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Uso de energias sustentáveis em navios de recolha de resíduos

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Abstract(s)

Essa tese baseia-se num projeto realizado em conjunto com a empresa Island Power Solutions Ltd, cujo objetivo é estudar uma alternativa para reduzir o problema do excesso de lixo plástico nos oceanos, através do projeto de um navio de recolha de resíduos. Este navio possuirá um sistema de tratamento e conversão de lixo em energia a bordo, para assim produzir combustíveis biológicos que possam ser utilizados para tornar a embarcação autossustentável, juntamente com outras fontes alternativas de energia, em especial a energia solar. Esta tese consiste num estudo preliminar de tal embarcação incluindo dimensionamento e análise energética, para assim avaliar o potencial e identificar as áreas que ainda necessitam de desenvolvimento para o uso efetivo deste sistema em ambiente real de operação. Para esse estudo foram analisadas diversas tecnologias e navios existentes que realizam operação de coleta de lixo ou que simplesmente navegam movidos apenas a energias renováveis. Também foi necessário utilizar sistemas de reanálise meteorológica como o MERRA-2 e o ERA5 para se obter com maior precisão o comportamento dos recursos solar e eólico no local de estudo, o Mar Mediterrâneo. Simplificações baseadas em artigos científicos precisaram ser feitas para se obter um primeiro modelo teórico, durante a fase preliminar do projeto da embarcação sustentável, que é objetivo da tese. Conclui-se neste trabalho que é possível se desenvolver barcos de recolha de resíduos e reaproveitá-los internamente, este navio também contará com uma produção de energia extra, oriunda de painéis fotovoltaicos. No entanto muitos dos equipamentos necessários para o correto funcionamento do navio ainda estão em fase de estudo ou desenvolvimento, causando um atraso na finalização do projeto.
This thesis is based on a project, carried out jointly with the company Island Power Solutions Ltd, whose goal is to study an alternative to reduce the problem of excess of plastic waste in the oceans through the design of a waste collecting vessel. This ship will have an on-board waste-to-energy system to produce biofuels that can be used to make the vessel self-sustaining, along with other alternative sources of energy, especially solar energy. This thesis is a preliminary study of such a vessel, including sizing and energy analysis, to evaluate the potential and identify the areas that still need development for the effective use of this system in real operating environment. For this study, several technologies and existing ships that carry out operations of marine litter retrieval or that simply sail powered by renewable energy were analyzed. It was also necessary to use meteorological reanalysis systems such as MERRA-2 and ERA5 to obtain more accurately the behavior of solar and wind resources at the studied location, the Mediterranean Sea. Simplifications based on scientific articles had to be made to obtain a first theoretical model during the preliminary phase of the sustainable vessel project, which is the final goal of the thesis. It is concluded in this work that it is possible to develop waste collection boats and reuse them internally. This ship will also have an extra energy production from photovoltaic panels. However, many of the equipment required for the proper functioning of the ship are still under study or development, causing a delay in the completion of the project.

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Keywords

Resíduo marinho Reanálise meteorológica Ano típico meteorológico Navio sustentável Recurso solar Recurso eólico Marine litter Meteorological reanalysis Typical meteorological year Sustainable vessel Solar resource Wind resource

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