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Volume 20, Issue 1 - March 2020

 

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Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 20, Issue 1, March 2020, Pages 61-78

DOI: 10.5894/rgci-n281
* Submission: 25 AGO 2019; Peer review: 8 SEP 2019; Revised: 16 MAR 2020; Accepted: 16 MAR 2020; Available on-line:25 MAY 2020

Tidal Farm Electric Energy Production in the Tagus Estuary

José Maria Ceregeiro@ 1, Manuel Duarte Pinheiro2, Francisco Javier Campuzano3

@ Corresponding author: jmsasceregeiro@gmail.com
1 Instituto Superior Técnico.
2 Instituto Superior Técnico. Email: manuel.pinheiro@tecnico.ulisboa.pt
3 Instituto Superior Técnico. Email: campuzanofj.maretec@tecnico.ulisboa.pt

ABSTRACT
The exponential population growth and increasing world energy consumption has prompted the World to search for new forms of renewable energy that could curb our dependence on fossil fuels, in order to safeguard the world's environment from the looming threat of climate change. Tidal energy is arguably one of the most promising renewable solutions to replace and diversify part of the energy supply. This is due to the tide's high predictability and technological maturity when compared to other renewable sources, as it is an untapped market with room for development. The main goal of this work is to explore the viability of powering the river-side urban areas, namely Oeiras and Lisbon, through the Tagus' tidal energy. Such is accomplished by modelling the Tagus estuary's hydrodynamics through MOHID - a water modelling software developed by MARETEC, at the Instituto Superior Técnico. Different simulations were made, for different river water discharges throughout the year, so as to determine the behavior of said tidal farm over the course of one year. To simulate the energy production that this solution would generate, two calculation modes were used - one through the use of theoretical equations to predict the energy production of a tidal farm, and the other through the use of MOHID's built-in tool to assess a tidal turbine's energy production. In the end, an economic assessment of such a solution is presented, based on current tidal energy costs.

Keywords: Tidal Energy; Tidal Energy Converter (TEC); Levelized Cost of Energy (LCOE); MOHID; Tidal turbine; Simulation.

RESUMO
O crescimento populacional e o consequente aumento do consumo de energia mundial originou a procura de novas formas de energias renováveis que pudessem reduzir a nossa dependência em combustíveis fósseis, de forma a salvaguardar o Ambiente da ameaça iminente das alterações climáticas. A energia das marés é uma das possíveis soluções para substituir e diversificar parte do fornecimento de energia. Isto deve-se à elevada previsibilidade das marés e da maturidade das soluções tecnológicas existentes quando comparadas com outras fontes de energia renovável, dado que se trata de um mercado inexplorado com espaço para desenvolvimento. O objetivo principal deste trabalho é explorar a viabilidade de alimentação das zonas urbanas ribeirinhas, nomeadamente Oeiras e Lisboa, através da energia das marés do estuário do Tejo, através da modelação do estuário do rio Tejo com o MOHID, um software de modelação hidrodinâmica desenvolvido pelo MARETEC, no Instituto Superior Técnico. Diferentes simulações foram feitas, para diferentes descargas do rio, para determinar o comportamento de um hipotético parque de turbinas ao longo de um ano. Foram usados dois modos de cálculo para estimar a energia que esta solução produziria - um através do uso de equações teóricas para prever a produção de energia de um campo de aproveitamento de energia das marés, e outro através do uso de uma ferramenta incorporada no MOHID para determinar a produção de energia de uma turbina. No fim, é apresentada uma avaliação económica dessa solução com base nos custos atuais de energia das correntes de marés.

Palavras-chave: Energia das marés; Conversor da Energia das Marés (TEC); Custo Nivelado de Energia (LCOE); MOHID; Turbina de marés; Simulação.