Armazenamento de Energia

Com o advento da mobilidade elétrica, um item vem ganhando destaque e participando cada vez mais de nosso dia-a-dia: a bateria. E não é uma bateria qualquer, mas uma bem diferente da convencional, que compõe todos os veículos à combustão.

São baterias de lítio-ferro-fosfato ou LiFePO₄, com durabilidade de até 6 mil ciclos. Um ciclo numa bateria compreende o processo de carga e de descarregamento total, quando precisa ser novamente carregada.

Duração
Todos os cidadãos que possuem bicicleta, moto ou carro elétrico já tem em seu dia-a-dia esta rotina de executar o carregamento da bateria de seu veículo. Assim como do celular, que também são baterias LiFePO₄. Estas baterias tem uma duração bem diferente quando aplicada aos veículos pela característica de segurança que os fabricantes impõem.

Vida Útil
Para se ter uma idéia, quando uma bateria de um automóvel elétrico é descartada, ela ainda está com vida útil de 80% em alguns de seus módulos, isto porque tais baterias são formadas por conjuntos de pequenas baterias que tem um consumo desigual no uso dos veículos. Já existem projetos no Brasil para desmontar estas baterias e remontá-las com estes "subsets" com vida útil homogênea, e aplicando-as em armazenamento de energia para consumo estacionário.

Aplicações
Essa pequena e sucinta introdução nos mostra então que as baterias tem outras aplicações, além do uso em veículos elétricos. Estas aplicações como baterias estacionárias, para armazenamento de energia, se estendem desde o uso em projetos de energia solar - onde não existe energia elétrica - em que os painéis solares armazenam energia nas baterias durante o dia e estas são descarregadas à noite, provendo energia para residências e equipamentos como irrigação (por exemplo) até em substituição a sistemas de backup de energia com uso de geradores à diesel.

Acompanhe:

Como funciona

Uma oportunidade de economia

Tipos de bateria

Inversores e baterias de lítio

Aplicações do Uso

"Backup", "time-shift", "peak-shaving", "off-grid"

Como funciona

O armazenamento de energia é feito com o uso de baterias. Estas por sua vez podem ser de lítio, chumbo/ácido ou de outras tecnologias. Lítio e chumbo ácido são as mais utilizadas. A Plena Energia Solar opta por utilizar as baterias de lítio pela alta durabilidade, de 3 a 6 mil ciclos (10 a 25 anos), baixa manutenção ao longo da vida útil e consequentemente pela sustentabilidade que esta longa durabilidade gera. A energia armazenada, por sua vez, pode ter as mais diversas origens, seja da rede elétrica tradicional, de fonte solar, de grupos geradores, de fonte eólica, etc.

Passo a Passo

As baterias são conectadas a fonte de geração de energia através de um inversor, cuja função é fazer a conversão da energia em corrente contínua que vem das baterias para corrente alternada das cargas de consumo. Se a energia vem da rede elétrica comum, ele também tem a função de converter esta energia em corrente alternada para corrente contínua, que é o padrão de armazenamento nas baterias.

A energia armazenada pode então ser utilizada na hora em que o cliente determina, seja por necessidade (à noite, nas instalações de energia solar remotas, sem conexão à rede elétrica tradicional), ou por escolha por outros critérios: econômicos, operacionais ou outro.

Hoje a maior aplicação do armazenamento de energia é na mobilidade, em automóveis, motocicletas, bicicleta, ônibus e caminhões. Mas seu uso em empresas de todos os tipos começam a crescer significativamente dados os benefícios que trazem, econômicos, operacionais (baixíssima manutenção) e de sustentabilidade.

Tipos de bateria

Os sistemas de armazenamento BYD são a mais completa e segura solução do mercado. Além de contar com a tecnologia de baterias de Lítio Ferro Fosfato (LiFePO₄) a BYD é líder mundial na fabricação de baterias. A BYD disponibiliza diversos modelos de baterias para as diferentes necessidades do mercado, para o sistemas on-grid e off-grid, sendo aplicadas nas áreas urbanas, rurais, indústrias, comércio em geral, residências, condomínios e usinas. Os sistemas de armazenamento BYD possuem baixa manutenção e vida útil prolongada. E o melhor, são fonte de energia 100% limpa e renovável.

B-Box

Ilustração: (1) Battery-Box, (2) Battery-Box Premium.

Aplicações

Aplicações do uso do armazenamento de energia em banco de baterias para redução de custos

"Time-Shift" ou Deslocamento de Energia

• Carrega energia mais barata nas baterias, no horário fora de ponta e descarrega as baterias no horário de ponta;

• Pode-se ainda combinar múltiplas fontes de energia como a rede de energia da concessionária, energia solar e geradores a gás natural, diesel ou etanol;

• Deslocamento da energia para o período onde a quantidade de cargas é maior;

• Deslocamento da energia para o período onde a energia tem maior custo.

"Peak-Shaving"

• Recurso que garante que a demanda contratada não será ultrapassada, gerando multas;

• Automaticamente, o sistema desliga a energia da rede e entra com a energia das baterias, no momento em que atinge o valor da demanda contratada;

• Evita que o consumo ou injeção de energia ultrapasse o valor de demanda;

• Esse energia pode ser deslocada para outro horário, se injetada na rede elétrica.

"Backup" de Energia

O recurso mais comum é o gerador a diesel. Mas com o aumento da demanda por baterias pela mobilidade elétrica os preços tem caído tanto que já é viável substituir estes equipamentos - com custos recorrentes de combustível e manutenção - por sistemas de baterias de lítio, que podem atingir vida útil acima de 25 anos. E o “delay” de entrada é muito inferior ao do gerador a diesel. Além de ser totalmente aderente às regras ESG.

Ilustração: (1) Fontes de Energia, (2) Armazenamento, (3) Demandas de Energia/Carga.

Benefícios:

Econômicos

Redução de custos, redução de perdas, ganhos de imagem (sustentabilidade)

Sustentabilidade

Não emissão de carbono, reciclagem das baterias, longa vida útil – 6 mil ciclos.

Operacionais

Praticamente não requer manutenção corretiva ou preventiva. Pode passar anos sem manutenção.

Projetos de Energia Solar "Off-Grid"

Para prover energia elétrica barata e sem custos recorrentes de combustível e manutenção em locais remotos - onde não existe rede elétrica convencional -, pode-se fazer uso da energia solar associada ao armazenamento de energia em baterias, provendo energia pontualmente, de maneira regular e por todo o tempo que for necessário.

Ilustração: (1) Painéis Solares, (2) Controlador de Cargas, (3) Banco de Baterias, (4) Inversor, (5) Cargas.

Projetos de Energia Solar Híbridos

Nos casos onde há rede elétrica convencional, porém com grandes interrupções no fornecimento (tempo considerável sem energia disponível para consumo), pode-se fazer uso da energia solar associada ao armazenamento de energia em baterias, provendo energia por todo o tempo que for necessário. No momento em que a energia da rede concessionária se reestabelecer - na medida do necessário - o sistema retoma automaticamente o consumo da rede.

Ilustração: (1) Painéis, (2) Carga, (3) Descarga, (4) Gerando para Rede, (5) Consumindo da Rede.

Outras Aplicações

1 Reduzir intermitência

• Pode aumentar a entrega de energia de fontes renováveis;

• Maior eficiência dos sistemas de geração;

• Suavização da energia (existe internacionalmente multas para cobrar a suavização dos produtores).

2 Qualidade de energia

• Absorver variações rápidas no sistema;

• Regulação da tensão;

• Regulação da frequência.

3 "Blackstart"

• Reestabelecimento de energia e uma central elétrica sem depender da rede elétrica.

4 Suavização de potência

• Suavização de potência, estabilizando a saída de energia para a rede.

5 Regular a frequência

• Quando a frequência da rede é instável, o ESS em larga escala pode participar do ajuste da frequência da rede.