O potencial energético do gradiente térmico na plataforma continental do sul do brasil

Abstract

O crescimento da demanda energética, prevista para a metade do século XXI, com números embasados no crescimento demográfico e de consumo dos países em desenvol- vimento, sugere a busca por fontes energéticas renováveis e de menor impacto ao meio ambiente, conforme os tratados da política internacional. Portanto, o fornecimento de energia suplementar se torna vital nas sociedades modernas e sua extensão até o mar tem se constituído uma recente preocupação do ponto de vista enérgico e ecológico. Várias formas de conversão de energia foram desenvolvidas no decorrer dos anos, com destaque para a energia dos gradientes térmicos. A Plataforma Continental Sul do Bra- sil (PSCB) possui alta variabilidade espacial e temporal nos campos de temperatura, de forma que existe a necessidade de uma análise das regiões de maior potencial energético com respeito ao gradiente vertical de temperatura. Neste estudo, foram utilizados dados do modelo OCCAM com uma grade de resolu- ção horizontal de 0, 25o e resolução vertical de 66 níveis, distribuídos ao longo de um sistema de coordenadas vertical. Foram utilizadas imagens de temperatura superfícial do mar (TSM) obtidas a partir do sensor AVHRR (Advanced Very High Resolution Ra- diometer) de forma a realizar a validação dos dados do modelo OCCAM. A análise da média dos dados do modelo indicou um sítio energético de maior viabilidade devido oC ao padrão médio do gradiente térmico de aproximadamente 0, 17 ao longo da coluna vertical (545 m de profundidade) no oceano. Neste local, foram coletados os dados, e aplicados a um módulo de conversão de energia térmica dos oceanos que vem sendo desenvolvido na Universidade Federal do Rio Grande - FURG. A região de estudo de- monstrou possuir um local com ótimo potencial energético, onde a produção máxima de energia pode alcançar 111, 9MW , associada com um padrão variabilidade tempo- ral dominante de 12 meses. Este sítio energético demonstra maior eficiência durante o período de verão e outono ao longo dos anos e sua média para todo o período é de 94, 3MW . Neste estudo, duas correntes: Corrente do Brasil (CB) e a Contra Corrente Costeira (CCC), com águas de origem tropical e subantártica com aportes continentais, respecti- vamente, tem alta correlação com os valores dos gradientes térmicos e com os significa- tivos eventos de conversão energética. O sítio energético demonstrou alta estabilidade à sazonalidade e à gama de eventos meteorológicos e oceanográficos, de forma que pode ser qualificado como uma fonte suplementar a matriz energética do país para um futuro próximo.

The growth in energy demand foreseen for mid-century, with numbers expected on the basis of population growth and consumption in the developing countries, suggests the search for renewable and low-environmental impact energy sources. Therefore, the provision of additional energy is needed in modern societies and the possibility to extent valuable energy conversion zones to the sea has been a recent concern under energetic and ecological policies. Several methods of energy conversion have been developed over the years, especially the energy from thermal gradients. The Southern Brazilian Shelf (SBS) has high spatial and temporal variability in temperature fields. This con- dition indicates the need for analysis to delineate areas of higher energetic potential associated with the vertical temperature gradient. In this study, data from the OCCAM model were used with a grid of horizontal resolution of 0.25o, and vertical resolution of 66 levels spread over a system of vertical coordinates. Images of SST derived from AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer ) on board the NOAA series satellites were used in order to carry out the validation of the numerical results. Through the mean analysis of the numerical results was possible to find out the most suitable place for the usage of Oceanic Thermal Energy oC Conversion (OTEC). In this region, the average thermal gradient of 0.17 was observed along the vertical column (545 m depth) of sea. At this site, the data were collected and applied to a power conversion module, under development at Universidade Federal do Rio Grande - FURG, with a theoretical OTEC. The studied site hinder great energy potential, where the maximum output power can reach 111.9MW , associated with dominant temporal variability of 12 months. This site presented high efficiency associated with the period of summer and fall over those ye- ars, and the average power conversion through this period was 94.3MW . The meeting of two currents: the Brazil Current (BC) and the Counter Coastal Current (CCC), with Tropical waters and Subantarctic origin of continental inputs, respectively, are higly correlated with the values of thermal gradient and significant energy conversion. The energy site have showed high stability through the seasons and also through meteorolo- gical and oceanographic events, qualifying this energy source as a viable source for the brazilian energetic matrix in the near future.