2008

Figura 15: [12]

Video wind europe

Figura 16: Investimento anual em energia eólica 2010-15 [13].


17

Hoje em dia começam a surgir, no norte da Europa, parques eólicos no mar, os chamados

"parques offshore". Em Portugal, o facto da plataforma costeira afundar muito rapidamente

dificulta, por enquanto, a instalação deste tipo de parques. Os aerogeradores de eixo horizontal

são constituídos por uma torre metálica com uma altura que pode oscilar entre 25 e 80 m e por

turbinas com duas ou três pás, cujos diâmetros do rotor se situam em valores idênticos à altura

das torres. As turbinas de última geração têm uma capacidade de produção de energia de 1.6 a

5 MW. Os rotores que atualmente são utilizados para a produção comercial de eletricidade

apresentam coeficientes de potência máximos compreendidos entre 0,4 e 0,5 (rendimentos

entre 65% e 85%) [14].

Adaptado do US DOE

Fonte da Energia

Custo($/kWh)

Carvão 0.09-0.15

Gás Natural 0.07-0.14

Nuclear 0.095

Eólica 0.07-0.20

Painéis Fotovoltaicos

0.125

Solar Térmica 0.24

Geotérmica 0.05

Biomassa 0.10

Hídrica 0.08 Figura 17: custos dos diferentes tipos de energia [15]

Figura 18: [16]

http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/electricity_generation.pdf


18

Desvantagens na utilização de energias

renováveis (eólica e hídrica)

7.1. Hídrica

A energia hídrica é a maior fonte de energia renovável no mundo, sendo o seu impacto ambiental

substancialmente reduzido, quando comparado com os combustíveis fosseis. Apesar disso, a

construção de estruturas, capazes de aproveitar a energias dos cursos de água, implicam um

enorme leque de alterações, não só ambientais, como sociais.

A construção destas megaestruturas cria uma perturbação no equilíbrio do ecossistema, pondo

em causa o seu correto funcionamento, trazendo problemas:

O impacte sobre os ecossistemas aquáticos, pois, apesar de minimizados com a

construção de sistemas de transposição para peixes (figura 19) [17], ou até mesmo de

transposição manual [18], criam um perigo para peixes e outros organismos, podendo

estes ser feridos ou mesmo mortos pelas laminas das turbinas.

Figura 19: Sistema de transposição para peixes [19]


19

Além dos perigos diretos criados por estas estruturas, outros seres vivos podem ser

afetados pelo seu funcionamento. Com a criação de uma albufeira a montante da

barragem, a acumulação de água estagnada leva ao aumento dos sedimentos e dos

nutrientes, criando um nicho ecológico perfeito para o aparecimento de algas

perturbadoras do ecossistema (figura 20).

Por fim, com o aumento do nível de água na barragem, os seus operadores serão

obrigados a libertá-la em grandes quantidades. Esta água é, por norma, mais fria e com

menor concentração de oxigénio dissolvido, o que poderá afetar de forma massiva o

equilíbrio do ecossistema (flora e fauna) a jusante da barragem [21].

Figura 20: Albufeira infestada por algas [20]


20

Estas grandes estruturas, para além de afetarem a natureza, também têm impacte social e

demográfico nas populações humanas das zonas envolventes. Com a criação de uma barragem é

necessário a destruição de uma ampla área, dependendo das caraterísticas do relevo e da

quantidade de energia que se pretende produzir. A criação de uma albufeira tem um impacto

ambiental extremo, destruindo habitats e terrenos agrícolas. Em certos casos, pode levar à

completa deslocalização de uma determinada comunidade, como sucedido durante a construção

da Barragem das Três Gargantas no rio Yang-tsé (figura 21). Esta barragem, a maior do mundo,

levou a deslocalização de mais de 1.2 milhões de pessoas, inundando 13 cidades, 130 vilas e 1.350

aldeias, onde foram violados os direitos humanos, existindo imensas dificuldades em relocalizar

as populações afetadas, por este reservatório com mais de 600 km de comprimento [22].

Figura 21: Barragem das Três Gargantas [23]

https://pt.wikipedia.org/wiki/Yang-ts%C3%A9


21

7.2. Eólica

A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, no

entanto, hoje em dia, a sua produção inconsistente, com custos avultados, dificulta uma

implementação e desenvolvimento monetariamente sustentável. Ao contrário da energia hídrica,

a energia eólica é menos lesiva para o meio ambiente. Infelizmente, não é perfeita, trazendo

problemas dificílimos de solucionar, tais como:

A existência de um impacto visual na paisagem (figura 22), afetando, nas proximidades,

os moradores, não só pelo seu impacto visual, mas também pela produção de poluição

sonora (43dB), sendo, por isso, obrigatório todas as habitações se encontrarem, no

mínimo, a 200 metros dos aerogeradores [24].

Figura 22: Impacto visual dos aerogeradores na paisagem [25]


22

O impacto sobre as aves locais, pois criam obstáculos estranhos ao seu voo, podendo

estas colidir com os aerogeradores. Por outro lado, interferem, de uma forma ainda sem

explicação bem definida, com o ciclo migratório de certas aves e mamíferos (figura 23)

[26].

A sua inconsistência em termos de produção de energia, pois, apesar de se encontrar em

locais estratégicos, para uma melhor rentabilização da produção de energia, o vento é

um fator natural independente da vontade do homem, não podendo assim ser

controlado. Isto, torna a produção de energia eólica, atualmente, um método com

elevado risco de investimento [28].

Figura 23: Impacto dos aerogeradores na vida selvagem [27]


23

Vantagens na utilização de energias

renováveis (eólica e hídrica)

Por outro lado, a criação de novas formas de produção de energia, como o caso da energia hídrica

e eólica, trás vantagens, direta e indiretamente, a curto prazo, tais como: criação de riqueza (PIB),

de emprego, redução da emissão de gases com efeito de estufa, redução das importações,

redução da dependência energética [29].

8.1. Criação de riqueza

As energias renováveis resultaram no aumento da contribuição direta e indireta para o PIB, que

representará cerca de 3.800 milhões de Euros em 2020, mais de 4.300 Milhões de Euros em

2030 e excederá os 5.400 milhões de euros no cenário exportador. Podendo deduzir destes

dados, que se trata de um ramo do investimento em crescimento (figura 24).

Figura 24: Contribuição das energia renoveis no PIB [30]


24

8.2. Criação de emprego

Com o investimento na área das energias renováveis, novas estruturas vão sendo

contruídas. Estas construções aumentam a necessidade de funcionários, não só para as

operarem, mas também para ajudar no desenvolvimento de mecanismos que as tornem

mais rentáveis (figura 25).

Figura 25: Criação de emprego pelas energias renováveis [31]


25

8.3. Redução da emissão de gases dos combustíveis fósseis

Com o investimento nas energias renováveis, a dependência pelos combustíveis

fosseis diminuirá. Isto levará, não só ao encerrar de muitas centrais a carvão,

sendo apenas permitido gás natural, mas também à diminuição das emissões de

CO2 para a atmosfera (figura 26).

Figura 26: Evolução das emissões evitadas através da implementação de alternativas renováveis [32]


26

8.4. Redução das importações e da dependência energética

Através do investimento em energias renováveis, grande parte dos países, deixou de

estar tão dependente dos países produtores de combustíveis fosseis. Assim, estes

países puderam fortalecer as suas economias e torná-las mais independentes

(figuras 27, 28).

Figura 27: Evolução da taxa de dependência energetica [33]


27

Figura 28: Custos evitados na importação de combustíveis fosseis [34]


28

Energia hídrica e eólica em Portugal

9.1. Energia Hídrica

9.1.1. Evolução da hidroeletricidade em Portugal

O uso da hidroeletricidade em Portugal iniciou-se no final do século XIX. A introdução à utilização

desta nova “tecnologia” para obter energia elétrica teve como causa a necessidade de alimentar

pequenas instalações de iluminação de espaços públicos e industriais. Mais concretamente, a

primeira central de hidroelétrica foi instalada em março de 1894 no poço do Aguieirinho, em Vila

Real, que era potenciada pelas águas do rio Congo. Contudo, esta primeira experiência

disponibilizava uma pequena potência energética de 120 KW.

No entanto, apenas por volta de 1920 se instalou de forma permanente o facto de que a energia

hídrica seria uma fonte considerável para a produção de energia em Portugal, com a criação de

centrais hidroelétricas e dimensões superiores àquela que se instalou inicialmente, com o intuito

de atingir alguns objetivos ao nível da produção industrial. Dessas mesmas centrais construídas

em 1920, destacava-se a central de Lindoso, que fornecia uns aceitáveis 28 MW de energia.

Todos estes pequenos passos foram dando outra importância à energia hídrica em Portugal.

Porém, foi na década de 50 que se deu o maior salto rumo à consolidação da hidroeletricidade

no país como uma fonte de energia fundamental. Este enorme avanço deveu-se ao professor

Ferreira Dias, ao afirmar que “… (Base II) a produção de energia elétrica será principalmente de

origem hidráulica. As centrais térmicas desempenharão as funções de reserva e apoio,

consumindo os combustíveis pobres na proporção mais económica e conveniente.”.

Nesse sentido, foi feita uma enorme revolução no país, procedendo-se à criação de inúmeras

centrais de hidroeletricidade, de onde se destacam as construções nos rios Cávado, Zêzere e

Douro, que se permitiam a produção de 1040 MW de energia. Todos estes esforços foram o

impulso que levou a que a energia hídrica representasse, em certa altura, 95% da energia elétrica

produzida a nível nacional. Esta mesma evolução estonteante prosseguiu-se ate à década de 90,

quando houve uma ligeira estagnação, devido à falta de novas iniciativas de construções.

Mais tarde, em 1997, o protocolo de Quioto estabeleceu que, devido ao aumento da emissão de

gases que contribuíam para o efeito de estufa, os países da União Europeia deveriam trabalhar

em prol de:

reforço da participação das energias renováveis;

liberalização do mercado da eletricidade, desde a produção até à comercialização;

promoção da eficiência energética e da utilização racional da energia;

reorganização das normas fiscais aplicáveis;

utilização crescente de biocombustíveis e de eletricidade nos transportes.

Neste sentido, em Portugal, estabeleceu-se que até 2020, as energias hídrica e eólica

deveriam assegurar 63% da produção de energia elétrica em Portugal [35, 36, 37].


29

Figura 29

Figura 30: criação de barragens em Portugal


30

9.1.2. Potencial hidroelétrico em Portugal

Sendo que a capacidade para se instalar centrais hidroelétricas está dependente da

orografia do território, o potencial hidroelétrico está diretamente relacionado com a

capacidade de escoamento de uma determinada região e com os recursos hídricos

superficiais que se encontram disponíveis.

Neste sentido, é possível inferir que em Portugal continental o escoamento varia

muito acentuadamente de umas regiões para outras, sendo que nas zonas altas do

Noroeste do país este chega a ultrapassar os 2200 mm anuais, enquanto que nas

superfícies planas do Alentejo por vezes não chega aos 50 mm anuais.

Figura 31: Produção elétrica das barragens portuguesas [38]


31

Para além disso, verifica-se também uma grande variabilidade temporal no escoamento, tendo

em conta que os meses mais húmidos do ano representam em média 90% do escoamento

anual.

Relativamente aos recursos hídricos superficiais, existe, em média, uma disponibilidade de 385

mm anuais.

O potencial desta fonte de energia elétrica foi também, de certa forma, promovido pelas

normas impostas pela União Europeia que possibilitam que os países utilizem os seus recursos

hídricos de forma maioritariamente livre, desde que sustentável, com preocupações sociais e

económicas.

Para analisar as perspetivas de desenvolvimento da energia hidroelétrica enquanto fonte de

energia elétrica em Portugal e para materializar essa mesma avaliação do potencial em

números, foi feito um estudo dos rios portugueses e das suas bacias hidrográficas e,

consequentemente, das hipotéticas implantações que aí se poderiam fazer e dos possíveis

rendimentos energéticos que adviriam. Desta forma, chegou-se à conclusão de que existe um

potencial hidroelétrico teórico de 32 100 GWh e num potencial efetivo de 13 900 GW [39, 40,

41].

9.2. Energia Eólica

9.2.1. Evolução da energia eólica em Portugal

Em Portugal, a energia eólica ganhou importância numa fase mais tardia que nos restantes países

europeus. No final da década de 70, países como Alemanha, Dinamarca, Holanda e a vizinha

Espanha eram dos mais produtores de energia eólica na Europa, com potências de energia a

variar entre os 360 e os 15 MW, Portugal produzia uns meros 2MW de energia. Neste panorama,

tendo em conta que a Europa contribuía para 25% da potência eólica mundial, pode-se concluir

que Portugal se encontrava muito pouco desenvolvido, situando-se a léguas de distância do nível

de desenvolvimento de Espanha.

No entanto, apesar de algo tardio visto no contexto dos outros países, o desenvolvimento no

capítulo da energia eólica nacional acabou por surgir de forma exponencial. Em 1989, fruto desse

desenvolvimento, foi atribuído o primeiro certificado verde de energia eólica em Portugal, na ilha

de Santa Maria, nos Açores. O conceito de “Certificado Verde” foi criado com o intuito de

promover o uso de energia elétrica através de energias renováveis, e foi visto na altura como uma

reflexão da qualidade representada nos nove aerogeradores presentes no parque eólico em

questão. A principal causa para este enorme desenvolvimento ao nível da produção de energia

eólica relaciona-se com a restruturação do setor elétrico que começou em 1995.

A instauração de programas como o Programa Energia e o Programa E4 - Eficiência Energética e

Energias Endógenas e a declaração de legislações que foram sendo publicadas nos anos seguintes

ajudaram para que o objetivo expresso de fazer crescer o peso das energias renováveis no país.

Para além disso, tal como se pode verificar no caso da energia hídrica, o Protocolo de Quioto

também ajudou à crescente importância das energias renováveis no país.


32

O crescimento foi repentino e abrupto, especialmente no Norte e Centro do país, em particular

na primeira década do novo milénio. Entre 2001 e 2007, o a potência eólica instalada aumentou

cerca de 65% ao ano, sendo que no período 2003-2004 elevou para mais do dobro. O

desenvolvimento ocorreu de tal forma que nos finais de 2007, Portugal já ocupava a 6ª posição a

nível mundial de potência eólica instalada. Nessa mesma altura, já havia uma dispersão

equilibrada por todo o território nacional de parques eólicos e em 2008 a energia eólica passou

a representar aproximadamente 25% da energia produzida por energias renováveis.

Figura 32: [42] Figura 33

Figura 33: Parques eólicos portugueses [43]

Figura 34: [44]


33

O enorme salto que ocorreu neste período já vinha sendo previsto e

antecipado, algo que se pode comprovar, por exemplo, num artigo do

jornal “O Público” em 2002, em que o seu autor, Ricardo Garcia,

afirmou o seguinte: “A evolução da energia eólica em Portugal está

quase toda concentrada nos últimos quatro anos. E o salto maior ainda

está por vir - e não por acaso. Por um lado, o país é obrigado a isto,

por força de uma diretiva comunitária, segundo a qual, até 2010, 39

por cento de toda a eletricidade produzida em Portugal terá de vir de

fontes renováveis - como a água dos rios, as correntes de ar, os raios

do sol ou a força das ondas. As novas hidrelétricas planeadas para os

próximos anos, mesmo que venham todas a ser construídas, não darão

conta do recado. E, segundo a Associação Portuguesa de Produtores

Independentes de Energia Elétrica de Fontes Renováveis (Apren), é no

vento que se poderá ir buscar a parcela que falta. Por outro lado, para

cumprir a meta nacional de energias limpas até 2010, o Governo tem

reforçado os apoios e atenuado as barreiras ao desenvolvimento dos

parques eólicos.”

O peso da energia eólica na produção de energia elétrica continua a

aumentar, uma vez que atualmente, os recursos energéticos mais

consumidos, como o carvão e o petróleo, têm vindo a escassear e o

país encontra-se frágil economicamente, pelo que não pode existir

dependência energética, visto que isso apenas traria mais custos.

Atualmente, Portugal já quase que atingiu o seu limite de capacidade

eólica. Através da análise dos locais com viabilidade económica e

geomorfológica para se instalarem parques eólicos, chegou-se à

conclusão de que o país tem ainda um potencial sustentável de mais

de 5000 MW de energia.

A evolução até ao presente foi de tal forma grande que metade da

potência instalada em Portugal vem das energias renováveis e chega

a haver “…dias em que a totalidade do consumo no país foi abastecida

a partir de energias renováveis”, afirma Teresa Ponce de Leão em

declarações ao jornal “O Público”. Para além disso, constata que a

inevitável evolução da tecnologia irá possibilitar tirar mais proveito dos

parques eólicos. Este enorme avanço ao nível da energia eólica foi de

tal forma importante que múltiplos artigos de jornal

constataram isso mesmo [LUSA. (2015)]. Portugal quase esgota

energia eólica, por explorar a energia solar [Público].

Figura 35:

Figura 36

Figura 37


34

Atualmente, em Portugal, a maioria dos parques eólicos estão assentes no Norte do país, uma

vez que é a região do país com mais montanhas e onde o vento é mais regular. Recentemente,

um estudo realizado pela DGEG-Direção Geral de Energia e Geologia- chegou à conclusão de que

em 2013 existiam já 2627 aerogeradores dentro dos 228 parques eólicos existentes, pelos quais

está distribuído uma potência total de energia de 4708,6 MW [45].

Figura 38: [46]

Figura 39: Energia eólica na costa portuguesa [47]


35

9.2.2. Potencial de energia eólica em Portugal

Devido à sua localizção geográfica e à sua geomorfologia, em Portugal a produção de energia

eólica só é rentável com a instalção de aerogeradores e parques eólicas em montanhas. Isto deve-

se ao facto de serem esses os únicos locais onde o vento é suficientemente regular e onde a

velocidade do mesmo é adequada para atingir os objetivos em causa. Um valor para aquela que

deve ser a velocidade do vento que esteja a alimentar os aerogerador é, aproximadamente, uma

velocidade média anual de 15 km/h.

Tendo em conta que o território nacional possui uma maior densidade de zonas montanhosas a

norte do rio Tejo, é essa a zona que disponibiliza uma maior potência de energia eólica. Para além

disso, apesar da extensa planície que representa o Alentejo, também existem algumas, ainda que

raras, zonas no sul do país com algum relevo a nível de altitude. Exemplos disso são a costa

Vicentina e a Ponta de Sagres.

Uma vez que Portugal é um país com algumas dificuldades económicas, a escolha dos locais onde

se instalam parques eólicos deve ser ponderada. Para além das barreiras impostas pelas reservas

naturais existentes e pelas zonas onde não é legalmente possível construir parques eólicos, deve-

se também potenciar ao máximo os aerogeradores, procurando instalá-los em zonas onde a

velocidade de vento [48].

Figura 40: Diferença de altitude no território português


36

Conclusão

Com o desenvolvimento deste projeto, podemos concluir que tanto a energia eólica, como a

hídrica são muito importantes, não só porque geraram energia através meios não poluentes, mas

também por beneficiarem todo país socialmente e economicamente. Isto, por serem energias

que para além de criarem uma fonte de emprego são mais baratas e menos poluentes. Outro

fator a destacar no relatório é o bom aproveitamento que Portugal faz das suas condições

geográficas, para a produção de energia sustentável, dado que o país possui regiões propícias

para a construções de estruturas capazes de produzir energia através de recursos sustentáveis.

Portugal tem se tornando referência no que trata à utilização de energias limpas, tanto por ser

pioneiro na implementação de estruturas que permitem o aproveitamento da energia criada

pelas, mas também por ser um dos maiores produtores de energia eólica.


37

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8-https://it.wikipedia.org/wiki/Vestas_V90-3MW#/media/File:Off-shore_Wind_Farm_Turbine.jpg

9-REN, Análise APREN

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11-https://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem_de_Alqueva#/media/File:Alqueva_dam.JPG

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13-https://www.youtube.com/watch?v=zqa-vfCnD-Y

14-https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/58144/1/000143461.pdf

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17-https://sigarra.up.pt/flup/pt//pub_geral.show_file?pi_gdoc_id=62097

18-http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n030311/031104.pdf

19https://www.flickr.com/photos/soldon/5658874977

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23-https://www.google.pt/search?as_st=y&tbm=isch&hl=pt-

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38

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27--https://www.google.pt/search?as_st=y&tbm=isch&hl=pt-

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setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-no-pib-2/evolu-o-da-contribui-o-do-setor-da-

eletricidade-renov-vel-para-o-pib-m/


setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-no-pib-2/evolu-o-da-contribui-o-do-setor-da-

eletricidade-renov-vel-para-o-pib-m/


setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-no-emprego-2/evolu-o-do-emprego-gerado-pelo-

setor-da-eletricidade-renov-vel/


setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-ambiental-2/evolu-o-das-emiss-es-evitadas-pela-

eletricidade-renov-vel/


setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-na-depend-ncia-energ-tica-2/evolu-o-da-taxa-de-

depend-ncia-energ-tica/


setor-da-eletricidade-de-origem-renov-vel-em-portugal-2/impacto-na-depend-ncia-energ-tica-2/evolu-o-dos-custos-

evitados-em-importa-es-de-combust-veis-f-sseis-m/

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39

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