PT103812A - Sistema aquático para armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido. - Google Patents

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA SUBAQUÁTICO PARA ARMAZENAMENTO DE ENERGIA, QUE RECORRE A AR COMPRIMIDO, VOCACIONADO PARA AJUSTAR NO TEMPO A PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA DE GRANDES SISTEMAS DE PRODUÇÃO ÀS CURVAS DE CONSUMO. PARA ESSE EFEITO, ESTE SISTEMA COMPREENDE UM RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO DE VOLUME VARIÁVEL (3), UM COMPONENTE DE ANCORAGEM DO SISTEMA (4), E UM TUBO DE LIGAÇÃO (2) DO SISTEMA A UM MEIO DE PRODUÇÃO DE ENERGIA E DE COMPRESSÃO DE AR (1). ASSIM, O PRESENTE INVENTO ENCONTRA A SUA APLICAÇÃO PRINCIPAL NO AJUSTAMENTO DA PRODUÇÃO DE ENERGIA ASSOCIADA A PARQUES EÓLICOS OCEÂNICOS FLUTUANTES, A INSTALAR LONGE DAS REGIÕES COSTEIRAS, OU A OUTROS SISTEMAS OCEÂNICOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA QUE ESTEJAM SUJEITOS A REGIMES IRREGULARES DA PRODUÇÃO OU DO CONSUMO.

Description

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DESCRIÇÃO

"SISTEMA AQUÁTICO PARA ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SOB A FORMA DE AR COMPRIMIDO"

Domínio técnico da invenção A presente invenção consiste num sistema subaquático de armazenamento de energia, que funciona através de ar comprimido, composto por um reservatório de ar comprimido de volume variável, um tubo de pressão que liga o sistema externo de produção de energia ao reservatório, e um componente de ancoragem do sistema.

Desta forma, a presente invenção tem aplicação na indústria energética, visando o ajuste no tempo da produção eléctrica de grandes sistemas aquáticos às curvas de consumo de energia eléctrica.

Antecedentes da invenção

As redes eléctricas com dimensão semelhante à da rede nacional Portuguesa apresentam um problema importante relacionado com os ciclos diários de consumo. Estes ciclos envolvem picos de consumo em algumas alturas do dia, enquanto, noutras apresentam um consumo várias vezes inferior. Tradicionalmente, estes ciclos eram conhecidos e previsíveis e as produções eléctricas (em centrais térmicas e em barragens) podiam ser ajustadas às curvas do consumo diário. Mas, recentemente, o aparecimento de sistemas de produção baseados em novas fontes de energia renovável criou novos problemas a este nível, pois estes sistemas acrescentam incerteza e imprevisibilidade ao nivel da produção. 2

Em termos quantitativos, o aproveitamento da energia eólica é de longe a mais importante destas novas modalidades de produção de energia eléctrica. Esta forma de produção de energia é também a que levanta maiores problemas em termos de previsibilidade e de relação entre valores máximos e minimos de produção.

Existem diferentes métodos para minorar este problema de balanço entre produção e procura. Entre eles contam-se a permuta de energia eléctrica com redes exteriores adjacentes e o ajuste directo da produção nos sistemas electro-produtores em que é mais fácil ajustar a potência produzida (por exemplo, é mais fácil e rápido fazer este ajuste numa barragem do que numa grande central termoeléctrica) . No entanto, estas metodologias apresentam limitações importantes, por exemplo, considerando uma situação de verão em que os niveis das albufeiras já estão próximos das cotas mínimas, limitando a capacidade de ajuste através de produções em barragens e o facto de redes eléctricas adjacentes terem, usualmente, ciclos diários de consumo coincidentes. O armazenamento de energia eléctrica seria sem dúvida a forma mais eficaz de ajustar os valores instantâneos de produção às necessidades de consumo mas dadas as grandes quantidades de energia envolvidas não existem, actualmente, soluções tecnológicas que permitam fazer este armazenamento em condições de viabilidade económica.

Assim, resta a hipótese de utilizar métodos indirectos de armazenamento em que a energia é armazenada sob formas não-eléctricas, mas em que seja possível depois transformar a energia armazenada em electricidade com poucas perdas e 3 permitindo convertida alterar de forma rápida em electricidade em cada a quantidade momento. de energi a

Entre estes métodos, o mais utilizado actualmente é o armazenamento sob a forma deslocação de água entre dois reservatórios a cotas diferentes (diferentes altitudes), em que a energia é armazenada sob a forma de energia potencial gravitica e a quantidade de energia armazenada depende do volume dos reservatórios e da diferença de nivel entre eles.

Outro método de armazenamento com capacidade de armazenar grandes quantidades de energia recorre a ar comprimido e é, usualmente, conhecido pela sigla inglesa CAES (Compressed Air Energy Storage), que se pode traduzir para Português por "Armazenamento de Energia por Ar Comprimido". Existem, actualmente, poucos casos práticos deste tipo de sistemas de grande dimensão em operação uma vez que, até ao momento a prática seguida tem consistido em aproveitar reservatórios preexistentes, como minas ou cavernas naturais. Dado que o volume de armazenamento de ar necessário para sistemas de balanceamento de produções significativas de electricidade é muito grande, não tem sido considerado viável construir de raiz reservatórios dedicados. o de vos ica são em e, O ar comprimido pode ser, assim, utilizado para armazenamento de energia. Ao recuperar energia a partir ar comprimido a situação mais comum é utilizar dispositi que convertem para energia eléctrica a energia mecân resultante da expansão do ar comprimido até à pres atmosférica. Há, no entanto, casos, relativamente, raros que o objectivo final é utilizar energia mecânica 4 portanto, não é necessário o processo de conversão em energia eléctrica. Um exemplo destes casos é a utilização directa de ar comprimido na propulsão de automóveis, e equipamentos industriais. No entanto, neste tipo de sistemas de pequena dimensão torna-se necessário utilizar depósitos de muito alta pressão, ficando os mesmos muito pesados, para conseguir armazenar uma quantidade útil de energia num volume reduzido.

Devido a este factor, o armazenamento de energia através do ar comprimido resulta de forma mais económica e eficaz em sistemas fixos de grande dimensão. Exemplos práticos deste tipo de sistemas de grande dimensão são os dedicados a armazenar energia para equilibrar curvas de produção e consumo em redes eléctricas.

Para estas aplicações em particular é mais comum recorrer-se a grandes depósitos rígidos ou a sistemas naturais de armazenamento, como minas ou cavernas naturais situadas a grande profundidade. Estes sistemas de armazenamento possuem um volume fixo e a pressão do ar armazenado varia durante o ciclo de utilização, reduzindo-se progressivamente à medida que o ar vai sendo consumido. Esta redução progressiva da pressão durante o processo de recuperação da energia armazenada afecta negativamente a eficiência dos sistemas de conversão ar comprimido/electricidade.

Numa pesquisa cuidada ao estado da técnica foram encontradas diversos documentos que divulgam tecnologia de armazenamento de energia através de ar comprimido. E de destacar que destes só um pequeno subconjunto trata o armazenamento subaquático de ar comprimido e, dentre estes, 5 alguns divulgam o recurso a depósitos rígidos (usualmente em aço ou outros metais) em que o volume de armazenamento do ar é constante e em que, consequentemente, a pressão do ar armazenado é variável. 0 documento GB1356488 divulga um sistema subterrâneo e o documento JP2071053 divulga um sistema montado à superfície que utiliza um diferencial de altitude entre dois depósitos. Fundamentalmente, estes dois documentos descrevem sistemas de armazenamento de ar comprimido trabalhando a pressão de ar constante, encontrando-se os dois sistemas localizados em terra. Ambos utilizam a pressão hidrostática de uma coluna de água mas empregam no armazenamento reservatórios rígidos de volume constante. Estes sistemas são fundamentalmente diferentes do agora proposto uma vez que, por serem baseados em terra ao invés de serem subaquáticos, não utilizam a pressão externa gerada naturalmente pelo meio aquoso envolvente para equilibrar a pressão exercida internamente pelo ar comprimido nas paredes do deposito.

No que se refere a sistemas subaquáticos, que descrevem sistemas de armazenamento de ar comprimido ou gases combustíveis, refira-se o documento US6347910 que menciona um sistema de armazenamento de energia, totalmente posicionado no fundo de um corpo de água. Este sistema é totalmente diferente do agora proposto, pois alem de estar assente no leito do corpo de água, ao invés de estar situado à profundidade intermédia que gera a pressão de trabalho desejada, recorre a depósitos rígidos de pressão variável, ao invés de utilizar o conceito de depósitos de volume variável trabalhando a pressão constante, e integra 6 os sistemas de compressão e descompressão junto com estes depósitos no fundo do corpo de água.

Nos documentos JP57008363 e JP2119638 é descrito um sistema no qual um depósito rígido é construído assente no fundo de um corpo de água. Este depósito é empregue para armazenar ar comprimido à pressão hidrostática do fundo do corpo de água sendo o balanceamento da pressão efectuado através do movimento de entrada e saída de água no depósito. De salientar que a principal diferença entre a matéria nestes divulgada é a não existência, no documento JP2119638, de uma válvula de controlo da entrada e saída de água do depósito.

Estes sistemas são diferentes do agora proposto, pois além de estarem assentes no fundo do corpo de água, ao invés de estarem situados à profundidade intermédia que gera a pressão de trabalho desejada, recorrem a depósitos rígidos de volume constante, onde é permitida a entrada de água para perfazer o volume não ocupado pelo ar comprimido, ao invés de utilizar o conceito de depósitos de volume variável trabalhando a pressão constante. O documento US4402632 descreve também um sistema subaquático de armazenamento de gases comprimidos, arrefecidos e liquefeitos mas refere-se não a um sistema de armazenamento de ar comprimido, mas sim de armazenamento de gases combustíveis, requerendo isolamento térmico. Por isso, ao contrário do sistema agora proposto, recorre a um depósito rígido isolado termicamente, assente no fundo do mar, em que a variação de volume e o consequente ajuste da pressão é conseguida através do movimento de um êmbolo. Basicamente, este sistema é totalmente diferente do 7 presente invento desde do seu objectivo até às soluções técnicas.

No documento US4433940 o sistema subaquático de armazenamento de gases ou líquidos combustíveis inclui a capacidade de colocar o depósito a profundidades pré-seleccionadas, algures a meio da coluna de água, e requer isolamento térmico. Este sistema apresenta algumas semelhanças com a presente proposta. No entanto, o depósito descrito neste documento (US4433940) difere daquele que a presente invenção propõe, uma vez que, por se destinar ao armazenamento de gases e líquidos combustíveis, usa um reservatório rígido e isolado termicamente, com o volume ajustado pelo movimento de um êmbolo, enquanto a presente invenção recorre a um depósito flexível, tipo "balão", não isolado termicamente, e em que todo o volume é ajustado naturalmente pelo balanço entre a pressão do ar armazenado e a pressão hidrostática local. O documento JP58214608 divulga um sistema que recorre a um depósito de ar comprimido de volume variável que é afundado até ao fundo do corpo de água e aí assente. Neste documento, a pressão de trabalho do ar comprimido depende directamente da profundidade local do corpo de água, não podendo ser ajustada de acordo com critérios de eficiência dos sistemas de compressão e de recuperação da energia armazenada. Adicionalmente, o sistema descrito não é apropriado para sistemas oceânicos em que as profundidades envolvidas excedam as pressões de trabalho óptimas. Cabe também referir que, em sistemas de produção de energia gue abranjam superfícies significativas (por exemplo, um parque eólico oceânico flutuante), o sistema descrito neste documento implicaria a utilização de reservatórios com diversas pressões de trabalho, como resultado das diferentes profundidades de cada local de instalação.

Neste âmbito, nenhuma das invenções anteriormente descritas divulga a matéria da invenção agora proposta, visto o objecto ser um sistema para armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido em que o reservatório, de volume variável, é posicionado em suspensão a qualquer profundidade desejada. É de salientar que o sistema da presente invenção é apropriado para sistemas oceânicos em que as profundidades envolvidas excedam as pressões de trabalho óptimas, pois permite ajustar livremente a profundidade de cada reservatório individual permitindo que todos se situem à mesma profundidade e, portanto, tornando possivel a utilização de sistemas de compressão de ar e de reaproveitamento de energia idênticos para todos os depósitos.

Breve descrição das figuras A Figura 1 apresenta um esquema do principio de funcionamento da presente invenção, em que (1) se refere a um sistema de produção de energia, (2) representa um tubo de pressão, que conduz o ar comprimido produzido pelo sistema de produção de energia, (3) representa um depósito de volume variável e (4) representa um dispositivo de ancoragem ao fundo do corpo de água.

Descrição da invenção O princípio básico desta invenção destina-se ao armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido num reservatório de volume variável (3), mergulhado num corpo de água profundo, por exemplo em condições oceânicas, e utilizando a pressão hidrostática da coluna de água 9 exercida sobre o exterior da superfície do depósito, para compensar exactamente a pressão exercida pelo ar comprimido sobre a superfície interior depósito. Este equilíbrio de pressões interior e exterior evita a necessidade de utilizar para o depósito um invólucro resistente a diferenciais de pressão significativos.

Para esse efeito, o sistema proposto pela presente invenção é composto por um reservatório de ar comprimido de volume variável (3), um tubo de ligação (2) do sistema a um meio externo de produção de energia e de compressão de ar (1) e um dispositivo de ancoragem (4) que tem como função fixar o sistema no local e profundidade desejados, evitando que sofra deslocações horizontais ou verticais de monta. 0 processo de armazenamento verifica-se a pressão constante no interior de um reservatório de volume variável (3), que pode ser de vários tipos, sendo preferencialmente um balão deformável (com superfície flexível, mas não elástica, com comportamento semelhante ao de uma bóia insuflável). Uma forma de implementar este conceito é definir previamente linhas de dobragem da superfície flexível do reservatório à semelhança do que acontece com estruturas convencionais do tipo fole. Desta forma o reservatório varia o seu volume de armazenamento de forma a poder conter quantidades variáveis de ar comprimido. Gomo este reservatório flexível está imerso num meio aquoso, a pressão exercida por este meio é directamente transmitida ao ar contido no interior do reservatório, pelo que este fica comprimido de acordo com a pressão hidrostática exterior. Esta pressão hidrostática apenas está condicionada pela profundidade a que está situado o reservatório. Assim desde que o reservatório não 10 sofra deslocações verticais pode assumir-se que trabalha a pressão constante.

Este reservatório quando contiver ar comprimido estará sujeito a uma força de impulsão ascensional devida ao volume de água deslocada. Esta força ascensional obrigaria o reservatório a subir se não estivesse retido por um sistema de ancoragem.

Assim, o reservatório para além de ser composto pela superfície deformável de contenção do ar, tem de incluir um sistema de retenção ligado ao dispositivo de ancoragem. Para evitar esforços que obriguem à utilização no reservatório de uma superfície muito resistente (em especial nas zonas de fixação dos cabos do sistema de ancoragem à parede do reservatório), propõe-se que o sistema de ancoragem seja fixado a uma rede ou película resistente que cubra a parte superior do reservatório ao invés de ser fixado directamente a superfície deste.

Devido à igualização natural entre a pressão hidrostati exterior e a pressão do ar contido no reservatório, ca as es to vo i s os paredes do reservatório não diferenciais de pressão. O constituído por uma rede ou de ancoragem, contribuirá exercidos sobre a superfície que possam resultar da acção necessitam de aguentar grand sistema de contenção propos película ligada ao dispositi para atenuar esforços loca do reservatório como sejam de correntes oceânicas. A abordagem proposta nesta invenção requer que o reservatório permita a transmissão directa da pressão entre o meio aquoso envolvente e o ar armazenado. Assim, este reservatório não poderá ser inteiramente rígido e 11 indeformável, pois não permitiria a transmissão de pressão referida. No entanto, o modelo de superfície flexível e deformável descrito acima não é a única solução possível para a implementação desta invenção. De facto, para ter a capacidade de conter ar e transmitir a pressão, a superfície do reservatório pode ser: plasticamente deformável (como descrito na solução preferencial proposta acima); elástica (como nos vulgares balões de ar usados em festas); uma combinação de um ou mais elementos rígidos e de superfícies deformáveis, plásticas ou elásticas (por exemplo um reservatório composto por campânula rígida na parte superior e uma superfície flexível na parte inferior); constituída por um ou mais elementos rígidos que possam deslizar uns em relação aos outros para permitir variar o volume.

Para que a pressão do ar armazenado seja a desejada para os sistemas de compressão e reaproveitamento de energia, o reservatório deve ser posicionado a uma profundidade intermédia entre a superfície livre e o fundo do corpo de água, escolhida de forma a que a pressão hidrostática corresponda à pressão de trabalho desejada. Um aumento da profundidade de instalação do sistema reflecte-se directamente num aumento da pressão exercida sobre a superfície exterior do reservatório. Por sua vez, devido à capacidade de variação de volume do reservatório, um aumento da pressão exterior vai resultar numa maior taxa de compressão do ar nele contido, sendo que a pressão do ar comprimido tende a igualar a pressão exterior exercida pela água na superfície do reservatório. A profundidade de instalação deve assim ser seleccionada do sistema de armazenamento por forma a que a pressão 12 hidrostática exercida no reservatório corresponda à pressão de trabalho que optimiza o funcionamento dos sistemas de compressão de ar e de recuperação de energia a partir do ar comprimido.

Uma vez que esta invenção diz respeito ao sistema de armazenamento de energia e, por isso, não integra a componente de compressão e de expansão do ar, a especificação da pressão de trabalho (e portanto da profundidade de trabalho), deve ser feita de acordo com as caracteristicas concretas das unidades de compressão do ar e de descompressão/recuperação de energia utilizadas no sistema externo de produção. No entanto face às caracteristicas típicas das unidades actualmente utilizadas e face às quantidades de energia a armazenar para regularizar produções eléctricas de sistemas industriais oceânicos de larga escala, e a necessidade de incorporar um sistema de ancoragem, será de esperar que a coluna de água disponível (diferença de cota entre a superfície livre do corpo de água e o seu leito) tenha de ser da ordem de uma centena de metros ou superior. Assim, as situações típicas de aplicação desta invenção serão aquelas onde ocorram naturalmente estas profundidades ou em que seja possível consegui-las artificialmente através de processos de dragagem ou similares. 0 ar comprimido a utilizar para armazenamento de energia será proveniente de um sistema de produção de energia (1), que inclui as unidades de compressão e descompressão do ar. Casos típicos destes sistemas de energia incluem plataformas, flutuantes ou com estrutura rígida com fundação no fundo do corpo de água, contendo turbinas eólicas ou sistemas de aproveitamento da energia das ondas. 13 O ar comprimido gerado pelo sistema de produção de energia (1) é conduzido através de um tubo de pressão (2) para o depósito de volume variável (3). 0 tubo de pressão deve ter capacidade de aguentar a pressão de trabalho uma vez que está submetido a pressões exteriores que variam entre a pressão atmosférica, na região da plataforma, e a pressão de trabalho do sistema, na região do reservatório.

Adicionalmente este tubo deve ter capacidade de suportar o meio oceânico (água salgada) sem sofrer deterioração exterior. Tubos de pressão com este tipo de caracteristicas já são utilizados em aplicações oceânicas ligadas a actividades científicas ou industriais, por exemplo de pesquisa oceanográfica ou de exploração de combustíveis fósseis. É de notar que o transporte do ar entre o sistema externo de energia e o reservatório de ar comprimido pode ser concretizado através de um único tubo de pressão que será utilizado para conduzir o ar do sistema de energia (unidade de compressão do ar) para o reservatório nas fases de armazenamento de energia, e para conduzir o ar do reservatório para o sist ema de energia (unidade de descompressão do ar e recuperação de energia) nas fases em que se pretende produzir energia eléctrica a partir do ar comprimido. No entanto também será possível utilizar uma conduta contendo dois tubos de pressão, um destinado a conduzir o ar do sistema exterior para o reservatório e o outro para conduzir o ar do reservatório para o sistema de recuperação da energia. Esta segunda configuração permite conduzir o ar simultaneamente nas duas direcções e, portanto, permitirá que o sistema de energia esteja também simultaneamente a produzir ar comprimido e a produzir 14 energia eléctrica a partir do ar comprimido vindo do reservatório. Este tipo de solução poderá por exemplo ser empregue quando o sistema de compressão do ar utilizar directamente energia mecânica proveniente dos sistemas de captação (por exemplo turbinas eólicas ou sistemas de recuperação de energia das ondas) sem conversão intermédia em electricidade. Neste caso o sistema de produção de electricidade estaria sempre associado à recuperação de ar comprimido proveniente do reservatório, evitando-se assim estágios intermédios de produção de electricidade e de utilização de electricidade para compressão do ar, e as perdas de conversão associadas. 0 depósito de ar comprimido de volume variável, resulta mais leve que o volume de água deslocado pelo que deve ser sustentado à profundidade necessária, para que a pressão produzida pela coluna de água corresponda à pressão de funcionamento, através de um dispositivo de ancoragem ao fundo do corpo de água (4) que o impeça de subir e de sofrer deslocamentos laterais significativos.

Para fixação do dispositivo de ancoragem (4) ao fundo do corpo de água pode recorrer-se a pesos que consigam fixar-se devidamente ao fundo do corpo de água impedindo deslizamentos laterais e compensar as forças de impulsão envolvidas. Este tipo de soluções de ancoragem pode ser implementado através de dispositivos metálicos como as âncoras convencionais dos navios, ou por outros meios como por exemplo elementos em betão armado assentes no fundo com configurações que evitem deslizamento ao longo do leito.

Outro modo de fixar o sistema de ancoragem do reservatório será utilizar fundações inseridas no leito que 15 eventualmente poderão ser partilhadas com o sistema de fixação da plataforma de produção de energia.

Além dos dispositivos de fixação ao leito, o sistema de ancoragem tem de incluir elementos de ligação entre estes dispositivos e o reservatório de ar comprimido. Como é habitual neste tipo de soluções de fixação oceânica, estes elementos serão preferencialmente cabos resistentes ao meio e adequados aos esforços a que são sujeitos. A ligação destes cabos ao reservatório pode ser efectuada ou através de uma ligação directa a pontos de fixação na superfície do reservatório, ou através de sua ligação a uma rede ou película que envolva pelo menos a parte superior do reservatório (que estará sujeito a uma força ascensional de impulsão), e que seja adequada para o fixar. A vantagem principal de empregar esta segunda solução de ligação ao sistema de ancoragem será evitar a necessidade de reforçar muito a película impermeável que constitui a própria superfície do reservatório uma vez que a referida cobertura ao acomodar os esforços locais associados aos pontos de fixação dos cabos de ancoragem permitirá evitar esforços locais exercidos na superfície do reservatório. 0 sistema de armazenamento de ar comprimido objecto desta invenção visa acumular grandes quantidades de energia para posterior conversão em energia eléctrica, permitindo balancear produções e consumos de electricidade ao nível de grandes sistemas produtores funcionando a pressão constante, beneficiando assim a eficiência da conversão ar comprimido/electricidade. As unidades de compressão de ar e de descompressão e recuperação de energia farão parte do sistema externo de produção de energia, e como tal não integram o sistema da presente invenção. O processo de 16 compressão do ar resulta naturalmente numa importante libertação de calor. Dado o facto destes sistemas operarem em meio oceânico a dissipação de calor gerado pelo sistema de compressão poderá convenientemente efectuada recorrendo a dissipadores em contacto com o meio aquoso. No entanto, após o processo de compressão, o ar exibirá ainda uma temperatura superior à do meio ambiente. Este excesso de temperatura será reduzido ao longo do percurso até ao reservatório de armazenamento, uma vez que o tubo de pressão que conduz o ar até ao reservatório está imerso no meio oceânico e como tal funciona como um dissipador de calor natural. Caso as condições especificas de implementação do sistema o aconselhem, a dissipação de calor ao longo do percurso do ar no tubo pode ser facilmente incrementada associando ao exterior do tubo superfícies de dissipação que aumentem a área de contacto com o meio aquoso. O calor residual que o ar possa apresentar depois do percurso no tubo de ligação entre a superfície e o reservatório, será dissipado naturalmente na sua permanência no reservatório, uma vez que este se encontra também imerso num meio aquoso de dimensões extremamente vastas.

Ao contrário do que acontece no processo de compressão, em que o calor resultante poderia eventualmente interferir no processo de armazenamento do ar objecto desta invenção, o processo de descompressão do ar comprimido não produz qualquer influência no sistema de armazenamento, uma vez que o arrefecimento ocorre durante a expansão do ar no sistema de produção energia eléctrica. Desta forma este problema já é exterior ao sistema de armazenamento objecto desta invenção. No entanto, dadas as condições de operação da unidade de descompressão e produção de energia 17 decorrerem em meio oceânico, as transferências térmicas envolvidas poderão ser resolvidas de forma muito mais conveniente do que seria possível em sistemas localizados em Terra, utilizando quer o meio ambiente atmosférico, quer em especial o vasto meio aquoso disponível. 0 sistema de armazenamento de energia objecto desta invenção é, preferencialmente, aplicável a sistemas de alto mar de produção de energia em alto mar ou em outros corpos de água com profundidades da ordem de 100 metros ou mais. O desenvolvimento de parques eólicos oceânicos flutuantes a instalar longe das regiões costeiras, empregando grupos aerogeradores de grandes dimensões, parece extremamente promissor em relação aos actuais, localizados em águas pouco profundas e usualmente próximos das costas. Entre as vantagens mais importantes deste parques localizados em alto mar, destacam-se a maior produtividade, devido a serem localizados em zonas onde o vento tende a ser mais forte e mais regular, a redução dos problemas ambientais relacionados com impactos visuais ou com prejuízos para a avifauna, a ausência de limitações de espaço que condicionem a dimensão dos parques, e a redução do impacto sobre o tráfego costeiro que parques mais próximos da costa podem apresentar.

Outros sistemas de produção de enerqia situados em alto mar que podem ganhar importância a breve prazo incluem sistemas de aproveitamento de energia das ondas, sistemas flutuantes de captação de energia solar ou mesmo sistemas de aproveitamento de diferenciais térmicos oceânicos. 18 18 de produção de energia através invenção, está É para este tipo de sistemas oceânicos energia que o sistema de armazenamento de de ar comprimido, objecto da presente preferencialmente vocacionado.

Deve ficar claro que as concretizações do presente sistema aquático para armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido, descritas anteriormente, são simplesmente possíveis exemplos de implementação, meramente estabelecidos para um claro entendimento dos princípios da invenção. Podem ser efectuadas variações e modificações às concretizações referidas anteriormente sem que se desviem substancialmente do espirito e principio da invenção. Todas essas modificações e variações devem ser incluídas no âmbito da presente invenção e protegidas pelas reivindicações seguintes.

Lisboa, 22 de Agosto de 2007

Claims (8)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema aquático para armazenamento de energia sob a forma de ar comprimido caracterizado por compreender: um ou mais reservatórios subaquáticos (3) de volume variável, em que o armazenamento do ar se dá a pressão interior constante; um ou mais tubos de ligação (2) do sistema de armazenamento de energia a um meio externo de produção de energia e de compressão de ar (1); e componentes de ancoragem (4) que fixam o sistema aquático no local e profundidade desejados evitando deslocações horizontais ou verticais.

2. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o reservatório de volume variável ser flexível, elástico ou plástico.

3. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o reservatório de volume variável ser constituído por uma estrutura tipo fole.

4. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório de volume variável ser constituído por uma combinação de um ou mais elementos rígidos e de superfícies deformáveis, plásticas ou elásticas.

5. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório de volume variável ser constituído por um 6. 2 ou mais elementos relação aos outros rígidos que possam para permitir variar deslizar o volume. uns em Sistema acordo compree segundo aquático para armazenamento de energia, de com a reivindicação 1, caracterizado por nder uma combinação de um ou mais reservatórios as reivindicações 2 a 5.

7. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os componentes de ancoragem (4) consistirem em pesos, dispositivos metálicos tipo âncora, ou por elementos em betão armado.

8. Sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os elementos de ligação entre os componentes de ancoragem (4) e o reservatório de ar comprimido serem cabos resistentes ao meio e adequados aos esforços a que são sujeitos e a ligação destes cabos ao reservatório ser efectuada ou através de uma ligação directa a pontos de fixação na superfície do reservatório, ou através da ligação a uma rede ou película que envolva pelo menos a parte superior do reservatório.

9. Utilização do sistema aquático para armazenamento de energia, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por ser aplicado no armazenamento de energia, sob a forma de ar comprimido num reservatório de volume variável mergulhado num corpo de água profundo, que usa a pressão hidrostática da coluna de água exercida sobre o exterior da superfície do depósito 3 para compensar a sobre a superfície pressão exercida pelo interior do depósito. ar comprimido Lisboa, 22 de Agosto de 2007