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Francisco João Magalhães Calhau

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  • Cost-benefit analysis of tidal energy production in a coastal lagoon: the case of Ria Formosa – Portugal
    Publication . Rodrigues, Nuno; Pintassilgo, Pedro; Calhau, Francisco; G-Gorbeña, Eduardo; Pacheco, André
    The energy that can be extracted from tidal currents is one of the most promising renewable energy sources due to its high density/predictability. Within this paper this energy source is evaluated economically respecting sustainability principles. This evaluation contrasts from previous studies due to the application of a cost-benefit analysis based on a hydro-morphodynamic model, and moving away from the classic proxy of wind energy. It further includes, via the Monte Carlo method, a probabilistic underpinning to the project. The hydro-economic model was applied to a tidal energy project using an Evopod 1:4th scale prototype, based on a real deployment of an Evopod 1:10th scale device in the Ria Formosa, Algarve. The results show that, under the current costs and benefits, the project is not economically viable. However, there are admissible parameter ranges that make the project viable such as significant reduction of investment costs, increased capacity factors and favourable energy prices. This novel methodology has potential to be applied to other tidal energy projects on estuarine systems worldwide, and consists of a comprehensive modelling approach, including the technical, environmental, and socio-economic dimensions of the project, not only in a deterministic setting but also in a probabilistic one.
  • Comunidades energéticas sustentáveis: estudo de implementação de uma comunidade eólica no Algarve
    Publication . Calhau, Francisco; Pintassilgo, Pedro; Guerreiro, J.
    Este livro aborda o tema da geração de eletricidade com recurso à energia eólica, dando assim o seu contributo para a redução das emissões de dióxido de carbono e demais gases causadores do efeito de estufa. O principal objetivo do trabalho nele descrito foi o de estudar a implementação de uma unidade de geração de eletricidade a partir da energia eólica, que permita satisfazer as necessidades de consumo de uma pequena comunidade local, na região do Algarve, e analisar a sua viabilidade financeira e económica. Acredita-se que este estudo possa, também, dar algum contributo para a maior utilização das energias renováveis na geração de eletricidade de forma descentralizada, em particular através da energia eólica. Nesse sentido, incentiva-se a constituição de sistemas locais de geração de eletricidade para autoconsumo de pequenas comunidades urbanas, indo ao encontro do conceito das Renewable Energy Communities, mais especificamente das Wind Communities.
  • Comunidades energéticas sustentáveis: estudo de Implementação de uma comunidade eólica no Algarve
    Publication . Calhau, Francisco João Magalhães; Guerreiro, João Gomes; Pintassilgo, Pedro
    Esta tese aborda o tema da produção de eletricidade com recurso à energia eólica, realçando-se o seu contributo para a redução das emissões de dióxido de carbono e demais gases causadores do efeito de estufa. O principal objetivo deste trabalho foi o de estudar a implementação de uma unidade de produção de eletricidade a partir da energia eólica, que permita satisfazer as necessidades de consumo de uma pequena comunidade local, na região do Algarve, e analisar a sua viabilidade financeira e económica. Acredita-se que este estudo possa, também, dar algum contributo para a maior utilização das energias renováveis na produção de eletricidade de forma descentralizada, em particular através da energia eólica. Nesse sentido, incentiva-se a constituição de sistemas locais de produção de eletricidade para autoconsumo de pequenas comunidades urbanas, indo ao encontro do conceito das Renewable Energy Communities, mais especificamente das Wind Communities. A investigação empírica realizada, consistiu no desenvolvimento de um sistema local de produção de eletricidade, localizado na região do Algarve, a norte de Vila do Bispo, com base na instalação de um aerogerador de potência inferior a 100KW. Tendo por base um consumo médio/habitação de 3,6 MWh/ano, pretendeu-se assegurar que a produção prevista de eletricidade, a partir do aerogerador instalado, garanta o autoconsumo da comunidade, mantendo-se, contudo, a sua ligação à rede de distribuição do sistema global. A partir das séries de dados de vento registadas em Sagres e próximo do local de instalação do aerogerador, na Lagoa Funda, pela aplicação do método MCP (Measure, Correlate and Predict), foi possível prever, para o local de instalação, o comportamento do vento e simular o funcionamento de um aerogerador de 35KW, de um de 50KW e de 60KW de potência nominal e obter as respetivas produções anuais previstas de eletricidade. Com base nestas previsões, desenvolveu-se um modelo de estudo, sobre o qual se efetuou uma análise de custo-benefício, determinando-se os valores dos indicadores de desempenho financeiro e económico considerados. Complementarmente à análise de custo-benefício, foi avaliada a sensibilidade dos indicadores de desempenho à variação de cada variável de input; foi efetuada uma análise para cenários extremos de valores das variáveis de input; e, por fim, foi realizada uma análise de risco, em que foram consideradas distribuições probabilísticas das variáveis de input e simulados os seus efeitos nos indicadores de desempenho. O estudo empírico realizado permitiu concluir serem financeira e economicamente viáveis as três opções simuladas, em condições de autoconsumo da produção prevista de eletricidade, para cada caso. Estes resultados permitem, também, concluir que o desenvolvimento de comunidades locais energeticamente sustentáveis é uma opção que é viável e exequível na localização geográfica objeto do estudo, da região do Algarve.