Destaque

Pesquisadores propõem solução inovadora, simples e de baixo custo para armazenar energia

Fonte

UPM | Universidade Politécnica de Madri

Data

domingo, 12 junho 2022 11:35

Pesquisadores da Universidade Politécnica de Madri (UPM), na Espanha, e da Universidade Técnica do Norte (UTN), no Equador, estudaram possibilidades de melhorar a gestão da energia elétrica por meio do armazenamento térmico realizado por uma bomba de calor. O sistema proposto apresenta grandes vantagens sobre os sistemas de bateria, incluindo a ausência de restrições geográficas, baixo desgaste por ciclo de trabalho e um custo inicial menor do que outras tecnologias capazes de armazenar e fornecer energia elétrica a um preço baixo. Além disso, o tamanho de seus componentes não acarreta problemas logísticos em seu transporte e permite fácil dimensionamento de potência. A rentabilidade e o desempenho da tecnologia proposta a posicionam como forte candidata entre as possíveis soluções energéticas do futuro.

A incorporação de energias renováveis, principalmente solar e eólica, ao mix energético torna necessário adequar a rede elétrica às suas particularidades. As fontes alternativas de energia podem parar de produzir, mesmo em momentos em que a demanda esteja em alta. Para mitigar este problema, pode ser realizada uma hibridização da rede. Em outras palavras, para evitar problemas de abastecimento no caso de uma possível redução da potência das renováveis, os ciclos combinados são mantidos em stand-by, sendo rápidos o suficiente para lidar com as mudanças do fornecimento sem serem percebidos pelo usuário final.

Diante desse problema, pesquisas são realizadas sobre formas de armazenamento de energia elétrica para valorizar o excesso de vento ou sol que ocorre em algumas ocasiões e poder utilizar a energia proveniente destas fontes quando necessário. O método mais conhecido são as baterias elétricas, embora esta solução seja extremamente cara em larga escala. Mas existem alternativas mais baratas e simples, como o armazenamento na forma de energia térmica em vez de energia elétrica. Esse conceito já é realizado em usinas térmicas solares concentradas, nas quais o excesso de energia captado nas horas centrais do dia é utilizado para produzir eletricidade quando há demanda.

Com base nessa analogia, pesquisadores da UPM e da UTN estudaram as possibilidades de sistemas de armazenamento de energia térmica bombeada, também chamados de PTES, por sua sigla em inglês (Pumped Thermal EnergyStorage). Esse sistema absorve a eletricidade excedente da rede e a transforma em energia térmica usando uma bomba de calor. A energia térmica é armazenada e posteriormente usada para alimentar um motor térmico, produzindo eletricidade. O sistema estudado utiliza um ciclo reversível baseado em CO₂ supercrítico para funcionar como bomba de calor e motor térmico.

Entre os principais resultados da pesquisa, destaca-se o desenvolvimento conceitual da ideia, em que são estimados o desempenho e o custo do armazenamento de energia ou LCOS (Levlized Cost of Storage). A análise realizada aponta um LCOS de € 0,12/kWh (cerca de R$ 0,63/kWh) e 80% de performance. Deste modo, o sistema PTES analisado pode ser uma das tecnologias de mais baixo custo, quando comparado a outros sistemas de armazenamento.

Os resultados foram publicados na revista científica Energy Reports.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: UPM.