Dispositivos industriais de armazenamento de energia

Antigamente, a energia elétrica obtida nas hidrelétricas era entregue imediatamente aos consumidores: lâmpadas acesas, motores ligados. Hoje, no entanto, como as capacidades de geração de energia se expandiram muito, a questão de maneiras eficientes de armazenar a energia gerada foi seriamente levantada de várias maneiras, incluindo várias fontes renováveis.

Como você sabe, durante o dia a humanidade gasta muito mais energia do que à noite. Os horários de pico de carga nas cidades se enquadram em horários matinais e noturnos estritamente definidos, enquanto as usinas geradoras (especialmente solar, eólica, etc.) geram uma certa potência média que varia significativamente em diferentes momentos do dia e dependendo das condições climáticas.

Em tais circunstâncias, não é uma má ideia que as usinas de energia tenham algum tipo de armazenamento de eletricidade de backup que possa fornecer a energia necessária a qualquer hora do dia. Vamos dar uma olhada em algumas das melhores tecnologias para resolver esse problema.

Armazenamento de energia hidráulica

O método mais antigo que não perdeu sua relevância até hoje. Dois grandes tanques de água estão localizados um acima do outro. A água no tanque superior, como qualquer objeto elevado, tem uma energia potencial maior do que a água no tanque inferior.

Quando o consumo de energia da usina é baixo, a água é bombeada para o reservatório superior por meio de bombas. Durante o horário de pico, quando a usina é forçada a alimentar a rede com alta potência, a água do tanque superior é desviada pela turbina do hidrogerador, gerando assim maior potência.

Na Alemanha, estão a ser desenvolvidos projectos deste tipo de hidroacumuladores para a sua posterior montagem em sítios de antigas minas de carvão, bem como no fundo do oceano em armazéns esféricos especialmente criados para o efeito.

Armazenamento de energia na forma de ar comprimido

Como uma mola comprimida, o ar comprimido injetado em um cilindro é capaz de armazenar energia em forma de potencial. A tecnologia foi idealizada por engenheiros por muito tempo, mas não foi implementada devido ao seu alto custo. Mas níveis muito altos de concentração de energia já são alcançáveis ​​durante a compressão adiabática de gás com compressores especiais.

A ideia é a seguinte: durante a operação normal, uma bomba bombeia ar para dentro do tanque e, durante os picos de carga, o ar comprimido é liberado do tanque sob pressão e gira a turbina do gerador. Existem vários sistemas semelhantes no mundo, um dos maiores desenvolvedores dos quais é a empresa canadense Hydrostar.

Sal fundido como um acumulador térmico

Painéis solares Não é a única ferramenta para converter a energia radiante do sol.A radiação solar infravermelha, quando devidamente concentrada, pode aquecer e derreter o sal e até o metal.

É assim que funcionam as torres solares, onde muitos refletores direcionam a energia do sol para um tanque de sal montado no topo de uma torre erguida no centro da estação. O sal fundido então libera calor para a água, que se transforma em vapor que gira a turbina do gerador.

Assim, antes de se transformar em eletricidade, o calor é primeiro armazenado em um acumulador térmico à base de sal fundido, tecnologia implementada, por exemplo, nos Emirados Árabes Unidos. A Georgia Tech desenvolveu um dispositivo ainda mais eficiente para armazenamento térmico de metal fundido.

baterias químicas

baterias de lítio para usinas eólicas — esta é a mesma tecnologia das baterias para smartphones e laptops, só que haverá milhares dessas "baterias" no armazenamento da usina. A tecnologia não é nova, é usada hoje nos EUA. Um exemplo recente de uma usina de 4 MWh é a construída recentemente pela Tesla na Austrália. A estação é capaz de fornecer uma potência máxima de 100 MW para a carga.

Vazamento de acumuladores químicos

Se nas baterias convencionais os eletrodos não se movem, nas baterias de fluxo os líquidos carregados atuam como eletrodos. Dois líquidos se movem através de uma célula de combustível de membrana na qual ocorre a interação iônica de eletrodos líquidos e cargas elétricas de diferentes sinais são geradas na célula sem misturar os líquidos. Eletrodos estacionários são montados na célula para fornecer a energia elétrica assim carregada para a carga.

Assim, como parte do projeto brine4power na Alemanha, está prevista a instalação de tanques com eletrólitos (vanádio, água salgada, solução de cloro ou zinco) no subsolo, e uma bateria de fluxo de 700 MWh será erguida em cavernas locais. O principal objetivo do projeto é equilibrar a distribuição de energia renovável ao longo do dia para evitar interrupções de energia causadas pela falta de vento ou tempo nublado.

Armazenamento dinâmico do super volante

O princípio é baseado na primeira conversão de eletricidade - na forma de energia cinética da rotação do super volante, e, se necessário, de volta à energia elétrica (o volante gira o gerador).

Inicialmente, o volante é acelerado por um motor de baixa potência até que o consumo de carga atinja o pico e, quando a carga atinge o pico, a energia armazenada pelo volante pode ser fornecida com muitas vezes mais potência. Esta tecnologia não encontrou ampla aplicação industrial, mas é considerada promissora para uso em poderosas fontes de energia ininterrupta.