A eletricidade de fontes renováveis de energia não está fluindo de maneira uniforme. As instalações geram eletricidade apenas quando o sol está brilhando ou o vento está soprando. O acúmulo da produção de eletricidade não precisa acontecer em períodos de aumento da demanda; raramente há uma correspondência entre oferta e demanda. O armazenamento de energia elétrica é um problema que sempre acompanhou a energia fotovoltaica e os parques eólicos.
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Fornecimento variável de eletricidade de uma usina solar ou eólica
Como armazenar eletricidade em casa?
O vento nem sempre sopra, o sol nem sempre brilha - os parques eólicos na Polónia e as instalações fotovoltaicas geram tanta eletricidade quanto a natureza fornece atualmente. O acúmulo da demanda de eletricidade pelos consumidores raramente coincide com os períodos de pico de "oferta" de energia solar e eólica renováveis. Tanto na energia industrial quanto na doméstica, o problema é o armazenamento do excedente de energia.
Os acordos da UE obrigam os Estados-Membros a substituir cada vez mais os combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis. Os sistemas de atividades pró-ecológicas (certificados brancos, certificados verdes) apoiam parques eólicos na Polónia, bem como instalações fotovoltaicas prosumer. Os certificados brancos, ou seja, os certificados de eficiência energética, atuam no mercado de direitos de propriedade, apoiando a modernização energética das empresas.
Fontes de energia dependentes do clima para geradores de energia tornam o armazenamento de energia uma necessidade. São necessárias maneiras de armazenar suprimentos de eletricidade para alimentar cargas quando o sol está alto e o vento não sopra. Existem várias maneiras de armazenar energia, não apenas de baterias populares.
Acumulação de eletricidade - armazenamento do excedente de eletricidade
O armazenamento de energia permite o aproveitamento da eletricidade gerada pelas centrais solares e eólicas não apenas durante o período de atividade dos geradores. Os armazéns fornecem energia conforme a necessidade, independentemente da intensidade da radiação solar e da força do vento. O acúmulo direto de corrente é possível em capacitores, mas de pouca utilidade para fins práticos.
Para grandes quantidades de energia, métodos de armazenamento indireto são usados. A corrente elétrica se transforma em outra forma de energia mais fácil de armazenar e, em seguida, recria a eletricidade a partir dela. Aqui estão as principais maneiras de resolver o problema:
- Baterias e acumuladores - instalações de armazenamento de eletricidade conhecidas há muito tempo. Eles armazenam eletricidade em uma base química e são bem testados. No entanto, este método de armazenamento de energia é - devido à sua baixa capacidade - relativamente caro. Baterias de alta qualidade estão disponíveis para uso em energia fotovoltaica. A maioria deles, entretanto, não é adequada para grandes usinas de energia. Plantas de energia a bateria estão planejadas na Austrália. No final de 2022, a fabricante de carros elétricos Tesla lançou uma bateria de íon-lítio lá, fornecendo eletricidade para mais de 30.000 residências.
- Usinas bombeadas de armazenamento - confiável por décadas. Eles usam o excesso de eletricidade para bombear água de um reservatório profundo para um nível superior. À medida que a água acumulada flui de volta para o vale, sua energia aciona a turbina e o gerador. No entanto, você só pode armazenar energia dessa forma sob certas condições. Deve haver uma montanha com topo plano onde um reservatório artificial possa ser cavado e um lago ao seu pé. O solo acima deve ser impermeável. Ambos os reservatórios - naturais e artificiais - são conectados por um duto. As turbinas bombeiam água para cima usando energia excedente, ou são movidas pela água que cai de cima. Uma vantagem adicional de tal usina é a possibilidade de partida rápida de turbinas na direção da geração de eletricidade.
Preços promocionais para painéis solares e bombas de calor
Armazenar energia transferindo massas de água para um nível superior é altamente eficiente. A perda de energia durante esta troca é de cerca de 20%, o que significa uma alta eficiência de 80%. Na Polónia, a maior instalação deste tipo é uma central de armazenamento bombeado perto de Żarnowiec, com uma capacidade de mais de 700 MW.
- Produção de hidrogênio ou metano - uma forma química de armazenamento de energia. Com excesso de eletricidade, eles podem ser usados para decompor a água em oxigênio e hidrogênio. Embora o hidrogênio seja um excelente combustível, ele tem uma grande desvantagem que o elimina do uso diário: ele cria uma mistura altamente explosiva com o ar. Por isso, no próximo processo, também com o uso da eletricidade, o hidrogênio é convertido em metano. Este conhecido gás também pode ser usado em uma usina de energia para gerar eletricidade durante um déficit. O processo de conversão de eletricidade em metano e vice-versa é bastante complexo, com eficiência chegando a 50%. Verifique também este artigo sobre tipos de módulos solares.
Armazenamento de energia em baterias
A independência fora da rede é tentadora, mas cara
A instalação fotovoltaica da ilha é totalmente independente da rede elétrica. Não é possível transferir o excedente ou comprar a quantidade em falta. Uma aplicação natural deste tipo de instalação são áreas subdesenvolvidas sem redes elétricas. Na Polónia, é difícil encontrar tais terrenos baldios e ilhas fotovoltaicas em vez de casas de veraneio.
Independentemente do tamanho da sua instalação fora da rede, o armazenamento de energia é absolutamente essencial. Os painéis solares só funcionam quando expostos à luz solar. À noite, a produção de eletricidade cessa e, em dias nublados, é quase zero. A continuidade da energia só pode ser garantida pelo armazenamento local de energia excedente.
Os preços das baterias fotovoltaicas são altos, mas apresentam tendência de queda. Por exemplo, o Tesla Power Wall custa mais de PLN 26.000 e não é apenas uma bateria, mas também um conversor e dispositivos adicionais.
Seleção de bateria para uma instalação fotovoltaica
As baterias de armazenamento de energia têm um tipo específico de operação. Eles raramente permanecem totalmente carregados e, ao mesmo tempo, operam ciclicamente. Os períodos de recarga dependem das condições meteorológicas e os intervalos entre eles podem ser de vários dias.
Para prolongar a vida útil da bateria, uma grande reserva de capacidade deve ser considerada. Assim, evitará descargas pesadas. A variabilidade da intensidade da radiação solar exige que se leve em consideração a reserva de energia adequada para atender à demanda atual.
As marcas populares de baterias incluem: Tesla, SMA, Mercedes Benz, Enphase. Eles são caracterizados por alta eficiência e resistência à descarga completa. Eles permitem a expansão do armazenamento de energia. os fabricantes geralmente fornecem uma garantia de 10 anos para eles.
Armazenamento de energia em instalações na rede
A energia excedente não utilizada para as necessidades atuais, proveniente da energia fotovoltaica, pode ser armazenada na rede no sistema on-grid. O acordo com a concessionária de energia permite o repasse dos excedentes e sua cobrança da rede no prazo de liquidação de 12 meses. Pode-se dizer que a eficiência de tal armazém é de 80%, pois é assim que se pode coletar energia.
Este é um arranjo vantajoso e sua única desvantagem é a necessidade de ter uma rede elétrica próxima. As melhores baterias têm uma eficiência de mais de 90%, mas sua capacidade é suficiente para apenas dois ou três dias. A independência energética total em um sistema fora da rede é atraente e as baterias fotovoltaicas certamente permanecerão no mercado.
