Teixeira, Paulo Roberto de FreitasLisboa, Rodrigo da Cruz2025-04-022025-04-022016LISBOA, Rodrigo da Cruz. Avaliação numérica da potência das ondas absorvida por um dispositivo de coluna de água oscilante instalado na costa sul do Brasil. 2016. 93f. Dissertação(mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2016.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12559Dissertação (mestrado)O aumento da demanda mundial por energias, associado à tendência de ampliação da utilização de fontes energéticas renováveis faz com que pesquisadores e engenheiros voltem as suas atenções para a energia contida nas ondas do mar. Embora estudos globais indiquem um grande potencial energético das ondas em várias regiões costeiras do mundo, para a otimização do desempenho de conversores de energia das ondas, é necessária a avaliação e caracterização detalhada do potencial energético no local de instalação do equipamento. Inserido nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo a avaliação numérica da potência das ondas absorvida por um dispositivo do tipo coluna de água oscilante instalada na costa sul do Brasil. Para a determinação do potencial energético local, dez anos de ondas em águas profundas, obtidas através do modelo Wave Watch III, foram propagadas para a região de interesse através do modelo Mike 21 SW que foi aferido e validado. Resultados mostraram que o fluxo de energia em águas profundas (80 m) é de 22.3 kW/m e em águas intermediárias (14 m) esse fluxo é diminuído para 6.7 kW/m. A refração e a dissipação por atrito com o fundo são as causas para a atenuação do fluxo de energia. Além disso, foi verificada uma variabilidade do fluxo de energia moderada em águas profundas e alta em águas intermediárias. Entretanto, os custos de construção, operação e manutenção de conversores de energia das ondas são significativamente menores em águas intermediárias comparado aos mesmos em águas profundas. Com isso, estudos de viabilidade levando em conta a possibilidade de instalação de conversores em águas intermediárias são justificáveis, principalmente para os casos de estruturas mistas com duplo objetivo: abrigo e geração de energia. Para a avaliação numérica da potência gerada por uma coluna de água oscilante, na região sul do Brasil, acoplada num quebra mar, na profundidade de 14 m, utilizou-se o modelo Fluent. Com o objetivo de otimizar o conversor de energia ondas, foi determinado o tamanho ótimo da turbina do tipo Wells e foram implementados sistemas de controle de pressão na câmara e de rotação da turbina para que o equipamento opere na máxima geração de energia possível. Para a característica ondulatória local, o diâmetro da turbina ótima foi de 2,25 m e a potência mecânica gerada por unidade de CAO foi de 36,48 kW. Nessa situação, o equipamento opera com eficiência média de 54,45 %. Entretanto, verificou-se que a eficiência é variável de acordo com as características das ondas incidentes. Mostrando a importância da otimização do equipamento levando em conta as características ondulatórias do local de implementação da coluna de água oscilante.The increasing global demand for energies and the trend of using renewable sources of energy encourage researches and scientists to investigate the energy carried by ocean waves. Global studies show high wave energy potential in many parts of the world, however, to optimize wave energy converters, it is necessary the detailed evaluation and characterization of the wave energy where the converters will be installed. In this context, the objective of this study is to evaluate the wave energy generation by an oscillating water column installed in the south of Brazil. A ten-year hindcast of wave energy potential in the south of Brazil was carried out and wave characteristics offshore obtained from the model Wave Watch III were propagated to the interest region by the model Mike 21 SW that was calibrated and validated. Results showed a wave energy flux of 22.3 kW/m offshore (80 m) and, nearshore (14 m), the wave energy flux was diminished to 6.7 kW/m. Refraction and bottom friction dissipation are the reasons for the wave energy flux attenuation. Moreover, the variability of the wave energy flux is moderate in offshore and high in nearshore. Nevertheless, the costs of construction, operation and maintenance of wave energy converters are significantly lower in nearshore than offshore. Thereby, viability studies taking into account the possibility of the wave energy converters installation in nearshore is still justified, especially for multifunctional structures such as a harbor or coastal protection equipped with a wave energy converter. The numerical evaluation of energy generation by ocean waves at an oscillating water column, localized in the south of Brazil, coupled with breakwater, situated at 14 m depth, was carried out by the Fluent model. In order to optimize the wave energy converter, the optimum Wells turbine diameter was defined considering control systems of rotational speed and pressure in the chamber. For the local wave characteristics, the optimum diameter obtained was 2.25 m and the output power of the turbine was 36.48 kW for that case, resulting in an efficiency of 54.15 %. However, the oscillating water column efficiency changes accordingly with the incident waves, showing the importance of optimizing the wave energy converter with the local wave characteristics.poropen accessEnergia das OndasColuna de Água OscilanteSimulação NuméricaWave EnergyOscillating Water ColumnNumerical SimulationmasterThesis