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Licenciatura em Engenharia de Energias Renováveis
Prática de Sistemas Energéticos
2013/2014
Estudo do Recurso no Parque Eólico
da Ilha de Santa Maria
Ricardo Andrade, nº 29592
EDA “Eletricidade dos Açores”
Orientador: Paulo Canhoto
1
2
Índice Geral
Resumo .......................................................................................................................................... 4
Agradecimentos ............................................................................................................................. 5
1. Introdução ............................................................................................................................. 6
1.1 Aposta na Energia Eólica nos Açores .................................................................................... 6
1.2. Organização do relatório ........................................................................................................ 7
2. Caracterização do parque eólico da Ilha de Santa Maria ...................................................... 8
2.1. Localização e condições da zona envolvente ......................................................................... 8
2.2. Especificações dos Aerogeradores ................................................................................... 10
3. Avaliação do recurso e da produção de energia eólica........................................................ 12
3.1. Velocidade média do vento .................................................................................................. 12
3.2. Distribuição de velocidade e Densidade de Probabilidade de Weibull ............................ 13
3.3. Distribuição da Direção do Vento .................................................................................... 14
3.4. Avaliação da produção de energia eólica ............................................................................. 16
3.4.1. Produção anual e mensal de energia.................................................................................. 16
3.4.2. Produção de energia por setor de direção do vento ........................................................... 20
4. Estimativa da produção de energia para 2014 ..................................................................... 22
5. Conclusões ...................................................................................................................... 26
Bibliografia ............................................................................................................................. 28
Referências .............................................................................................................................. 29
Anexos..................................................................................................................................... 30
3
4
Resumo
Com o intuito de ganhar alguma experiência profissional, aproveitei a
oportunidade de realizar um estágio proposto pelo Governo dos Açores que em conjunto
com a devida autorização da empresa EDA (Eletricidade dos Açores) me foi possível
concretizar. Este realizou-se na Central Termoelétrica da ilha de Santa Maria nos Açores,
tendo uma duração de um mês preenchido com trinta e cinco horas semanais.
O trabalho desenvolvido na empresa consistiu principalmente na recolha e análise
de dados de velocidade e direção do vento desde o ano 2003 até 2010, bem como a
elaboração de uma estimativa da produção de energia para 2014 com a instalação de dois
novos aerogeradores no Parque Eólico da ilha, bem como a redução dos gastos com o
gasóleo utilizado na Central Termoelétrica.
No decorrer deste estágio houve uma oportunidade única de conhecer a cabine dos
aerogeradores do parque, que contou com o acompanhamento de um trabalhador da
empresa.
Posto isto, propus aproveitar o facto de conseguir realizar o tal estágio para o
continuar a desenvolver na cadeira de “Prática de Sistemas Energéticos” na Universidade.
Esta continuação do estágio realizado na empresa EDA, foi muito bem aceite pelo Prof.
Paulo Canhoto (Responsável e Coordenador da cadeira “Prática de Sistemas
Energéticos”) fazendo com que me fosse possível efetuar um estudo minucioso do recurso
da ilha, com posterior elaboração do presente relatório que trata do mesmo.
Deste modo, foi-me proposta a realização de um tratamento dos dados recolhidos
na empresa (velocidade e direção do vento), com posterior análise dos mesmos utilizando
o programa “Windographer”, o qual possibilita um estudo completo do recurso eólico
num sítio específico com determinadas caraterísticas (regimes de vento) e tecnologias
(tipos de turbinas eólicas).
5
Agradecimentos
Ao Professor e Coordenador do nosso curso Paulo Canhoto, por todo o apoio
excecional e acompanhamento na elaboração do relatório, sem falar do incentivo e
entusiasmo que proporcionou no decorrer do trabalho realizado na Universidade;
Ao Gerente da empresa EDA da ilha de Santa Maria Ezequiel Araújo, por todas
as informações que me facultou ao longo do estágio e durante a realização do relatório;
Ao Engenheiro Miguel Martins, por ter cedido certas informações cruciais do
Parque Eólico bem como esclarecimentos sobre vários aspetos dos dados recolhidos;
À Alexandra Pacheco, Profissional na Estação Meteorológica do Aeroporto de
Santa Maria, por me ter ajudado na comparação das Rosas-dos-Ventos do meu relatório
com a sua tese de mestrado, bem como vários conselhos na elaboração do trabalho;
Aos meus Pais, que desde sempre me incentivaram e que fizeram com que fosse
possível ingressar numa universidade para estudar e investigar o que mais gosto;
Aos meus irmãos, que sempre apoiaram a minha escolha do curso universitário e
que acreditaram em mim e no futuro que ainda virá.
6
1. Introdução
Como o título deste relatório indica irá ser tomado como objeto de estudo o
recurso eólico com o objetivo de caracterizar/avaliar as condições do vento e de estimar
a produção de energia num dado local.
O movimento de massas de ar na atmosfera é uma consequência das diferenças de
pressão ao longo da superfície terrestre, causadas pela desigualdade de radiação solar
incidente na Terra, sendo esta mais elevada nas zonas equatoriais do que nas polares.
1.1 Aposta na Energia Eólica nos Açores
Partindo da situação real, é óbvio poder afirmar que os Açores não possuem
recursos como petróleo ou gás natural, havendo sempre necessidade de importar os
mesmos para a produção de energia na região. Isto leva-nos a pensar se será a opção mais
correta continuar a ser energeticamente dependente de outros países ou então começar a
apostar no potencial energético das ilhas favorecido pelo seu meio envolvente. De entre
vários recursos “verdes”, a energia eólica pode vir a ser uma enorme mais-valia para a
região. É certo dizer que existe sempre a questão da dimensão do investimento inicial e
que o tempo de retorno do mesmo é consideravelmente longo e que, face à crise que o
país atravessa torna-se difícil a aposta nas energias alternativas.
Porém, coloca-se a questão da “rentabilidade”, porque, parando um segundo para
pensar, será que o facto de os combustíveis fósseis terem de chegar à região por via
marítima, havendo necessidade de posteriormente os distribuir e armazenar nas nove ilhas
é economicamente mais viável que a aposta nas energias renováveis num prazo de, por
exemplo, quinze anos? No meu entender, o que realmente é necessário é uma evolução,
progressiva ou não, face aos combustíveis fósseis e como é de notar, tanto os Açores, a
Madeira e Portugal Continental estão a ficar atrás na corrida do desenvolvimento
energético, bem como em vários âmbitos, tais como socioeconómico e claramente
tecnológico. Poderá ser tarde de mais, quando se aperceberem que para haver produção
de energia será imprescindível a importação de combustíveis e que, se por acaso houver
algum tipo de rutura no fornecimento de terceiros, os portugueses ficarão “às escuras”.
Deste modo, a independência energética que as energias renováveis locais podem
apresentar, vêm dar um “conforto” energético, bem como um avanço na qualidade de vida
dos portugueses.
FIGURA 1 - ILUSTRAÇÃO DA RADIAÇÃO SOLAR INCIDENTE E
CONSEQUENTES MOVIMENTOS DE MASSAS DE AR [1]
7
Em 2012, 72% da produção da região teve origem em gasóleo e fuel enquanto que
os restantes 28% foram produzidos a partir de fontes renováveis, sendo elas: Geotérmica
(16,7%), Eólica (7,8%), Hídrica (3,5%), Biomassa, Ondas e microgeração (0,03%) [2].
Um conjunto de metas está definido no Plano de Ação para a Energia Sustentável
das Ilhas (PAESI), as quais resultam das metas do Projeto Green Islands para 2018, tendo
como objetivos, a produção de 60% da eletricidade e 20% da energia primária total com
origem em fontes renováveis e 35% da energia primária total utilizada ser sob a forma de
eletricidade. Aliado a estas metas, existe o projeto ISLE-PACT que acrescenta uma meta
às três anteriores, e que visa reduzir as emissões de CO2 em pelo menos 20% até ao ano
de 2020, face a 2005 [2].
Está em progresso um projeto na ilha Graciosa da colaboração da EDA com uma
empresa alemã “Younikos”, em que de acordo com a empresa, os Açores assumem-se
como um dos melhores laboratórios de estudo de Energias Renováveis do mundo. O
projeto visa a implementação na ilha de um parque eólico de 5,5MW, uma central solar
fotovoltaica de 500kW e um sistema de baterias de armazenamento, de modo a que a ilha
se torne um protótipo em pequena escala de uma “comunidade” 100% renovável [2]. A
par disto, existe também um projeto na ilha mais pequena do arquipélago, a Ilha do Corvo,
onde a EDA em parceria com o MIT-Portugal e outras entidades nacionais, discutirão
questões e soluções sobre a gestão de um sistema isolado como o das ilhas. Segundo
Carlos César, Presidente do Governo Regional dos Açores “há um grande potencial de
sinergia entre estes dois projetos, o da Graciosa e o do Corvo, pois daquele, e dos
resultados que se obtiverem na área do armazenamento em baterias, também poderemos
equacionar a sua replicação no Corvo” [3]. Assim, é correto dizer-se que já começa a
existir um certo incentivo e ajuda financeira por parte do Governo Regional, que num
curto período de tempo tenciona ultrapassar os cinquenta porcento de penetração de
energias renováveis na produção de energia elétrica nos Açores.
Posto isto, sendo os Açores uma região relativamente pobre em termos
económicos, a sua riqueza em recursos naturais renováveis fazem da região um local
ambicionado e apetecível para se estabelecerem cooperações ao nível internacional no
setor da energia.
1.2. Organização do relatório
Primeiramente, irá ser descrito o modo de apresentação do relatório seguido de
breves parágrafos acerca de todos os assuntos aqui existentes, guiando desta maneira o
leitor a eventuais pontos de interesse próprio.
Deste modo, houve uma divisão do corpo de desenvolvimento em cinco capítulos.
O capítulo 1. vem de um certo modo avivar no nosso pensamento o significado da palavra
vento, que juntamente com a palavra energia, originam o tema aqui em questão. Irá ser
falada também a situação do arquipélago dos Açores face às energias renováveis.
No capítulo 2. são descritas a localização e condições do meio envolvente do
parque eólico bem como das especificações dos aerogeradores que o compõem.
Seguidamente, no capítulo 3. são apresentadas as velocidades médias mensais do
vento ao longo dos oito anos, a distribuição de velocidades, a função de densidade de
probabilidade de Weibull, a distribuição da direção do vento e a avaliação da produção
de energia eólica.
8
Finalmente, o capítulo 4. irá consistir numa previsão energética e económica para
o ano de 2014 com a inserção dos dois novos aerogeradores no Parque Eólico e o capítulo
5. vem mostrar as conclusões face aos resultados obtidos.
2. Caracterização do parque eólico da Ilha de Santa Maria
2.1. Localização e condições da zona envolvente
O Estágio Profissional foi realizado na empresa de produção e distribuição de
eletricidade dos Açores (EDA), mais propriamente na ilha de Santa Maria (Figura 3), a
qual se situa no Grupo Oriental do Arquipélago dos Açores (Figura 2).
Falando no local em estudo (Figura 4), há que referir as perturbações e influências
a que o vento está sujeito, fazendo deste modo uma descrição do meio em que o Parque
Eólico está inserido, bem como o que o rodeia.
FIGURA 2 - ARQUIPÉLAGO DOS AÇORES SITUADO
NO OCEANO ATLÂNTICO [4]
FIGURA 3 - ILHA DE SANTA MARIA [4]
FIGURA 4 - LOCAL ONDE SE SITUA O PARQUE
EÓLICO (ÁREA EM ESTUDO) [4] FIGURA 5 - ÂNGULO APROXIMADO ENTRE OS
AEROGERADORES E O PICO DO FACHO [4]
9
O Pico do Facho (Figura 8), com uma altura de 240 metros acima do nível médio
da água do mar e elevado 100 metros acima do nível da base dos aerogeradores, estando
apenas situado a 650 metros do Parque Eólico (Figura 9), representa um claro obstáculo
para o vento quando sopra da sua direção. Irá haver uma influência significativa na
diminuição da velocidade do vento, bem como na sucessão de fenómenos de turbulência
que afetam deste modo o escoamento na área envolvente do monte, refletindo-se
posteriormente na menor produção de energia dos aerogeradores.
A partir das figuras acima é também possível observar que a disposição dos três
aerogeradores influencia claramente a sua produção de energia quando o vento tem uma
direção paralela à linha que liga os mesmos (traçando uma linha imaginária que ligas os
três aerogeradores). Isto deve-se ao chamado Efeito de Esteira, que resulta do facto de o
vento a jusante de uma turbina tem uma energia inferior relativamente ao vento a
montante da mesma. Deste modo, a energia que se consegue extrair no primeiro
aerogerador que o vento atinge irá ser superior à energia extraída no segundo e assim
sucessivamente. Usualmente existe um cuidado para tentar combater este efeito que passa
por impor uma distância entre os aerogeradores entre cinco a nove diâmetros na direção
preferencial do vento e entre três a cinco diâmetros na direção perpendicular.
FIGURA 6 - VISTA 1 DO PARQUE EÓLICO [4] FIGURA 7 - VISTA 2 DO PARQUE EÓLICO [4]
FIGURA 8 – FOTOGRAFIA APROXIMADA DO
PICO DO FACHO FIGURA 9 – FOTOGRAFIA DO PICO DO FACHO E DO
PARQUE EÓLICO
10
FIGURA 10 - AEROGERADOR VISTO DA CABINE
DE OUTRO
FIGURA 11 - AEROGERADOR VISTO DO CHÃO
2.2. Especificações dos Aerogeradores
Número: 3 aerogeradores
Modelo: ENERCON E-30;
Potência nominal: 300 kW;
Diâmetro do rotor: 30 m;
Altura da nacelle: 45m;
Direção de rotação: sentido horário;
Tipo: “Upwind” com controlo de passo;
Número de pás: Três;
Material das pás: fibra de vidro (com reforço
de epoxy) com proteção contra relâmpagos;
Área de varrimento das pás: 707 m2;
Velocidade do rotor: 18-46 Rpm;
Velocidade de ponta: 28-72 m/s;
Controlo de Passo: Três sistemas de passo de pá sincronizado com uma alimentação
de emergência;
Sistema de travagem: Três sistemas de passo independentes com alimentação de
emergência, travão do rotor e bloqueio do rotor para serviços e manutenção;
Fornecimento à rede: Inversor da ENERCON;
Gerador: gerador da ENERCON em anel;
Velocidade de arranque: 2,5 m/s
Velocidade nominal: 12,0 m/s;
Velocidade de corte: 26 m/s;
Custo aprox. (equipamento + montagem):
400 000 €.
11
Abaixo apresenta-se a Curva de Potência dos aerogeradores existentes no Parque
Eólico do Figueiral (E-30). Esta vai ser usada para calcular a Potência Extraída dos
mesmos, e que, em conjunto com a Potência Disponível, calculada a partir da expressão
𝑃𝐷𝑖𝑠𝑝 = 1
2𝜌𝐴𝑢3 (1)
permitirá determinar o valor de Coeficiente de Potência para cada velocidade do vento,
da seguinte forma
𝐶𝑃 =𝑃𝐸𝑥𝑡
𝑃𝐷𝑖𝑠𝑝 (2)
Esses valores encontram-se na Tabela 1
TABELA 1 - VALORES DO COEFICIENTE DE POTÊNCIA DO AEROGERADOR E-30
Velocidade do
vento (m/s)
Potência
Extraída (kW)
Potência
Disponível (kW)
Coeficiente de
Potência
0,00 0,00 0,00 0,00
1,00 0,00 0,43 0,00
2,00 0,00 3,46 0,00
3,00 2,40 11,69 0,21
4,00 10,00 27,71 0,36
5,00 23,00 54,12 0,42
6,00 43,00 93,52 0,46
7,00 71,20 148,50 0,48
8,00 107,00 221,67 0,48
9,00 150,00 315,62 0,48
10,00 198,00 432,95 0,46
11,00 243,90 576,26 0,42
12,00 280,00 748,14 0,37
13,00 300,00 951,19 0,32
14,00 300,00 1188,02 0,25
15,00 300,00 1461,21 0,21
16,00 300,00 1773,37 0,17
17,00 300,00 2127,09 0,14
18,00 300,00 2524,97 0,12
19,00 300,00 2969,61 0,10
20,00 300,00 3463,61 0,09
21,00 300,00 4009,56 0,07
22,00 300,00 4610,06 0,07
23,00 300,00 5267,71 0,06
24,00 300,00 5985,11 0,05
25,00 300,00 6764,86 0,04
12
No que toca às velocidades, podemos dizer que a velocidade de arranque situa-se
entre os 2 e os 3 m/s, verificando extração de potência só a partir dessa mesma velocidade;
a velocidade a partir do qual o aerogerador começa a trabalhar à Potência Nominal é de
aproximadamente 13m/s, sendo possível observar que a partir daí o aerogerador funciona
a 300 kW, até chegar à velocidade de corte de aproximadamente 26m/s (como é referido
nas “Especificações dos Aerogeradores” e verificado na Tabelas 1 e 10). Para valores de
velocidade acima da velocidade de corte já não vai haver extração de energia, pelo que o
aerogerador será travado e desligado, de modo a evitar danos no equipamento.
3. Avaliação do recurso e da produção de energia eólica
Primeiro que tudo, para caracterizar o recurso eólico da ilha foi preciso recolher
dados da velocidade e direção do vento. Estes apresentavam-se registados em intervalos
de dez em dez minutos, fazendo com que fosse possível obter uma boa resolução nas
medições das velocidades e direções no período em questão.
Escolheu-se de entre os três aerogeradores aquele que tinha menos erros de
medição associados, de forma a ter o maior número possível de leituras, tendo havido
também necessidade de eliminar todos os registos que aparentavam erros (os quais
estavam assinalados pelo programa da ENERCON).
3.1. Velocidade média do vento
No que respeita às velocidades médias, mostradas abaixo na Tabela 2, estas foram
calculadas a partir das medições de dez em dez minutos, considerando valores de
Velocidades Médias Mensais, permitindo verificar que os meses com velocidade média
mais elevada são Dezembro, Março e Janeiro, e que os meses com velocidade média mais
baixa correspondem aos meses de verão.
FIGURA 12 – CURVA DE POTÊNCIA DO AEROGERADOR E-30
13
A velocidade média anual é de 7,65 m/s.
Através de todos os valores de velocidades (de 10 em 10 minutos) e da Curva
de Potência do aerogerador (Figura 12), irá ser possível estimar a Energia Extraída
Esperada, calculada através do Windographer, a qual será depois comparada com a
Energia Realmente Extraída (fornecida pela empresa), sendo possível ainda determinar
um parâmetro representativo do desempenho dos aerogeradores. Este último irá
representar a energia que não foi aproveitada, em relação à que o aerogerador conseguiria
extrair de acordo com a sua Curva de Potência e para o recurso disponível no local.
3.2. Distribuição de velocidade e Densidade de Probabilidade de
Weibull
De modo a representar a probabilidade de ocorrência da velocidade do vento em
cada classe de velocidade, recorre-se a um tipo de gráfico que demonstra a frequência
correspondente a cada uma dessas classes – densidade de probabilidade. O gráfico foi
feito com intervalos (classes) de 1 m/s.
A distribuição probabilística usada para descrever o regime de ventos foi a de
Weibull, sendo considerada como a mais apropriada. Esta última é descrita pela equação
seguinte
𝑓(�̅�) =𝑘
𝑐(
�̅�
𝑐)
𝑘−1𝑒𝑥𝑝 {− ((
�̅�
𝑐)
𝑘)} (3)
onde, �̅� é a velocidade média de cada classe, c é um parâmetro de escala, com as
dimensões de velocidade, e k é um parâmetro de forma, sem dimensões.
TABELA 2 -TABELA DAS VELOCIDADES MÉDIAS MENSAIS DO VENTO
Velocidades Médias Mensais do vento (m/s)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
2003 8,71 9,23 8,23 11,73 5,39 6,09 4,90 5,74 6,30 7,60 8,24 10,25
2004 7,83 9,28 9,83 9,33 5,67 6,59 5,57 7,28 4,62 9,53 8,96 7,62
2005 10,18 8,05 13,01 8,59 8,17 6,42 5,29 5,48 5,57 9,79 8,19 9,21
2006 9,29 8,71 10,06 7,77 6,07 7,02 5,05 5,03 6,72 9,26 9,60 9,25
2007 8,15 9,08 7,04 7,61 7,18 8,18 5,93 5,88 5,45 6,25 7,47 8,39
2008 9,16 8,50 7,50 9,31 7,02 6,33 6,18 4,85 6,98 5,58 7,67 8,13
2009 9,06 8,38 8,58 6,28 6,53 7,05 6,61 4,82 4,72 8,83 8,31 10,16
2010 11,08 10,29 10,32 7,46 6,81 5,21 4,86 6,09 5,06 9,80 7,53 11,65
Média
Mensal 9,18 8,94 9,29 8,51 6,60 6,61 5,55 5,65 5,67 8,32 8,22 9,33
14
Pode verificar-se na Figura 13 que as velocidades com a maior frequência
encontram-se sensivelmente entre os 4 m/s e os 8 m/s (é possível observar as frequências
de ocorrências na Tabela 10). Pode-se igualmente referir que a partir deste histograma é
possível verificar que a ilha possui um regime de ventos com velocidades não muito
elevadas, fazendo com que os aerogeradores estejam menos tempo a trabalhar à sua
potência nominal do que se estivessem sujeitos a velocidades superiores, que para estes
aerogeradores é na ordem dos 12m/s.
3.3. Distribuição da Direção do Vento
A partir dos dados da direção do vento dos oito anos fornecidos pela empresa,
chegou-se a uma Rosa-dos-Ventos (Figura 14) que resulta de uma divisão em doze
setores, correspondendo à frequência de ocorrência em cada uma dessas direções. Estes
valores estão representados na Tabela 3, onde os valores na coluna da esquerda indicam
o valor médio dos ângulos de cada setor, ou seja, quando está representado 0º, por
exemplo, a frequência à frente mostrada, indica a do intervalo entre 345º e 15º.
Visto que os dados da direção do vento fornecidos pela EDA representavam a
posição da cabine do aerogerador, estes ultrapassavam os 360º, tendo sido necessário
fazer uma conversão no Excel de modo a que os valores ficassem entre os 360º.
Posto isto, ao observar a Rosa-dos-Ventos é possível afirmar que as direções
dominantes vigoram no quadrante Norte e a que tem uma maior frequência de ocorrência
é a qual o ângulo médio tem um valor de 30º, que corresponde aproximadamente à direção
Norte-Nordeste. Por outro lado, temos a direção cuja frequência de ocorrência é menor,
sendo esta a do ângulo médio igual a 90º, representando a direção Este.
Podemos observar nos anexos as Rosas-dos-Ventos mensais e reparar que ao
longo dos meses a direção dominante nos meses de verão é aproximadamente de Norte-
Nordeste, pois permanece com a maior frequência nesses meses, enquanto que nos meses
de Inverno as frequências de ocorrência estão sensivelmente distribuídas de igual forma
por todos os setores.
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12Fr
eq
ue
ên
cia
(%)
Intervalos de Velocidade (m/s)
FIGURA 13 - FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADES DE VELOCIDADES DO VENTO
15
Entretanto, olhando também para as Rosas-dos-Ventos anuais, é possível verificar
que a direção dominante ao longo dos anos é a de Norte-Nordeste, com exceção do ano
de 2010.
Após a elaboração das rosas-dos-ventos mensais, anuais e dos oito anos, foi
possível comparar com a rosa-dos-ventos apresentada na tese de mestrado de [5], tendo-
se verificado uma boa concordância, o que permitiu validar os cálculos feitos para a
construção da distribuição da Figura 14.
Ângulo do
Ponto Médio (º) Frequência (%)
0 8,37
30 11,99
60 7,31
90 5,86
120 8,50
150 8,63
180 7,62
210 7,76
240 6,81
270 7,47
300 9,19
330 10,19
FIGURA 14 - ROSA-DOS-VENTOS DOS 8 ANOS
TABELA 3 - FREQUÊNCIA DA DIREÇÃO DO
VENTO POR ÂNGULOS
16
3.4. Avaliação da produção de energia eólica
3.4.1. Produção anual e mensal de energia
A partir dos dados da Energia Realmente Extraída pelos três aerogeradores
fornecidos pela EDA (Tabela 6), elaborou-se um gráfico de modo a representar a
variação anual no período em estudo da energia produzida por um único aerogerador
(Figura 15), a qual se assumiu corresponder a um terço da energia total produzida.
É possível observar no gráfico acima que a produção de energia a partir de um
aerogerador não sofreu grandes variações inter-anuais, refletindo-se numa produção
aproximadamente uniforme ao longo dos oito anos. A menor produção de energia
verifica-se no ano de 2007 e a mais elevada no ano de 2006.
De forma a comparar a energia que se produziu com a energia disponível calculou-
se a Energia Disponível Média Mensal, cujos valores estão representados na Tabela 4.
Estes valores obtiveram-se a partir dos parâmetros de Weibull (k e c) representativos das
distribuições mensais de velocidade do vento, estimados através do Windographer com
base nos oito anos de dados, em conjunto com o número de horas mensais e com a área
de varrimento das pás dos aerogeradores (707m2) [6].
Assim, conseguiu-se relacionar a energia extraída e a disponível, chegando aos
valores do aproveitamento energético (Tabela 4), cujos valores variam entre 14%, para
Dezembro, e 32% para Julho.
0,00E+00
2,00E+05
4,00E+05
6,00E+05
8,00E+05
1,00E+06
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Ener
gia
(kW
h)
Ano
Energia Real Extraída por um Aerogerador (KWH)
FIGURA 15 - ENERGIA REALMENTE EXTRAÍDA ANUAL FORNECIDA PELA EDA
17
TABELA 4 - DADOS PARA O CÁLCULO DA ENERGIA DISPONÍVEL MÉDIA MENSAL E RAZÃO ENTRE ESSA E A EXTRAÍDA
MÉDIA MENSAL
O gráfico abaixo (Figura 16) ilustra a diferença entre a Energia Realmente
Extraída Média Mensal e a Disponível Média Mensal. É correto dizer que nos meses de
Verão, entre Junho e Setembro, existe uma menor energia disponível no meio, no entanto,
há um aproveitamento energético mais eficiente por parte do aerogerador. Por outro lado,
nos outros meses, existe no meio uma maior quantidade de energia disponível mas que
extraída de forma menos eficiente.
Dados para o Cálculo da Energia Disponível Média Mensal e razão entre essa e a Extraída Média Mensal
Mês Nº de
dias
Nº de
horas k c
Energia
Disponível
(kWh)
Energia
Extraída
(kWh)
E.Ext/E.Disp
Jan 31 744 2,12 10,36 4,49E+05 8,57E+04 0,1906
Fev 28 672 1,75 10 4,55E+05 7,40E+04 0,1628
Mar 31 744 2,07 10,5 4,79E+05 8,93E+04 0,1866
Abr 30 720 1,9 9,59 3,87E+05 7,77E+04 0,2007
Mai 31 744 1,95 7,44 1,81E+05 5,00E+04 0,2758
Jun 30 720 2,06 7,45 1,66E+05 4,80E+04 0,2887
Jul 31 744 2,18 6,25 9,62E+04 3,17E+04 0,3295
Ago 31 744 2,13 6,37 1,04E+05 2,98E+04 0,2865
Set 30 720 2,04 6,39 1,06E+05 2,99E+04 0,2825
Out 31 744 1,99 9,39 3,56E+05 7,07E+04 0,1982
Nov 30 720 2,04 9,28 3,25E+05 6,77E+04 0,2085
Dez 31 744 1,82 10,52 5,56E+05 8,17E+04 0,1468
FIGURA 16 - COMPARAÇÃO DA ENERGIA REALMENTE EXTRAÍDA MÉDIA MENSAL E A DISPONÍVEL
MÉDIA MENSAL PARA UM AEROGERADOR
0,00E+00
1,00E+05
2,00E+05
3,00E+05
4,00E+05
5,00E+05
6,00E+05
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Ener
gia
(kW
h)
Mês
Energia Realmente Extraída Média Mensal (kWh) Energia Disponível Média Mensal (kWh)
18
Posto isto, conseguimos ter uma ideia da energia eólica disponível no local do
parque eólico e comparar, face às características dos aerogeradores, com a quantidade de
energia que se consegue extrair.
Com as características dos aerogeradores e com as condições do vento do local
em estudo, também foi possível fazer uma estimativa da Energia Extraída Média
Mensal Esperada através do programa Windographer (Tabela 8). No gráfico acima
(Figura 17) pode-se observar que os valores esperados são superiores aos que realmente
se extraiu.
Comparando então o que se extraiu com o que teoricamente esperado, chegamos
à ilustração abaixo representada (Figura 18), que demonstra o desempenho dos
aerogeradores face à sua Extração Real Média Mensal de Energia.
FIGURA 17 - COMPARAÇÃO ENTRE A ENERGIA REALMENTE EXTRAÍDA E A ESPERADA PELO WINDOGRAPHER PARA
UM AEROGERADOR
FIGURA 18 - DESEMPENHO DE UM AEROGERADOR COMPARANDO A ENERGIA REALMENTE
EXTRAÍDA COM A ESPERADA A PARTIR DO WINDOGRAPHER
0,00E+00
2,00E+04
4,00E+04
6,00E+04
8,00E+04
1,00E+05
1,20E+05
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Ener
gia
(kW
h)
Mês
Energia Realmente Extraída Média Mensal por um Aerogerador (kWh)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média
0,770,80 0,81
0,860,82
0,80 0,81
0,72 0,710,74 0,75 0,77 0,78
Pe
rce
nta
gem
(%
)
Mês e Média
Razão entre a Energia Realmente Extraída Média Mensal e a Esperada pelo Windographer (%)
19
Ao analisar o gráfico acima (Figura 18) podemos verificar que existe uma
diferença entre a Energia Realmente Extraída e a Esperada (de um aerogerador). Esta
toma um valor médio anual de 0,78, fazendo com que o total de energia produzido pelo
parque seja cerca de 78% do total que se poderia esperar com as características do
aerogerador e das condições do vento existentes. Esta diferença pode dever-se ao facto
dos valores obtidos a partir do Windographer serem totalmente isentos de possíveis cortes
na produção de energia do parque eólico devido a manutenções e de não serem incluídas
as perdas de energia causadas pelo efeito de esteira provocado pela disposição dos
aerogeradores.
A partir da Tabela 9, obteve-se o gráfico acima (Figura 19) que representa a
frequência de ocorrência do funcionamento dos aerogeradores em classes de potência (de
10 em 10 kW), admitindo que o aerogerador esteve sempre disponível durante os oito
anos (teoricamente esperada pelo Windographer). É possível verificar que o
funcionamento a uma potência até 10 kW representa o maior número de ocorrências,
seguido da produção aproximadamente à sua potência nominal, entre 290 e 300 kW. O
primeiro caso deve-se inteiramente aos casos em que as velocidades são inferiores ou
muito próximas da velocidade de arranque da turbina e/ou de serem superiores à sua
velocidade de corte, havendo deste modo um elevado número de vezes em que a sua
produção é baixa ou nula. Por outro lado, o número elevado de ocorrências próximo e/ou
igual à potência nominal deve-se às velocidades favoráveis para que tal potência seja
atingida.
Relativamente às velocidades, podemos comprovar o que foi demonstrado no
gráfico da Função de Distribuição de Probabilidades de Velocidades do Vento
(Figura 13), onde se verificaram que as velocidades mais frequentes se situam entre os 4
e os 8m/s. Pode-se também observar as colunas referentes à Potência Média Extraída
Esperada, que vêm de encontro à Curva de Potência dos aerogeradores E-30 (Figura 12)
juntamente com os valores do Coeficiente de Potência (Tabela 1). A partir da Tabela
10 verifica-se a partir dos 25-26 m/s uma descida abrupta na Potência Extraída pelo
aerogerador, demonstrado pelo desvio-padrão desse mesmo valor.
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
Freq
uên
cia
(%)
Intervalos de Potência (kW)
Frequência da Potência Média Extraída Esperada pelo Windographer (%)
FIGURA 19 - FREQUÊNCIA DA POTÊNCIA MÉDIA EXTRAÍDA ESPERADA POR UM AEROGERADOR A PARTIR DO
WINDOGRAPHER
20
3.4.2. Produção de energia por setor de direção do vento
TABELA 5 - CONVERSÃO DE INTERVALOS DE ÂNGULOS EM RUMOS
Na Figura 20 encontram-se ilustrados os valores da Tabela 11 que representam
a Potência Média que teoricamente seria atingida para cada setor de direção do vento.
Fez-se então, uma separação entre rumos de modo a que a leitura seja mais simples, dando
a informação de quais são as direções mais favoráveis/desfavoráveis para a produção de
energia. Deste modo, cada Rumo corresponde a um intervalo de ângulos de onde o vento
“sopra” (Tabela 5). Foram criados na Tabela 11 intervalos de Extração de Potência de
10 em 10 kW de modo a termos uma visão mais percetível das diferenças de extração
existentes entre os diferentes setores.
Este aproveitamento de energia vai ser evidentemente influenciado pela
frequência de ocorrência da direção em cada rumo e também pelo relevo da ilha, havendo
rumos em que a energia produzida pelos aerogeradores é menor, por exemplo devido a
elevações no terreno, e outros em que a energia produzida é maior, quando não existem
grandes “obstáculos” para o vento.
Deste modo, verifica-se claramente neste gráfico que entre o rumo 3 e 4 existe
uma menor potência média extraída, sendo aproximadamente metade da máxima que se
consegue extrair. Isto deve-se principalmente ao facto de estes rumos serem influenciados
pelo Pico do Facho, como é ilustrado na Figura 5.
Por outro lado, os rumos em que a extração é mais elevada são os que estão entre
os rumos 7 e 8 e também entre os 11 e 12. No primeiro caso os valores resultam do facto
de na direção desses setores ser o mar, fazendo com que o vento vindo do oceano ascenda
a colina até ao Parque Eólico ganhando velocidade. No segundo caso, apesar do vento ter
que atravessar quase totalmente a ilha, e sendo o seu relevo pouco acidentado, consegue
Rumo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Intervalo de
Ângulos (º) 345-15 15-45 45-75 75-105 105-135 135-165 165-195 195-225 225-255 255-285 285-315 315-345
FIGURA 20 - POTÊNCIA MÉDIA EXTRAÍDA ESPERADA POR RUMO
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Po
tên
cia
Mé
dia
Te
ori
cam
en
te E
xtra
ída
(kW
)
Rumo
21
chegar ao Parque com uma intensidade significativa, refletindo-se isso num bom
aproveitamento eólico.
Sendo assim, quanto menos tempo o vento estiver da direção do Pico do Facho
(rumos 3 e 4) melhor vai ser o aproveitamento energético do Parque e que para este último
ser máximo, teríamos de ter como direções dominantes as que não envolvessem um
trajeto do vento com obstruções e consequentemente perdas de energia associadas (rumos
7-8 e 11-12).
22
4. Estimativa da produção de energia para 2014
Com base nos valores médios mensais de Energia Realmente Produzida pelos três
aerogeradores, fez-se uma estimativa para o ano de 2014 com o funcionamento dos cinco,
chegando aos valores da Tabela 12. Face à quantidade de Energia Produzida pelos três
aerogeradores durante os oito anos, fez-se uma comparação com a previsão para 2014
(Figura 21) e pode-se concluir que existe um aumento de cerca de 60% de produção
com a inserção dos novos dois aerogeradores, havendo deste modo uma notável “ajuda”
na produção de energia e no combate à dependência do gasóleo para fins energéticos. Esta
estimativa só é possível devido ao facto de os novos dois aerogeradores serem iguais aos
três anteriores, tendo deste modo curvas de potência iguais. Há que referir que a energia
extraída prevista para 2014 calculada é um pouco mais elevada que a que realmente se
irá extrair, porque com a instalação dos novos dois aerogeradores irá haver um efeito de
esteira acrescido.
0,00E+00
5,00E+05
1,00E+06
1,50E+06
2,00E+06
2,50E+06
3,00E+06
3,50E+06
4,00E+06
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total
Ener
gia
Méd
ia (
kWh
)
Mês e Total Anual
Energia Extraída Média Real dos 8 anos com 3 Aerogeradores (KWh)
Energia Extraída Média Prevista para 2014 com os 5 Aerogeradores (KWh)
FIGURA 21 - COMPARAÇÃO ENTRE A ENERGIA MÉDIA PRODUZIDA PELOS TRÊS AEROGERADORES E A PREVISTA
PARA 2014 JÁ COM OS CINCO AEROGERADORES
23
Na Figura 22 estão ilustrados os valores previstos pela empresa da Produção Total
de Energia (a partir de gasóleo e dos cinco aerogeradores – Tabela 13) e o respetivo
consumo de gasóleo para o ano de 2014.
Com base nos valores da Tabela 12 consegue-se saber a quantidade de energia
prevista que, gerada a partir dos aerogeradores, integrará a rede elétrica da ilha, chegando
deste modo à fração da mesma no total de Energia Produzida em 2014 (Tabela 14).
0,00E+00
2,00E+05
4,00E+05
6,00E+05
8,00E+05
1,00E+06
1,20E+06
1,40E+06
1,60E+06
1,80E+06
2,00E+06
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Pro
du
ção
To
tal d
e En
ergi
a (
kWh
) e
resp
ecti
vo c
on
sum
o d
e G
asó
leo
(L)
Mês
Previsão da Produção Total de Energia [Central Termoelétrica + 5 Aerogeradores] (KWh) Previsão do Consumo de Gasóleo (L)
FIGURA 22 - PREVISÃO DA PRODUÇÃO TOTAL DE ENERGIA E CONSUMO DE GASÓLEO ASSOCIADO PARA 2014
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TotalAnual
Pe
rcen
tage
m d
a P
en
etr
ação
de
Ener
gia
de
Fon
te E
ólic
a n
a Ilh
a (%
)
Mês e Total Anual
Previsão da Percentagem da Penetração da Energia de fonte Eólica na Ilha (%)
FIGURA 23 - PREVISÃO DA PERCENTAGEM DE ENERGIA DE FONTE EÓLICA NA ILHA EM 2014
24
Pode-se verificar na Figura 23, cujo gráfico foi construído a partir da Tabela 14,
que a Energia Produzida a partir do Parque representa cerca de 17,80% da Energia Total
Anual gerada pelas duas fontes de energia, tendo um máximo de aproximadamente 27%
em Abril e um mínimo de 8% em Agosto.
A Tabela 15 corresponde à quantidade de energia que é produzida só a partir do
gasóleo, com base na estimativa da empresa para o ano de 2014.
Posto isto, chegou-se aos valores da Tabela 16, que indicam o consumo de
gasóleo em litros, para produzir toda a energia prevista para 2014 só a partir desse
combustível, a qual irá ser produzida pela Central e pelo Parque, o que nos leva à
elaboração do gráfico da Figura 24, que ilustra a consumo e a poupança de gasóleo
prevista, levando-nos ao total de litros de gasóleo poupados durante o ano de 2014 –
Tabela 17.
FIGURA 24 - COMPARAÇÃO DA PREVISÃO DO CONSUMO DE GASÓLEO SE A ENERGIA FOSSE PRODUZIDA SÓ A
PARTIR DO MESMO E POUPANÇA ASSOCIADA À PRODUÇÃO DA CENTRAL COM OS CINCO AEROGERADORES
0,00E+00
1,00E+06
2,00E+06
3,00E+06
4,00E+06
5,00E+06
6,00E+06
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TotalAnual
CO
nsu
mo
e P
ou
pan
ça d
e G
asó
leo
(L)
Mês e Total Anual
Previsão do consumo de gasóleo se a Energia prevista fosse obtida só a partir do mesmo (L)
Previsão da Poupança de gasóleo face ao funcionamento dos cinco Aerogeradores (L)
25
Chegando ao total de litros que se pode poupar com a ajuda da produção do
Parque, chegamos à conclusão que é possível reduzir o consumo de gasóleo em
aproximadamente 18% no total de um ano face à situação em que toda a produção de
energia fosse feita partir de gasóleo – Tabela 18. Deste modo, haverá uma poupança
significativa em termos monetários, que com base nos litros não consumidos e no preço
por litro de gasóleo, é possível chegar a um valor aproximado em euros referente à
quantidade de gasóleo não consumido no ano de 2014 – Tabela 19, cujos valores estão
ilustrados na Figura 25.
Assim é possível afirmar que, face ao funcionamento do Parque existe uma
notável redução no consumo de gasóleo, havendo deste modo uma elevada diminuição
em termos de custos monetários e de emissões de gases poluentes para a atmosfera.
0,00
100000,00
200000,00
300000,00
400000,00
500000,00
600000,00
700000,00
800000,00
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TotalAnual
Po
up
ança
Mo
net
ária
(€)
Mês e Total Anual
Poupança monetária do Gasóleo face ao funcionamento dos 5 Aerogeradores (€)
FIGURA 25 - POUPANÇA MONETÁRIA DO GASÓLEO FACE AO FUNCIONAMENTO DOS CINCO AEROGERADORES
26
5. Conclusões
Primeiro que tudo, após o estudo do Recurso Eólico no local do Parque, deparei-
me com a questão sobre o lugar mais apropriado para este ter sido construído. Com este
estudo, foi-me possível verificar que no Parque as velocidades do vento adquirem
velocidades razoáveis para o aproveitamento de energia, contudo a posição geográfica do
Parque Eólico deixa muito a pensar. É certo que por estar a algumas dezenas de metros
de uma colina seguida do mar, o vento dessa direção irá sofrer uma ascendência para
contornar o tal obstáculo o que irá se transformar num ganho de velocidade bem como
num perfil não perturbado. No entanto, com base na posição do Pico do Facho, é claro
que maior ou menor, irá existir sempre alguma interferência na componente energética
do vento, quando este estiver da direção do primeiro. Isto é possível observar na Figura
20 e Tabela 11, onde a Potência Média Extraída Esperada é visivelmente muito menor
nos rumos 2,3 e 4, os quais sofrem a influência do Pico do Facho. Tirando este pormenor,
o lugar do Figueiral (sítio onde o Parque está construído) apresenta um enorme potencial
para instalar equipamentos de aproveitamento de energia eólica.
Foi possível perceber que a ilha apresenta outros sítios favoráveis para a inserção
de aerogeradores, nomeadamente no Norte da ilha, onde existe uma colina também junto
ao mar e, visto que a direção dominante é Norte-Nordeste, é provável que seja um bom
local para elaborar uma série de testes e estudos, para posteriormente se averiguar se o
local apresenta um bom potencial energético.
Em segundo lugar, pode-se referir que ao observar os valores de Energia
Produzida a partir do Parque Eólico (três aerogeradores), percebe-se que já existia uma
percentagem razoável na produção de energia da ilha e que com a inserção dos novos dois
aerogeradores é previsto um aumento de cerca de 60% no aproveitamento energético,
passando a representar cerca de 18% do total de energia prevista a ser produzida na ilha
em 2014. Isto evidencia claramente a tentativa da ilha começar a ganhar ainda mais
independência face ao gasóleo na produção da energia, o que já se refletiu em valores
apresentados na avaliação da produção da energia eólica. Pode-se verificar que com a
inserção dos novos dois aerogeradores e que, face à previsão da produção de energia com
consumo de gasóleo associado, há uma diminuição de cerca de 941 mil litros de
combustível consumido no final do ano, dando um total monetário de aproximadamente
de 741 mil euros, sem falar no custo dos lubrificantes usados nos geradores, bem como
custos de manutenção e reparação associados aos mesmos.
No entanto, para que a ilha continue com esta progressão em termos de produção
de energia, terá de ser possível algum tipo de compensação face à produção muito variável
dos aerogeradores. Deste modo, podem-se abrir outras possibilidades de aproveitamentos
de energias renováveis, nomeadamente uma central mini-hídrica na ilha, que face ao
relevo acentuado em certas zonas e à abundância de chuvas na região durante quase todo
o ano, poderão estar reunidas as condições mínimas para haver algum sucesso na
incorporação da tal central na rede elétrica da ilha. A inserção de uma central solar
fotovoltaica, poderia ser também uma ajuda nessa compensação, mas seria necessário
estudar e avaliar a rentabilidade económica dessa tecnologia, visto que a ilha encontra-se
a maior parte do tempo envolvida por nuvens, diminuindo duma certa forma a produção
de energia a partir painéis fotovoltaicos.
Finalmente, pode referir-se que face ao estudo agora elaborado, a ilha de Santa
Maria, bem como todo o arquipélago dos Açores, apresentam uma enorme capacidade e
potencial para conseguir a independência face ao gasóleo para fins energéticos (com
exceção de alguns meios de transporte) e assim olhar para as energias alternativas como
27
a nossa opção mais viável. Isto porque, como já foi considerado por muitos, os Açores
assumem-se como um laboratório natural de excelência no domínio da investigação e
desenvolvimento das Energias Renováveis.
28
Bibliografia
Base de dados do sistema da ENERCON na EDA;
http://www.diariodosacores.pt/index.php/economia/1777-eda-assina-acordo-com-a-
younicos-para-projeto-de-25-m-na-ilha-graciosa;
http://www.younicos.com/en/media_library/press_releases/008-2012-08-09_graciosa;
http://www.irena.org/documentdownloads/OkinawaMay2012/10_Ina%20Hahndorf.pdf;
http://www.portal-energia.com/energias-renovaveis-nos-acores-passado-presente-e-
futuro/;
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_eolica.htm;
Manual de ajuda do programa Windographer.
29
Referências
[1] Tutorial de Energia Eólica - Princípios e Tecnologias, 2008;
[2] Duarte Nuno Cota, 2013;
[3] Manuel Moniz, Diário dos Açores, 2012;
[4] Printscreens do Google Earth posteriormente editados;
[5] Contribuição para o Estudo do Campo de vento na Ilha de Santa Maria Açores,
Alexandra Pacheco, Vila Real, 2012;
[6] Winds Energy Systems, Gary L. Johnson, Manhattan, 2001;
30
Anexos
TABELA 7 – POTÊNCIA EXTRAÍDA ESPERADA A PARTIR DO WINDOGRAPHER
TABELA 8 - ENERGIA EXTRAÍDA MÉDIA MENSAL ESPERADA PELO WINDOGRAPHER
Energia Extraída Média Mensal Esperada pelo Windographer (kWh)
Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Média
Mensal 1,11E+05 9,32E+04 1,11E+05 9,08E+04 6,08E+04 6,02E+04 3,91E+04 4,11E+04 4,23E+04 9,62E+04 8,97E+04 1,06E+05
TABELA 7 - ENERGIA DISPONÍVEL PARA UM AEROGERADOR A PARTIR DAS VELOCIDADES MÉDIAS MENSAIS (KW)
Energia Realmente Extraída dada pela Empresa EDA dos 3 aerogeradores (kWh)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2003 2,16E+05 1,92E+05 2,12E+05 3,25E+05 1,04E+05 1,22E+05 7,42E+04 1,02E+05 1,04E+05 2,22E+05 2,20E+05 3,16E+05 2,21E+06
2004 2,12E+05 2,73E+05 2,90E+05 2,80E+05 1,05E+05 1,29E+05 8,62E+04 1,26E+05 5,80E+04 3,06E+05 2,50E+05 1,69E+05 2,28E+06
2005 2,62E+05 1,86E+05 4,17E+05 2,48E+05 2,15E+05 1,36E+05 8,36E+04 8,16E+04 7,10E+04 2,27E+05 2,12E+05 2,36E+05 2,37E+06
2006 2,92E+05 2,35E+05 3,49E+05 1,73E+05 1,24E+05 1,93E+05 7,65E+04 8,07E+04 1,13E+05 2,50E+05 2,24E+05 3,03E+05 2,41E+06
2007 1,79E+05 2,71E+05 1,70E+05 1,93E+05 1,38E+05 2,18E+05 1,22E+05 9,38E+04 9,01E+04 1,47E+05 1,84E+05 1,69E+05 1,98E+06
2008 2,14E+05 2,18E+05 1,71E+05 2,79E+05 1,55E+05 1,16E+05 1,10E+05 4,94E+04 1,52E+05 1,11E+05 1,89E+05 2,45E+05 2,01E+06
2009 2,97E+05 1,44E+05 2,54E+05 1,30E+05 1,91E+05 1,53E+05 1,50E+05 6,14E+04 5,82E+04 2,24E+05 1,97E+05 2,50E+05 2,11E+06
2010 3,83E+05 2,60E+05 2,80E+05 2,37E+05 1,70E+05 8,54E+04 5,78E+04 1,20E+05 7,27E+04 2,12E+05 1,49E+05 2,71E+05 2,30E+06
Média
Mensal 2,57E+05 2,22E+05 2,68E+05 2,33E+05 1,50E+05 1,44E+05 9,51E+04 8,94E+04 8,98E+04 2,12E+05 2,03E+05 2,45E+05 1,77E+07
Total dos
8 anos
TABELA 6 - ENERGIA REALMENTE EXTRAÍDA DADA PELA EMPRESA EDA DOS 3 AEROGERADORES
Potência extraída esperada a partir do Windographer (kW)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
2003 1,44E+02 1,33E+02 1,27E+02 1,80E+02 6,01E+01 7,43E+01 3,82E+01 6,22E+01 7,53E+01 1,17E+02 1,30E+02 1,62E+02
2004 1,14E+02 1,51E+02 1,59E+02 1,53E+02 5,90E+01 8,37E+01 5,44E+01 1,01E+02 3,28E+01 1,64E+02 1,51E+02 9,46E+01
2005 1,83E+02 1,20E+02 2,26E+02 1,34E+02 1,23E+02 7,77E+01 4,61E+01 4,94E+01 5,83E+01 1,64E+02 1,25E+02 1,31E+02
2006 1,49E+02 1,34E+02 1,71E+02 1,02E+02 6,50E+01 9,13E+01 3,95E+01 4,30E+01 8,57E+01 1,49E+02 1,49E+02 1,54E+02
2007 1,16E+02 1,58E+02 9,64E+01 1,09E+02 9,76E+01 1,29E+02 6,63E+01 5,43E+01 4,99E+01 7,47E+01 1,04E+02 1,21E+02
2008 1,53E+02 1,34E+02 1,05E+02 1,43E+02 9,13E+01 7,33E+01 6,11E+01 3,71E+01 8,84E+01 5,77E+01 1,06E+02 1,22E+02
2009 1,45E+02 1,15E+02 1,36E+02 7,63E+01 7,50E+01 9,30E+01 8,20E+01 3,34E+01 3,93E+01 1,44E+02 1,26E+02 1,59E+02
2010 1,94E+02 1,66E+02 1,69E+02 1,12E+02 8,23E+01 4,63E+01 3,28E+01 6,24E+01 4,06E+01 1,64E+02 1,07E+02 1,96E+02
Média
Mensal 1,50E+02 1,39E+02 1,49E+02 1,26E+02 8,17E+01 8,36E+01 5,26E+01 5,53E+01 5,88E+01 1,29E+02 1,25E+02 1,42E+02
31
TABELA 9 - OCORRÊNCIAS E FREQUÊNCIAS DA POTÊNCIA
MÉDIA EXTRAÍDA ESPERADA POR UM AEROGERADOR
Ocorrências e Frequências da Potência
Média Extraída Esperada para um
aerogerador
Mín.
(kW)
Máx.
(kW) Ocorrências Frequência (%)
0 10 81067 19,47
10 20 30981 7,44
20 30 27903 6,70
30 40 23544 5,66
40 50 18991 4,56
50 60 18674 4,49
60 70 13327 3,20
70 80 12812 3,08
80 90 12393 2,98
90 100 1174 2,82
100 110 11114 2,67
110 120 7079 1,70
120 130 6803 1,63
130 140 9749 2,34
140 150 5884 1,41
150 160 5743 1,38
160 170 5309 1,28
170 180 4988 1,20
180 190 4868 1,17
190 200 4518 1,09
200 210 6399 1,54
210 220 4212 1,01
220 230 4008 0,96
230 240 3941 0,95
240 250 5471 1,31
250 260 3384 0,81
260 270 5081 1,22
270 280 4786 1,15
280 290 7275 1,75
290 300 54294 13,04
Total 416338 100
32
Velocidade do vento Potência Média Extraída Esperada (kW)
Mín. (m/s) Máx. (m/s) Ocorrências Média Mín Máx. Desvio padrão
0 1 7068 0 0 0 0
1 2 14253 0 0 0 0
2 3 21765 1,17 0 2,13 0,67
3 4 33004 5,92 2,37 9,11 2,16
4 5 44208 15,76 9,86 21,41 3,67
5 6 46995 31,55 22,71 40,47 5,68
6 7 46192 54,68 42,46 68,62 8,01
7 8 40764 85,71 70,31 102,14 10,17
8 9 33934 124,06 105,7 143,97 12,21
9 10 26063 168,54 148,25 191,05 13,67
10 11 20799 215,95 195,83 237,04 13,16
11 12 17129 257,73 241,61 277,68 10,44
12 13 14143 287,42 278,04 297,03 5,89
13 14 11901 299,87 298,82 300 0,36
14 15 9346 300 300 300 0
15 16 6943 300 300 300 0
16 17 5441 300 300 300 0
17 18 4568 300 300 300 0
18 19 3406 300 300 300 0
19 20 2547 300 300 300 0
20 21 1746 300 300 300 0
21 22 1156 300 300 300 0
22 23 825 300 300 300 0
23 24 597 300 300 300 0
24 25 468 300 300 300 0
25 26 325 69,23 0 300 126,59
26 27 227 0 0 0 0
27 28 146 0 0 0 0
28 29 120 0 0 0 0
29 30 71 0 0 0 0
30 31 53 0 0 0 0
31 32 45 0 0 0 0
32 33 35 0 0 0 0
33 34 18 0 0 0 0
34 35 15 0 0 0 0
35 36 15 0 0 0 0
36 37 6 0 0 0 0
37 38 1 0 0 0 0
38 39 0
TABELA 10 - OCORRÊNCIAS DE INTERVALOS DE VELOCIDADE DE 1M/S, RELACIONADOS COM A
POTÊNCIA MÉDIA EXTRAÍDA ESPERADA
33
TABELA 11 - POTÊNCIA MÉDIA EXTRAÍDA ESPERADA POR SETOR
Potência Média Extraída Esperada por rumo (kW)
Mín.
(kW)
Máx.
(kW) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 10 3,53 4,08 3,57 3,30 3,24 2,84 2,23 2,99 3,38 3,35 3,37 3,36
10 20 15,15 15,09 15,02 14,89 15,01 14,91 14,87 14,82 15,06 15,09 15,17 15,07
20 30 24,23 24,08 23,98 23,91 23,89 24,01 23,61 24,02 23,93 24,03 24,05 24,02
30 40 34,57 34,55 34,42 34,32 34,50 34,42 34,37 34,26 34,30 34,44 34,49 34,55
40 50 43,88 43,94 43,88 43,84 43,98 43,94 43,99 43,69 43,91 44,02 44,04 43,91
50 60 54,97 54,82 54,84 54,48 54,73 54,71 54,84 54,81 54,84 54,70 54,85 54,94
60 70 64,65 64,69 64,65 64,64 64,73 64,61 64,77 64,57 64,61 64,88 64,73 64,73
70 80 73,83 73,63 73,50 73,69 73,80 73,51 73,77 73,69 73,52 73,80 73,71 73,74
80 90 84,29 84,25 84,37 84,18 84,26 84,43 84,22 84,51 84,42 84,19 84,22 84,28
90 100 94,79 94,91 94,91 94,89 94,82 95,05 94,95 95,08 95,01 94,96 95,03 94,86
100 110 105,85 105,82 105,67 105,79 105,71 105,76 105,74 105,66 105,69 105,68 106,01 105,85
110 120 116,20 116,16 116,11 116,04 116,27 116,18 116,10 116,07 116,15 116,10 116,07 116,12
120 130 124,71 124,73 124,44 124,58 124,74 124,68 124,59 124,86 124,77 124,77 124,67 124,75
130 140 135,32 135,37 135,47 135,36 135,48 135,25 135,56 135,43 135,42 135,21 135,63 135,43
140 150 146,32 146,05 146,12 145,95 146,08 145,90 146,16 146,09 145,90 146,15 146,13 145,88
150 160 155,31 155,16 155,05 155,17 155,21 154,99 155,41 155,18 155,21 155,21 155,22 155,27
160 170 164,78 164,75 164,71 164,89 164,73 164,85 164,89 164,61 164,85 164,80 164,77 164,77
170 180 174,29 174,14 174,06 174,22 174,38 174,16 174,32 174,31 174,52 174,20 174,18 174,42
180 190 184,05 184,07 183,71 184,20 183,87 183,79 184,07 183,88 183,75 183,98 183,81 183,89
190 200 193,27 193,45 193,35 193,27 193,57 193,24 193,61 193,63 193,26 193,44 193,39 193,42
200 210 205,02 204,82 204,71 204,49 205,09 205,07 205,32 204,83 204,96 205,19 205,14 204,96
210 220 216,40 216,44 216,28 216,68 216,43 216,54 216,39 216,46 216,55 216,51 216,42 216,45
220 230 225,62 225,53 225,64 225,72 225,64 225,61 225,78 225,43 225,68 225,77 225,57 225,52
230 240 234,67 234,80 234,76 234,46 234,57 234,81 234,84 234,61 234,91 234,88 234,96 234,81
240 250 245,41 245,22 245,61 245,33 245,43 245,44 245,34 245,51 245,39 245,59 245,63 245,33
250 260 254,70 254,52 254,55 254,56 254,54 254,64 254,63 254,70 254,76 254,58 254,71 254,71
260 270 263,59 263,69 263,50 263,75 263,42 263,80 263,65 263,88 263,80 263,64 263,68 263,62
270 280 274,51 274,42 273,87 274,63 274,49 274,52 274,54 274,52 274,23 274,38 274,32 274,30
280 290 284,88 284,70 284,67 284,93 284,69 284,58 284,86 284,99 284,73 284,89 284,94 284,88
290 300 299,26 299,32 299,35 299,20 299,47 299,39 299,52 299,32 299,18 299,25 299,40 299,45
Média 112,36 97,99 66,10 63,09 109,30 107,99 120,42 117,33 107,53 105,83 117,38 141,79
34
Rosas-dos-Ventos Mensais
35
Rosas-dos-Ventos Anuais
2004 2003
2007 2006
2005
2008
2009 2010
36
TABELA 12 - PREVISÃO DA ENERGIA A PRODUZIR NO ANO DE 2014 COM OS CINCO AEROGERADORES
Previsão da Energia a produzir no ano de 2014 com os cinco aerogeradores (kWh)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 4,28E+05 3,71E+05 4,46E+05 3,89E+05 2,50E+05 2,40E+05 1,59E+05 1,49E+05 1,50E+05 3,54E+05 3,38E+05 4,08E+05 3,68E+06
Previsão da Produção Total de Energia (Central Termoelétrica + 5 aerogeradores) (kWh)
com respetivo consumo de gasóleo (L)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
Produção
Total
(kWh)
1,73E+06 1,55E+06 1,68E+06 1,57E+06 1,62E+06 1,67E+06 1,83E+06 1,97E+06 1,84E+06 1,78E+06 1,68E+06 1,77E+06 2,07E+07
Consumo
Gasóleo
(L)
3,40E+05 3,04E+05 3,26E+05 3,08E+05 3,57E+05 3,69E+05 4,18E+05 4,56E+05 4,22E+05 3,60E+05 3,27E+05 3,58E+05 4,35E+06
TABELA 13 - PREVISÃO DA PRODUÇÃO TOTAL DE ENERGIA DADA PELA EMPRESA (CENTRAL TERMOELÉTRICA + 5
AEROGERADORES) COM RESPETIVO CONSUMO DE GASÓLEO
Percentagem da penetração de Energia produzida a partir dos cinco aerogeradores na rede elétrica (%)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 24,75% 23,87% 26,61% 24,73% 15,45% 14,39% 8,68% 7,55% 8,14% 19,93% 20,15% 23,11% 17,80%
TABELA 14 - PERCENTAGEM DA PENETRAÇÃO DE ENERGIA PRODUZIDA A PARTIR DOS CINCO AEROGERADORES NA
REDE ELÉTRICA
TABELA 15 - PREVISÃO DA PRODUÇÃO DE ENERGIA SÓ A PARTIR DE GASÓLEO (ENERGIA TOTAL – ENERGIA
PRODUZIDA PELOS AEROGERADORES)
Previsão da Produção de Energia só a partir de gasóleo (Energia total – Energia produzida pelos aerogeradores) (kWh)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 1,30E+06 1,18E+06 1,23E+06 1,18E+06 1,37E+06 1,43E+06 1,67E+06 1,82E+06 1,69E+06 1,42E+06 1,34E+06 1,36E+06 1,70E+07
TABELA 16 - PREVISÃO DO CONSUMO DE GASÓLEO SE A ENERGIA PREVISTA FOSSE OBTIDA SÓ A PARTIR DO MESMO
Previsão do consumo de gasóleo se a energia prevista fosse obtida só a partir do mesmo (L)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 4,52E+05 3,99E+05 4,44E+05 4,10E+05 4,23E+05 4,31E+05 4,58E+05 4,93E+05 4,59E+05 4,50E+05 4,09E+05 4,66E+05 5,29E+06
37
Poupança de gasóleo face ao funcionamento dos cinco aerogeradores (L)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 1,12E+05 9,53E+04 1,18E+05 1,01E+05 6,53E+04 6,20E+04 3,98E+04 3,72E+04 3,74E+04 8,96E+04 8,24E+04 1,08E+05 9,41E+05
TABELA 17 - POUPANÇA DE GASÓLEO FACE AO FUNCIONAMENTO DOS CINCO AEROGERADORES
TABELA 18 - PERCENTAGEM DE POUPANÇA DE GASÓLEO
Percentagem de poupança de gasóleo (%)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 24,75% 23,87% 26,61% 24,73% 15,45% 14,39% 8,68% 7,55% 8,14% 19,93% 20,15% 23,11% 17,80%
TABELA 19 - POUPANÇA MONETÁRIA DO GASÓLEO FACE AO FUNCIONAMENTO DOS CINCO AEROGERADORES
Preço médio por Litro de Gasóleo (2014 ) 0,79 €
Poupança monetária do gasóleo face ao funcionamento dos cinco aerogeradores (€)
Mês
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Total
Anual
2014 88454,09 75392,86 93562,85 80179,10 51696,51 49022,97 31472,79 29448,15 29584,89 70905,15 65214,51 85136,67 744736,96
38
Especificações do Aerogerador E-30 fornecidas pela ENERCON
39
